KOASERVATLAR: ÖZELLIKLER, YAŞAMIN KÖKENI ILE ILIŞKI - BIYOLOJI - 2025

Koaservatların protein, karbonhidrat ve çözelti içinde başka malzemelerin organize gruplarıdır. Koaservat terimi, Latin koaservarından gelir ve "küme" anlamına gelir. Bu moleküler grupların bazı hücre özellikleri vardır; Bu nedenle Rus bilim adamı Aleksander Oparin, koaservatların bunlara yol açtığını öne sürdü.

Oparin, ilkel denizlerde, gevşek organik moleküllerin gruplandırılmasından bu yapıların oluşumu için uygun koşulların muhtemelen var olduğunu öne sürdü. Yani, temelde koaservatlar bir hücre öncesi model olarak kabul edilir.

Koaservatların

Bu koaservatlar, diğer molekülleri emme, hücrelere benzer şekilde daha karmaşık iç yapıları büyütme ve geliştirme yeteneğine sahip olacaktı. Daha sonra, bilim adamları Miller ve Urey'in deneyleri, ilkel Dünya koşullarını ve koaservatların oluşumunu yeniden yaratmaya izin verdi.

karakteristikleri

- Farklı moleküller (moleküler sürü) gruplanarak üretilirler.

- Organize makromoleküler sistemlerdir.

- Bulundukları yerde çözeltiden kendi kendine ayrılma, böylece izole damlalar oluşturma yeteneğine sahiptirler.

- İçerisindeki organik bileşikleri emebilirler.

- Kilolarını ve hacmini artırabilirler.

- İç karmaşıklıklarını artırabilirler.

- İzolasyon katmanına sahiptirler ve kendilerini koruyabilirler.

Hayatın kökeni ile ilişki

1920'lerde biyokimyacı Aleksandr Oparin ve İngiliz bilim adamı JBS Haldane, Dünya'daki yaşamın kökeni için gerekli koşullar hakkında bağımsız olarak benzer fikirler ortaya attılar.

Her ikisi de organik moleküllerin morötesi radyasyon gibi harici bir enerji kaynağı varlığında abiyojenik malzemelerden oluşabileceğini öne sürdü.

Önerilerinden bir diğeri de ilkel atmosferin azaltıcı özelliklere sahip olduğuydu: çok az miktarda serbest oksijen. Ek olarak, diğer gazların yanı sıra amonyak ve su buharı içerdiğini öne sürdüler.

İlk yaşam biçimlerinin okyanusta sıcak ve ilkel olarak ortaya çıktığından ve ototrofik (güneş ışığından yiyecek ve besin üreten) yerine heterotrofik (erken Dünya'da var olan bileşiklerden önceden oluşturulmuş besinleri elde ettiler) olduğundan şüpheleniyorlardı. veya inorganik malzemeler).

Oparin, koaservatların oluşumunun, elektrostatik kuvvetler tarafından bir arada tutulmalarına izin veren lipit molekülleri ile ilişkili diğer daha karmaşık küresel agregaların oluşumunu teşvik ettiğine ve hücrelerin öncüleri olabileceklerine inanıyordu.

Enzimlerin etkisi

Oparin'in koaservat çalışmaları, metabolizmanın biyokimyasal reaksiyonları için gerekli olan enzimlerin, zara bağlı kürelerde bulunduklarında sulu çözeltilerde serbest olduklarından daha iyi çalıştığını doğruladı.

Oparin'in koaservatlarına aşina olmayan Haldane, önce basit organik moleküllerin oluştuğuna ve ultraviyole ışığın varlığında, giderek daha karmaşık hale geldiklerine ve ilk hücreleri oluşturduğuna inanıyordu.

Haldane ve Oparin'in fikirleri, son yıllarda cansız maddelerden hayatın kökeni olan abiyogenez üzerine yapılan araştırmaların çoğunun temelini oluşturdu.

Koaservatlar teorisi

Koaservat teorisi, biyokimyacı Aleksander Oparin tarafından ifade edilen ve yaşamın kökeninin koaservatlar adı verilen karışık koloidal birimlerin oluşumundan önce geldiğini öne süren bir teoridir.

Koaservatlar, suya çeşitli protein ve karbonhidrat kombinasyonları eklendiğinde oluşur. Proteinler, etraflarında, içinde bulundukları sudan açıkça ayrılan bir sınır su tabakası oluşturur.

Bu koaservatlar, belirli koşullar altında koaservatların bir metabolizma veya enerji üretmek için bir sistem verilirse suda haftalarca stabilize olabileceğini keşfeden Oparin tarafından incelendi.

