Какими свойствами обладали коацерваты
Коацерват (от лат. coacervātus — «собранный в кучу») или «первичный бульон» — многомолекулярный комплекс, капли или слои с большей концентрацией коллоида (разведённого вещества), чем в остальной части раствора того же химического состава.
Коацервация[править | править код]
Коацервация — расслоение коллоидной системы с образованием коллоидных скоплений коацерватов в виде двух жидких слоев или капель. Коацервация может возникать в результате частичной дегидратации дисперсной фазы коллоида, являясь начальной стадией коагуляции.
Сущность явления коацервации заключается в отмешивании из однородного коллоидного раствора слоя или капель, связанном с переходом от полного смешивания к ограниченной растворимости.
Коацерватные капли[править | править код]
Коацерватные капли — сгустки, подобные водным растворам желатина. Образуются в концентрированных растворах белков и нуклеиновых кислот. Коацерваты способны адсорбировать различные вещества. Из раствора в них поступают химические соединения, которые преобразуются в результате реакций, проходящих в коацерватных каплях, и выделяются в окружающую среду.
Коацерваты имеют важное значение в ряде гипотез о происхождении жизни на Земле. Коацерваты в таких гипотезах представляют некие праорганизмы (протоорганизмы).
Каждая молекула имеет определённую структурную организацию (атомы, входящие в её состав, закономерно расположены в пространстве). Вследствие этого в разноатомных молекулах образуются полюсы с различными зарядами. Например, молекула воды H2O образует диполь, в котором одна часть молекулы несёт положительный заряд, а другая — отрицательный. Кроме этого, некоторые молекулы (например, соли) в водной среде диссоциируют на ионы.
В силу таких особенностей химической организации вокруг молекул образуются водные «рубашки» из определённым образом ориентированных молекул воды. Молекулы, окруженные водной «рубашкой», могут объединяться, образуя многомолекулярные комплексы — коацерваты. Коацерватные капли возникают также при простом смешивании разнообразных полимеров. При этом полимерные молекулы «собираются» в многомолекулярные фазово-обособленные образования.
А. С. Трошин использовал коацерватные капли в качестве клеточных моделей для исследования распределения веществ между моделью и средой.
В 2011 году японские учёные воспроизвели в лаборатории возникновение из «первичного бульона» протоклеток с катионной оболочкой и элементами ДНК внутри (отрезки природной ДНК входили в состав исходных компонентов[1]), способных к делению в результате полимеразной цепной реакции, реплицирующей ДНК[2][3][4].
Коацерватная теория[править | править код]
Автором этой теории является советский биохимик академик А. И. Опарин (1924 г.). Позже Опарина и независимо от него к аналогичным выводам пришел английский учёный Дж. Холдейн.
Опарин полагал, что переход от химической эволюции к биологической требовал возникновения индивидуальных фазово-обособленных систем, способных взаимодействовать с окружающей средой.
По теории А. И. Опарина коацервация сыграла большую роль на одном из этапов возникновения жизни на Земле.
Список литературы[править | править код]
- Трошин А. С. Проблема клеточной проницаемости. М. — Л., 1956
- Troshin A. S. Problems of Cell Permeability. Pergamon Press, London, 1966
- Евреинова Т. Н. Концентрирование веществ и действие ферментов в коацерватах. — М., 1966
- Серебровская К. Б. Коацерваты и протоплазма. — М., 1971
Примечания[править | править код]
Ссылки[править | править код]
- Зарождение жизни объяснили без участия бога
Возникновение органических соединений
Какие космические факторы на ранних этапах развития Земли явились предпосылками для возникновения органических соединений?
На ранних этапах развития Земли органические соединения образовывались из неорганических абиогенным путем. Источником энергии для этих процессов служило ультрафиолетовое излучение Солнца. В атмосфере не существовало ни озона, ни кислорода, поэтому ультрафиолет ничем не задерживался и достигал поверхности планеты. Под его воздействием, а также при участии электрических грозовых разрядов из воды и газов образовывались простейшие органические вещества: формальдегид, глицерин, аминокислоты, мочевина и др.
Теория биопоэза
Назовите основные стадии возникновения жизни согласно теории биопоэза.
Согласно теории биопоэза, сформулированной в 1947 г. английским физиком и историком науки Джоном Берналом (1901–1971), можно выделить три стадии возникновения жизни:
- абиогенный синтез и накопление органических мономеров (формирование «первичного бульона»);
- образование биологических полимеров и коацерватов (от лат. coacervus — сгусток);
- формирование мембранных структур и первичных организмов (пробионтов).
