COACERVATES: KARAKTERISTIK, HUBUNGAN DENGAN ASAL MULA KEHIDUPAN - BIOLOGI - 2025

The coacervates adalah kelompok terorganisir protein, karbohidrat dan bahan lainnya dalam larutan. Istilah coacervate berasal dari bahasa Latin coacervare yang berarti "cluster". Pengelompokan molekuler ini memiliki beberapa sifat sel; Untuk alasan ini, ilmuwan Rusia Aleksander Oparin menyarankan bahwa coacervates yang memunculkan ini.

Oparin mengusulkan bahwa di laut primitif kondisi yang sesuai mungkin ada untuk pembentukan struktur ini, dari pengelompokan molekul organik lepas. Artinya, pada dasarnya coacervate dianggap sebagai model prekeluler.

Coacervates

Coacervate ini akan memiliki kemampuan untuk menyerap molekul lain, menumbuhkan dan mengembangkan struktur interior yang lebih kompleks, mirip dengan sel. Belakangan, percobaan ilmuwan Miller dan Urey memungkinkan untuk menciptakan kembali kondisi Bumi primitif dan pembentukan coacervate.

karakteristik

- Mereka dihasilkan dengan mengelompokkan molekul yang berbeda (kawanan molekuler).

- Mereka adalah sistem makromolekul terorganisir.

- Mereka memiliki kemampuan untuk memisahkan diri dari larutan di mana mereka berada, sehingga membentuk tetesan yang terisolasi.

- Dapat menyerap senyawa organik di dalamnya.

- Mereka bisa menambah berat badan dan volumenya.

- Mereka mampu meningkatkan kompleksitas internal mereka.

- Mereka memiliki lapisan isolasi dan dapat diawetkan sendiri.

Hubungan dengan asal mula kehidupan

Pada tahun 1920-an, ahli biokimia Aleksandr Oparin dan ilmuwan Inggris JBS Haldane secara independen membuat gagasan serupa tentang kondisi yang diperlukan untuk asal mula kehidupan di Bumi.

Mereka berdua menyarankan bahwa molekul organik dapat terbentuk dari bahan abiogenik dengan adanya sumber energi eksternal, seperti radiasi ultraviolet.

Usulannya yang lain adalah bahwa atmosfer primitif memiliki sifat pereduksi: jumlah oksigen bebas yang sangat sedikit. Selain itu, mereka menyarankan bahwa itu mengandung amonia dan uap air, di antara gas lainnya.

Mereka menduga bahwa bentuk kehidupan pertama muncul di laut, hangat dan primitif, dan bahwa mereka heterotrofik (mereka memperoleh nutrisi yang terbentuk sebelumnya dari senyawa yang ada di Bumi primitif) alih-alih menjadi autotrofik (menghasilkan makanan dan nutrisi dari sinar matahari. atau bahan anorganik).

Oparin percaya bahwa pembentukan coacervate mendorong pembentukan agregat bola lain yang lebih kompleks, yang dikaitkan dengan molekul lipid yang memungkinkan mereka untuk disatukan oleh gaya elektrostatis, dan bahwa mereka bisa menjadi prekursor sel.

Aksi enzim

Pekerjaan coacervates Oparin memastikan bahwa enzim, yang penting untuk reaksi biokimia metabolisme, berfungsi lebih baik bila terkandung di dalam bola yang terikat membran daripada saat mereka bebas dalam larutan air.

Haldane, yang tidak terbiasa dengan coacervates Oparin, percaya bahwa molekul organik sederhana terbentuk lebih dulu dan, dengan adanya sinar ultraviolet, mereka menjadi semakin kompleks, memunculkan sel-sel pertama.

Gagasan Haldane dan Oparin menjadi dasar bagi banyak penelitian tentang abiogenesis, asal mula kehidupan dari zat tak bernyawa, yang terjadi dalam beberapa dekade terakhir.

Teori coacervates

Teori coacervate adalah teori yang diungkapkan oleh ahli biokimia Aleksander Oparin dan yang menyatakan bahwa asal mula kehidupan didahului oleh pembentukan unit koloid campuran yang disebut coacervates.

Coacervates terbentuk ketika berbagai kombinasi protein dan karbohidrat ditambahkan ke air. Protein membentuk lapisan batas air di sekelilingnya yang secara jelas dipisahkan dari air tempat mereka tersuspensi.

