Coacervados

Nous expliquons quels coacervados, leurs caractéristiques et leur formation sont

Les coacervados sont des groupes ou des «essaims» moléculaires qui forment spontanément dans des solutions aqueuses

Que sont les coacervados?

Les coacervados Ils sont définis comme des gouttes colloïdales ou des groupes formés par des macromolécules telles que les protéines, les acides nucléiques, les polymères synthétiques, etc., qui sont formés spontanément et qui restent ensemble grâce à différents types d'interactions chimiques.

Mot Colloïdal fait référence à l'une des caractéristiques les plus frappantes de ces structures, car elle est gouttes Liquide qui contiennent deux phases non miscibles, c'est-à-dire qu'elles ne se mélangent pas, soit en raison de la répulsion de la charge, soit des effets hydrophobes liés aux macromolécules qui les composent.

Dans ces chutes, une séparation des phases liquides-liquides se produit, où une région plus compacte dans les macromolécules - est dans un équilibre thermodynamique avec une phase diluée ou liquide, avec laquelle il n'est pas mélangé.

Les coacervados se forment généralement spontanément dans des solutions ou des mélanges aqueux, permettant une sorte de compartimentation stable sans la présence d'une membrane, comme avec les cellules vivantes.

Par conséquent, ces structures se produisent couramment dans la nature et sont très importantes pour différents processus biologiques dans un grand nombre d'organismes.

Cependant, l'étude des coacervados n'est pas limitée uniquement à notre temps moderne. Au début des années 1920, le biochimiste russe Alexander Oparin a proposé que ces groupes de molécules auraient pu donner naissance aux premières cellules de la Terre primitive.

Théorie des coacervados

Différentes théories ont été proposées tout au long de l'histoire de l'humanité pour expliquer l'origine des êtres vivants comme nous le savons aujourd'hui.

Après le licenciement des théories sur l'origine de la vie par Génération spontanée, Beaucoup se sont inclinés vers l'idée de l'origine physicochimique des êtres vivants.

Cette théorie a été postulée au début du 20e siècle par le biochimiste russe Alexander Oparin (dans son livre intitulé L'origine de la vie) Et par le généticien britannique John Burdon Haldane, dont les emplois, bien que indépendants, ont partagé des idées très similaires.

Peut vous servir: comment les champignons se nourrissent-ils?Alexander Oparin dans son laboratoire (à droite)

L'argument principal de la théorie était basé sur le fait que la vie aurait pu émerger pour la première fois sur Terre à l'intérieur des structures que nous appelons aujourd'hui coacervados, formé par une immense variété de molécules organiques.

Basé sur leurs observations selon lesquelles les coacervados pourraient même se former dans des solutions très diluées de différentes molécules, l'oparine et le haldane proposaient que le coacevation (Formation de coacervados) aurait pu être la manière dont la séparation de la phase fluide dans le "bouillon" primal de la terre abiotique s'est produite.

En d'autres termes, ces scientifiques pensaient que les premières cellules auraient pu se former à partir du groupe spontané de molécules organiques contenues dans les eaux des mers, y compris des protéines à activité enzymatique, qui pourraient être complexes et établir des structures plus ordonnées et autonomes.

Bouillon primordial?: Synthèse abiotique

Bien que les coacermés aient joué un rôle fondamental dans la théorie de l'origine de la vie d'Oparine et de Haldane, il n'avait que du sens à la lumière de la conception qu'une longue période de Synthèse abiotique.

Cette synthèse a fait référence à la production et à l'accumulation de composés organiques précurseurs des protéines et des acides nucléiques, par exemple, grâce à:

• L'action de l'énergie à partir du rayonnement ultraviolet et des orages.
• À la contribution des volcans des volcans et des corps spatiaux.
• À l'environnement aqueux des mers primitives.
• Conditions atmosphériques de la terre initiale.

Expériences Miller et Urey

Stanley Miller et Harold Urey ont conçu une expérience qui leur a permis de "recréer" les conditions atmosphériques et physicochimiques des mers dans la terre primitive, avec ce qu'ils ont réalisé, après une semaine de réaction, produisent des molécules organiques telles que les acides aminés provenant d'autres composés chimiques simple

Quelques années après que Oparin et Haldane ont présenté leurs théories devant la communauté scientifique, les biochimistes américains Stanley Miller et Harold Urey, dans les années 50, ont conçu une série d'expériences pour essayer recréer les conditions primitif de la Terre et soutient ou nier la théorie des coacervados.

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Dans leurs expériences, Stanley et Urey ont réussi à obtenir des molécules organiques simples, telles que les acides aminés, soutenant l'idée que la vie aurait pu provenir de précurseurs organiques relativement simples et avec les conditions hypoturées pour la Terre abiotique.

Caractéristiques des coacervados

• Ce sont des groupes de macromolécules organiques, généralement des acides protéiques ou nucléiques.
• Ce sont des colloïdes, car ils ont deux phases non miscibles, qui ne se mélangent pas, et qui sont en suspension, isolées du reste du liquide environnant.
• Ils se forment spontanément à partir de molécules de suspension associées et sont très courantes dans différents contextes cellulaires et environnementaux.
• Ce sont des structures organisées, dans lesquelles il existe un équilibre entre le groupe dense de molécules qui les forment et leur partie aqueuse.
• Ils peuvent être simples, formés par un seul type de molécule, ou complexe, formé par plus d'une classe de molécule.
• Ils sont capables de maintenir leur structure eux-mêmes et même d'augmenter leur complexité en introduisant de nouvelles molécules environnementales.
• À l'intérieur, différentes réactions chimiques peuvent se produire, variant sa composition, son poids et son volume à très court terme.
• Ils partagent certaines propriétés des cellules vivantes, mais ne sont pas considérées comme des entités vivantes, car elles ne sont pas en mesure de reproduire ou de se nourrir.

Formation de coacervados (coacevation)

La formation des coacervados est également connue sous le nom coacevation Et c'est le processus qui a généralement son origine d'une séparation des phases liquides-liquides, qui consiste en la séparation réversible d'un liquide homogène en deux phases, une plus concentrée que l'autre.

La coacevation dépend de différentes conditions physicochimiques telles que la température, le pH, la concentration de sels, la concentration de macromolécules, etc. De plus, ce processus dépend du type de coercitif formé, simple ou complexe.

Comme mentionné précédemment, des coacérés simples sont formés par un seul type de molécule organique et des complexes sont formés par deux ou plusieurs molécules différentes.

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Au cours de la formation de coacérés simples, une série d'interactions chimiques se produit qui dépendent des caractéristiques de la macromolécule en question. Par exemple, si ce sont des molécules de la même protéine, la formation de coacervados a à voir avec l'auto-assemblage de ces molécules par les interactions électrostatiques, par van der Waals ou hydrophobe.

D'un autre côté, la formation de coacervados complexes dépend principalement des interactions électrostatiques, car il a été démontré que le neutralisation électrostatique favorise la coalescence des macromolécules dans une solution d'équilibre.

Fonctions et applications de coacervados

Par exemple, dans certains mollusques et polystager marins, la formation de coacervados extracellulaires est essentielle pour bon nombre de ses fonctions principales.

De plus, ceux-ci ont été associés à l'agrégation intracellulaire des protéines, avec le trafic à travers le complexe de pores nucléaires et avec certaines maladies neurodégénératives chez l'homme.

Les coacervados sont également exploités dans l'industrie alimentaire, dans les domaines de la recherche sur la biophysique, les biomatériaux et la biologie cellulaire, principalement en raison de leur diversité, de leur composition et de leur commande ou de leur topologie impressionnantes.

Les références

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