Основное место протекания всех этих процессов — древний океан.
Образование и эволюция коацерватов
Как образовывались, какими свойствами обладали и в каком направлении эволюционировали коацерваты?
Образование коацерватов было бы невозможно без взаимодействия органических веществ друг с другом и с неорганическими соединениями. В результате такого взаимодействия из жирных кислот и спиртов образовались липиды, из аминокислот — пептиды, из нуклеотидов — нуклеиновые кислоты. Липиды формировали пленки на поверхности водоемов, а белки — растворенные в воде полимерные комплексы. Такие комплексы, сливаясь друг с другом, образовывали коацерваты — структуры, обособленные от остальной массы воды. Коацерваты были способны, обмениваясь с окружающей средой, концентрировать различные вещества. Так, накопление ионов металлов и их взаимодействие с белками привело к образованию ферментов. Нуклеиновые кислоты, попавшие в коацерваты, имели больше шансов сохранить свою структуру и не разрушиться. Коацерваты обладали некоторыми признаками живого, но для превращений их в первые живые организмы не хватало биологических мембран.
Возникновение пробионтов
Расскажите, как возникли пробионты.
Мембраны пробионтов могли образовываться из липидных пленок на поверхности водоемов, к которым присоединялись плавающие в воде коацерваты. Для эволюции жизни были важны те коацерваты, которые содержали не только белок, но и нуклеиновые кислоты. Из их комплексов с липидами можно считать живыми организмами лишь те, которые оказались способны к самовоспроизведению нуклеиновых кислот. Так возникли пробионты — примитивные гетеротрофы, живущие за счет органических веществ абиогенного происхождения («первичного бульона»). На этом этапе закончилась химическая и началась биологическая эволюция.
Эволюция гетеротрофов
Опишите, как могло происходить усложнение внутреннего строения первых гетеротрофов.
Постепенно количество органических веществ абиогенного происхождения стало уменьшаться. Это привело к жесткой конкуренции между пробионтами, которая ускорила возникновение автотрофов, использующих для создания органики энергию солнечного света. Первые автотрофы использовали бескислородный путь фотосинтеза. Позднее появились цианобактерии, способные к фотосинтезу с выделением кислорода. Следствием накопления кислорода в атмосфере стало, во-первых, возникновение аэробных организмов, во-вторых, формирование защитного озонового слоя.
Параллельно происходило усложнение внутреннего строения клеток, которое в итоге привело к появлению эукариотов. Некоторые гетеротрофы вступали в симбиоз с аэробными бактериями, захватывая их и используя в качестве «энергетических станций» — будущих митохондрий. Такие симбионты дали начало животным и грибам. Другие гетеротрофы, помимо аэробных бактерий, захватывали и автотрофов-цианобактерий, которые стали хлоропластами. Так появились предшественники растений.
Самозарождение жизни в современных условиях
Почему невозможно самозарождение жизни в современных условиях?
Самозарождение жизни на Земле в настоящее время невозможно, поскольку в условиях современной богатой кислородом атмосферы органические соединения быстро разрушаются, не накапливаются и не достигают должной степени сложности. Кроме того, появления коацерватов и пробионтов не происходит из-за огромного количества гетеротрофов, очень быстро «поедающих» любое скопление органических веществ.
Эры и периоды истории Земли
По какому принципу историю Земли делят на эры и периоды?
Разделение истории Земли на этапы произошло после того, как геологи и палеонтологи сравнили между собой разноуровневые пласты осадочных пород и находящиеся в них окаменелости. Временные границы между эрами и периодами были установлены с учетом особенностей геологических процессов, климата, появления и исчезновения определенных групп живых организмов.
Возникновение жизни
Когда возникли первые живые организмы?
Первые живые организмы возникли около 3,5 млрд лет назад. Это были анаэробные гетеротрофы, которые питались органическими веществами, содержащимися в «первичном бульоне».
Криптозой
Какими организмами был представлен живой мир в криптозое (докембрии)?
Криптозой состоит из нескольких эр. В архейскую эру Землю населяли первые анаэробные гетеротрофы; 3 млрд лет назад появились цианобактерии. В протерозойскую эру (2,5–0,5 млрд лет назад) в атмосфере накопилось достаточно кислорода, чтобы возникли первые аэробные организмы. В результате симбиоза разных групп древних простейших организмов сформировались эукариотические клетки, близкие к современным. В итоге в протерозое на клеточном уровне уже обнаруживаются все царства живых организмов (растения, животные и грибы). В последние 100 млн лет этой эры появилась многоклеточность; возникли губки, кишечнополостные, черви, иглокожие, членистоногие, моллюски и, наконец, первые хордовые.