Coacervate ini dipelajari oleh Oparin, yang menemukan bahwa dalam kondisi tertentu, coacervate dapat menjadi stabil dalam air selama berminggu-minggu jika mereka diberi metabolisme, atau sistem untuk menghasilkan energi.

Enzim dan glukosa

Untuk mencapai ini, Oparin menambahkan enzim dan glukosa (gula) ke dalam air. Coacervate menyerap enzim dan glukosa, kemudian enzim menyebabkan coacervate menggabungkan glukosa dengan karbohidrat lain di dalam coacervate.

Hal ini menyebabkan coacervate bertambah besar. Produk limbah dari reaksi glukosa dikeluarkan dari coacervate.

Begitu coacervate menjadi cukup besar, secara spontan mulai pecah menjadi coacervate yang lebih kecil. Jika struktur yang diturunkan dari coacervate menerima enzim atau mampu membuat enzim sendiri, mereka dapat terus tumbuh dan berkembang.

Selanjutnya, penelitian selanjutnya oleh ahli biokimia Amerika Stanley Miller dan Harold Urey menunjukkan bahwa bahan organik semacam itu dapat dibentuk dari zat anorganik dalam kondisi yang menyerupai Bumi awal.

Dengan eksperimen penting mereka, mereka mampu mendemonstrasikan sintesis asam amino (elemen dasar protein), melewatkan percikan melalui campuran gas sederhana dalam sistem tertutup.

Aplikasi

Saat ini, coacervate merupakan alat yang sangat penting untuk industri kimia. Analisis senyawa diperlukan dalam banyak prosedur kimia; Ini adalah langkah yang tidak selalu mudah dan juga sangat penting.

Untuk alasan ini, para peneliti terus bekerja untuk mengembangkan ide-ide baru untuk meningkatkan langkah penting ini dalam persiapan sampel. Tujuannya adalah selalu untuk meningkatkan kualitas sampel sebelum melakukan prosedur analitik.

Ada banyak teknik yang saat ini digunakan untuk prakonsentrasi sampel, tetapi masing-masing, selain banyak keuntungan, juga memiliki beberapa keterbatasan. Kerugian ini mendorong pengembangan teknik ekstraksi baru yang lebih efektif daripada metode yang ada.

Investigasi ini juga didorong oleh peraturan dan masalah lingkungan. Literatur memberikan dasar untuk menyimpulkan bahwa apa yang disebut "teknik ekstraksi hijau" memainkan peran penting dalam teknik persiapan sampel modern.

Teknik "Hijau"

Karakter "hijau" dari proses ekstraksi dapat dicapai dengan mengurangi konsumsi bahan kimia, seperti pelarut organik, karena beracun dan berbahaya bagi lingkungan.

Prosedur yang biasa digunakan untuk preparasi sampel harus ramah lingkungan, mudah diterapkan, murah dan memiliki durasi yang lebih singkat untuk melaksanakan keseluruhan proses.

Persyaratan ini dipenuhi dengan menerapkan coacervate dalam preparasi sampel, karena merupakan koloid yang kaya akan zat aktif-tarik dan juga berfungsi sebagai media ekstraksi.

Dengan demikian, coacervate adalah alternatif yang menjanjikan untuk preparasi sampel karena memungkinkan pemekatan senyawa organik, ion logam, dan nanopartikel dalam sampel yang berbeda.

Referensi

1. Evreinova, TN, Mamontova, TW, Karnauhov, VN, Stephanov, SB, & Hrust, UR (1974). Sistem Coacervate dan asal mula kehidupan. Origins of Life, 5 (1-2), 201–205.
2. Fenchel, T. (2002). Asal Usul dan Evolusi Awal Kehidupan. Oxford University Press.
3. Helium, L. (1954). Teori koaservasi. New Left Review, 94 (2), 35–43.
4. Lazcano, A. (2010). Perkembangan Sejarah Asal Usul Penelitian. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, (2), 1–8.
5. Melnyk, A., Namieśnik, J., & Wolska, L. (2015). Teori dan aplikasi terbaru dari teknik ekstraksi berbasis coacervate. TrAC - Trends in Analytical Chemistry, 71, 282-292.
6. Novak, V. (1974). Teori Coacervate-in-Coacervate tentang Asal Usul Kehidupan. The Origin of Life dan Evolutionary Biochemistry, 355-356.
7. Novak, V. (1984). Status sekarang dari teori coacervate-in-coacervate; asal dan evolusi struktur sel. Origins of Life, 14, 513–522.
8. Oparin, A. (1965). Asal Mula Kehidupan. Dover Publications, Inc.