Enzimler ve glikoz

Bunu başarmak için Oparin suya enzimler ve glikoz (şeker) ekledi. Koaservat enzimleri ve glikozu emdi, ardından enzimler koaservatın glikozu koaservattaki diğer karbonhidratlarla birleştirmesine neden oldu.

Bu, koaservatın boyutunun artmasına neden oldu. Glikoz reaksiyonunun atık ürünleri koaservattan çıkarıldı.

Koaservat yeterince büyüdüğünde, kendiliğinden daha küçük koaservatlara ayrılmaya başladı. Koaservattan türetilen yapılar enzimleri alırsa veya kendi enzimlerini oluşturabilirse, büyümeye ve gelişmeye devam edebilirlerdi.

Daha sonra, Amerikalı biyokimyacılar Stanley Miller ve Harold Urey tarafından yapılan müteakip çalışmalar, bu tür organik malzemelerin, erken Dünya'yı simüle eden koşullar altında inorganik maddelerden oluşturulabileceğini gösterdi.

Önemli deneyleriyle, kapalı bir sistemdeki basit gaz karışımından kıvılcım geçirerek amino asitlerin (proteinlerin temel elementleri) sentezini gösterebildiler.

Uygulamalar

Şu anda koaservatlar kimya endüstrisi için çok önemli araçlardır. Birçok kimyasal prosedürde bileşik analizi gereklidir; Bu her zaman kolay olmayan bir adımdır ve aynı zamanda çok önemlidir.

Bu nedenle araştırmacılar, numune hazırlamadaki bu önemli adımı iyileştirmek için sürekli olarak yeni fikirler geliştirmek için çalışıyorlar. Bunların amacı, analitik prosedürleri gerçekleştirmeden önce her zaman numunelerin kalitesini iyileştirmektir.

Halihazırda numunelerin ön konsantrasyonu için kullanılan birçok teknik vardır, ancak her birinin, çok sayıda avantaja ek olarak, bazı sınırlamaları da vardır. Bu dezavantajlar, mevcut yöntemlerden daha etkili yeni ekstraksiyon tekniklerinin sürekli geliştirilmesini teşvik eder.

Bu soruşturmalar aynı zamanda düzenlemeler ve çevresel kaygılar tarafından yönlendirilmektedir. Literatür, "yeşil ekstraksiyon tekniklerinin" modern numune hazırlama tekniklerinde hayati bir rol oynadığı sonucuna varmak için temel sağlar.

"Yeşil" teknikler

Ekstraksiyon işleminin "yeşil" karakteri, toksik ve çevreye zararlı olduğu için organik çözücüler gibi kimyasalların tüketimini azaltarak elde edilebilir.

Numune hazırlama için rutin olarak kullanılan prosedürler çevre dostu, uygulaması kolay, ucuz ve tüm sürecin gerçekleştirilmesi için daha kısa süreli olmalıdır.

Bu gereksinimler, çekme-aktif maddeler açısından zengin kolloidler oldukları ve aynı zamanda bir ekstraksiyon ortamı olarak işlev gördükleri için numunelerin hazırlanmasında koaservatlar uygulanarak karşılanır.

Bu nedenle koaservatlar, farklı numunelerde organik bileşiklerin, metal iyonlarının ve nanopartiküllerin konsantre edilmesine izin verdikleri için numune hazırlama için umut verici bir alternatiftir.

Referanslar

1. Evreinova, TN, Mamontova, TW, Karnauhov, VN, Stephanov, SB ve Hrust, UR (1974). Koaservat sistemler ve yaşamın kökeni. Yaşamın Kökenleri, 5 (1-2), 201–205.
2. Fenchel, T. (2002). Yaşamın Kökeni ve Erken Evrimi. Oxford University Press.
3. Helyum, L. (1954). Koaservasyon teorisi. Yeni Sol İnceleme, 94 (2), 35–43.
4. Lazcano, A. (2010). Köken Araştırmalarının Tarihsel Gelişimi. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, (2), 1–8.
5. Melnyk, A., Namieśnik, J. ve Wolska, L. (2015). Koaservat bazlı ekstraksiyon tekniklerinin teorisi ve son uygulamaları. TrAC - Analitik Kimyadaki Trendler, 71, 282-292.
6. Novak, V. (1974). Yaşamın Kökeni Koaservat-Eş-Servat Teorisi. Yaşamın Kökeni ve Evrimsel Biyokimya, 355-356.
7. Novak, V. (1984). Koaservat içinde koaservat teorisinin mevcut durumu; hücre yapısının kökeni ve evrimi. Yaşamın Kökenleri, 14, 513–522.
8. Oparin, A. (1965). Hayatın Kökeni. Dover Publications, Inc.