Пермский период
Почему в пермский период палеозойской эры вымерло большое количество видов амфибий?
В пермский период (285–230 млн лет назад) климат стал существенно холоднее и суше, чем в карбоне. Поэтому численность амфибий, которым вода необходима для увлажнения кожи и развития личинок, стала резко сокращаться. Многие крупные и гигантские виды быстро исчезли. В целом произошла довольно быстрая смена амфибий рептилиями, которые были гораздо лучше приспособлены к сухопутному образу жизни.
«Первичный бульон» и образование коацерватов
«Первичный бульон» и образование В водах первичного океана концентрация Исследования показали, что коацерваты Коацерваты объясняют, как появились Повышенная концентрация органических Кроме коацерватов в «первичном |
СОДЕРЖАНИЕ: Концепции
современного естествознания. Найдыш. Учебник
Смотрите также:
Естествознание
Естествознание.
НОВЕЙШАЯ РЕВОЛЮЦИЯ В ЕСТЕСТВОЗНАНИИ
Этим естествознание наступившей новой
исторической эпохи существенно отличалось от естествознания.
Общие
условия развития естествознания
В своем труде «Материализм и эмпириокритицизм», опубликованном
в 1909 г., Ленин ответил на кардинальные философские, вопросы, возникшие в ходе
развития естествознания.
естествознание.
НОВЕЙШАЯ РЕВОЛЮЦИЯ В ЕСТЕСТВОЗНАНИИ…
Общие условия развития естествознания. Борьба
передовых и реакционных идей в естествознании.
СТАНОВЛЕНИЕ МЕДИЦИНЫ. Внедрение естествознания в медицину
естествознания
в области медицины … В тесной связи со всеми медицинскими предметами она не
только принесла свет к постели больного и всяческие благодеяния…
…вокруг света (1831—1836) и его значение в истории естествознания
областях естествознания, что проф. Генсло,
рекомендуя его в 1831 г. в качестве натуралиста на «Бигль», руководился далеко
не одной лишь своей интуицией.
ВНУТРЕННЯЯ МЕДИЦИНА терапия. Клиническая медицина
Все это вело к серьезному отставанию клинической
медицины того времени от развивающегося естествознания. ВНУТРЕННЯЯ
МЕДИЦИНА (терапия).
…и науки Бэкон выступил как провозвестник опытного
естествознания…
…с одной стороны, о качественно простых природах, а с
другой, — о чём-то более близком будущим объяснительным моделям
механистического естествознания.
Медицина В ЗАПАДНОЙ ЕВРОПЕ В ПЕРИОД ПОЗДНЕГО СРЕДНЕВЕКОВЬЯ…
В эпоху Возрождения основными чертами естествознания
стали: утверждение опытного метода в науке, развитие математики и механики,
метафизическое мышление…
Революция
в естествознании, идущая на протяжении всего XX…
И таким образом в научном мире сложился странный
парадокс: представители естествознания, изучающие заведомо более простые
объекты, давно открыли сложность, многомерность…
НИКОЛАЙ КУЗАНСКИЙ. Биография и трактаты Николая Кузанского….
космологии Коперника и опытного естествознания.
Николай Кузанский родился в селении Куза в Южной Германии в 1401 году Отец.
Последние добавления:
Психокоррекционная
и развивающая работа с детьми Введение в культурологию
Валеология. Вайнер
Валеология География
мирового хозяйства Языковедение
Туристская
деятельность Сборник задач по банковскому делу
Логика и аргументация
Прежде чем приступить к определению значения термина «коацерваты», необходимо выяснить его этимологическое происхождение. В этом случае мы можем установить, что это слово происходит от латыни, именно от глагола «coacervare», что можно перевести как «накапливать».
Коацерваты — это системы, образованные объединением сложных молекул, таких как белки и аминокислоты. Эти элементы квалифицируются как примитивные живые существа, потому что, по мнению биологов, они были ключевыми в развитии жизни на планете Земля .
Российский Александр Опарин был тем, кто обнаружил, что возможно создать липидные мембраны, лишенные жизни. После нескольких экспериментов ему удалось получить капли с высоким уровнем биомолекул, выделенных из водной среды первичной мембраной. Он дал этим каплям название коацерватов.
