Coacervado

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es el nombre con el que Alexander Oparin y John Burdon Sanderson Haldane denominaron a un tipo de protobionte.

Oparin y Haldane demostraron que se forman membranas lipídicas en ausencia de vida y obtuvo en el curso de los experimentos unas gotas ricas en moléculas biológicas y separadas del medio acuoso por una membrana rudimentaria. A estas gotas las llamó coacervados.

Coacervado.jpg

Los polímeros en solución tienden a unirse en formas más complejas; a un nivel molecular, estas sustancias tienden a unirse por medio de fuerzas electrostáticas (positivas o negativas) como se da inicio a las primeras gotas coacervadas, cada una de ellas consiste en un grupo interno de moléculas coloidales rodeadas por agua, las cuales se orientan en efecto a las moléculas orgánicas (se refiere a proteínas, carbohidratos y ácidos nucleicos), así formando un tipo de membrana rudimentaria, que tiene cierta selectividad en efecto a la tensión producto de la atracción de los polímeros y la misma naturaleza del agua, así como las mismas sustancias que acarrea; por ello mientras más complejas se hacen las gotitas, más selectivo se vuelve.

En general, los coacervados se forman en grupos de solución proteínica en agua; prácticamente pueden absorber todo lo que se encuentra en su medio; sin embargo, no pueden añadir a su composición otro coacervado, pues su selectividad se los impide ya que una estructura cuaternaria absorbiendo a otra rompería el equilibrio químico; la gotita absorbe toda sustancia orgánica e inclusive inorgánicas haciendo su selectividad mayor para la continuación de su expansión química; sin embargo, no tienen ninguna estructura o modelo a seguir y el resultado es prácticamente al azar, en sí, se puede decir que entre los coacervados existen diferencias químicas notables.

A medida que el coacervado se desarrolla, una estructura tipo membrana se genera bajo la capa de agua; esta nueva membrana formada por polímeros es mucho más selectiva en las moléculas a incorporar, éste proceso continúa hasta que el coacervado se vuelve estable y no incorpora más elementos, o hasta que éste se hace inestable y se rompe; en cualquiera de los casos, al ser compuestos orgánicos, en un ambiente plagado por organismos minúsculos un coacervado perderías sus propiedades químicas fácilmente.

Sydney Fox descubrió que cuando se mezclan proteinoides con agua fría, éstos se reorganizan y se auto-ensamblan en pequeñas gotitas a las que él denominó microesferas, que crecen mediante la absorción de proteinoides del medio hasta hacerse tan grandes e inestables que se rompen; de cualquier forma, los productos resultantes crean una nueva "hija" con constituyentes similares a la microesfera original.

Hipótesis de reproducción.[editar]

Aunque la mayor parte de los coacervados no puede reproducirse, en sí; sólo pueden dar lugar a restos de polímeros que dan lugar a nuevas gotitas; sin embargo, considerando que éstos son un modelo altamente probable de los primeros protobiontes y que en el ambiente arcaico de la tierra los mares eran tan vastos y el material orgánico abundaba nace este mecanismo sugerido para la replicación de los coacervados:

  1. Se forma una molécula organizada y relativamente estable.
  2. Con el tiempo otros materiales que corresponden a su conformación a una segunda molécula complementaria, es decir una macromolécula que se forma en el coacervado enlazando al mismo y creando algo que se puede llamar como un molde químico.
  3. Este molde se separa del coacervado.
  4. Debido a la gran cantidad de compuestos orgánicos que hay en el medio, el molde comienza a atraer compuestos que puede enlazar, recreando el coacervado original.
  5. El molde se separa (con su probable destrucción) del el coacervado así dando lugar a un "hijo".

Esta hipótesis es una base fundamental de la teoría quimiosintética del origen de la vida en los primeros momentos, anteriores a los protobiontes con RNA o DNA que se replicaban gracias a esas bases nitrogenadas y mediantes procesos más parecidos a los de las bacterias procariotas.

El origen de la vida - Quimiosintética protobiontica[editar]

Debido a la increíble capacidad "ya probada" de los coacervados, son considerados los protobiontes que dieron lugar a la vida anterior al RNA o DNA, en los mares agitados del la tierra primitiva, llenos de substancias orgánicas, y las grandes cantidades de energía en forma de radiación y el calor producto de los volcanes y las constantes erupciones dan lugar a la idea que los polimeros dieron lugar a coacervados y microesferas de proteína; asimismo, los fosfolípidos, aunque no son reconocidos como sustancias que den lugar a coacervados, son capaces de generar una forma de membrana celular al organizarse conjuntamente en el agua debido a ser una substancia anfipática, con presencia de las colas de ácidos grasos hidrofóbicas e insolubles en agua, y las cabezas de fosfatos son solubles en agua y por tanto hidrofílicas, ésto hace que se organicen en forma de esferas formando sistemas parecidos a membranas celulares, pero no exactamente similares, aunque su química sea igual en las membranas celulares "actuales" encontramos proteínas u otros componentes más que meros fosfolípidos.

Se considera que estos tres factores, en conjunto dieron lugar a los protobiontes entre lo puramente químico y el primer paso a lo biológico; los fosfolípidos, atraídos por los coacervados junto con las microesferas pudieron formar las primeras membranas celulares dando lugar a una selectividad tan concreta como la de las células actuales a pesar de no tener los mecanismos proteicos de regulación, que sin embargo, pudieron venir de las microesferas.

La hipótesis de reproducción que se sugirió también explica que fueron en esas primeras instancias donde la selección natural se dio a relucir; pues, los protobiontes imperfectos, con incapacidades de formar moldes concretos e inclusive incapaces de reproducirse, desaparecían y eran reabsorbidos por otros protobiontes cuando se volvían inestables dando lugar a las proteinas y/o materia orgánica que lo había formado alguna vez; es por ello, que sólo los protobiontes resistentes y más selectivos fueron los únicos capaces de adueñarse de los mares primitivos, que por millones de años funcionó como laboratorio para que con el tiempo sus compuestos dieran lugar al los primeros nucleótidos y en sí los primeros ácidos nucleicos por la unión de los mismos.

Aunque la tierra primitiva en sus primeras instancias no contenía el material orgánico requerido para la creación de polímeros que pudiesen dar lugar a protobiontes, los experimentos de Miller demostraron la capacidad de que ciertos sintetizaran substancias orgánicas al someter una mezcla de metano, amoníaco, hidrógeno y agua a descargas eléctricas de 60.000 voltios. Como resultado, se observó la formación de una serie de moléculas orgánicas, entre la que destacan ácido acético, ADP-Glucosa, y los aminoácidos glicina, alanina, ácido glutámico y ácido aspártico, usados por las células como los pilares básicos para sintetizar sus proteínas. La energía de los 60.000 voltios, se propone que provino de las tormentas eléctricas en la arcaica tierra.

Véase también[editar]