В коацерватах развиваются химические реакции, в результате которых возникают все более сложные системы. По мере развития сложности коацерваты отделяются от водной среды и становятся независимыми единицами, которые взаимодействуют с окружающей средой.
Можно сказать, что коацерваты — это зерна или капли, которые ограничены мембраной . Это наборы молекул, которые имеют две фазы: молекулы воды окружают зерна, которые имеют различные химические вещества. Это формирует слой, который отделяет коацерваты от жидкости, в которой они развиваются.
Одна теория указывает, что в первозданной атмосфере Земли присутствовали вода, углекислый газ, аммиак и метан. Электрические разряды и солнечные лучи создали условия для появления коацерватов, которые могли бы появиться в океане, где уже были обнаружены различные органические вещества. Поглощение этих органических материалов позволило питать коацерваты, которые начали развиваться и генерировать более сложные молекулы. Продолжая эту теорию, нынешние клетки будут эволюцией этих молекул.
Таким же образом, мы не можем игнорировать еще один важный ряд аспектов, касающихся коацерватов, таких как следующие:
-Они обладают способностью обладать тем, что известно как избирательная тенденция.
-Другой важный вопрос об этих элементах, которые нас занимают, заключается в том, что они способны поглощать все, что они находят на своем пути. Тем не менее, они не могут включать или добавлять в другие коацерваты для их соответствующего состава.
— Теория или гипотеза, выдвинутая русским Опарином о происхождении жизни, была вновь поднята, спустя некоторое время, американским ученым Стэнли Миллером (1930 — 2007). То, чего он достиг, было не чем иным, как неорганической материей, чтобы придать форму определенной органической материи.
-Опарин был избран в 1970 году президентом Международного общества по изучению происхождения жизни.
В дополнение ко всему вышесказанному, мы не можем игнорировать тот факт, что коацерваты теперь стали очень полезными элементами в различных секторах, таких как, например, химия. В частности, они используются в этой области, процитированной для того, чтобы придать форму анализу соединений.
Рекомендуем
расстройство
Первое, что мы собираемся сделать, чтобы начать понимать значение термина «ролловер», который у нас есть, — это определить его этимологическое происхождение. В этом случае следует сказать, что оно происходит от латинского языка, в частности, от глагола «volvere», который можно перевести как «развернуться» или «повернуть». Чаевые — это действие и результат опрокидывания . Этот глагол , тем временем, намекает на то, чтобы повернуть или повернуть что-нибудь так, чтобы внизу было вверх или в сторону. Концепция также используется символически для обозначения заметного изменения поло
семейное пособие
Это называется присвоением действию и последствием присвоения, глаголом, который относится к предоставлению, установлению или указанию чего-либо, что соответствует. Идея распределения используется, чтобы упомянуть зарплату и другие виды вознаграждения или выплат. С другой стороны, знакомым является то,
народное голосование
Этимология термина обет приводит нас к votum , слову, которое относится к латинскому языку. Голосование — это проявление индивидуальности в отношении своего предпочтения перед определенной альтернативой. Эта концепция также используется для именования элемента, который допускает выражение рассматриваемого предпочтения. С другой стороны, популярным является то, что свя
ингаляция
Ингаляция — это понятие , этимологический корень которого встречается в латинском слове inhalatio . Термин относится к действию вдоха : стремление к чему- либо, добровольно или невольно. Как часть процесса дыхания , вдыхание является важным действием для жизни. В случае людей и многих животных, вдыхание позволяет воздуху поступ
актуарий
Чтобы понять значение термина актуарий, нужно начать с установления его этимологического происхождения. В этом случае мы можем сказать, что это слово происходит от латыни, в частности от «актуарий», что можно перевести как «советник» или «советник». Это результат суммирования двух четко различимых частей: «actum» и суффикса «-ario», которые можно использовать для обозначения «по отношению к». Концепция, согласно словарю Королевской испанской академии (
страница
Paje — это понятие, которое происходит от французского языка ( страницы ) и относится к тому, кто помогает монарху или представителю дворянства . Обычно это молодой человек, который оказывает различные услуги своему господину, посещая стол , разрабатывая домашние задания и т. Д. Например: «Звоните на страницу прямо сейчас! Я хочу, чтобы вы принесли мою бутылку вина » , « Я работаю на Дона Луиса де Лоренцо и Валламира: я ваша страница и личный помощник » , « Пейдж и шут объединились, чтобы уби