Coacervado

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Coacervación es un tipo único de separación de la fase de líquidos conducidos electrostáticamente, dando por resultado lo opuesto de la asociación de macro iones con carga. El término " 'coacervado '" se utiliza a veces para referirse a los agregados esféricos de gotitas al coloide por fuerza hidrofóbicas. .[1]​ ​

Las gotitas pueden medir de 1 a 100 micrómetros, mientras que sus precursores solubles, ,[2]​ ​[3]​ ​ son del orden de 200 nm.[4]​ ​ el "coacervado" su nombre deriva del latín coacervare, que significa "racimo".

El proceso de coacervación [5]​ ​ famoso fue propuesto por Alexander Oparin y J. B. S. Haldane como crucial en su teoría principios de la abiogénesis (origen de la vida / proiskhozhdenie zhizni). Esta teoría propone que metabolismo anterior a la replicación de la información, aunque la discusión de si metabolismo vino de estas moléculas primero en los orígenes de la vida permanece abierto [6]​ ​

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.En el tibio océano primario se unieron los aminoácidos, proteínas y otro tipo de hidrocarburos para formar lo que conocemos como *coacervados*. Los aminoácidos forman coacervados de manera espontánea, de la misma manera en que se unen gotas de vinagre en el aceite. El experimento Miller-Urey mostró que los aminoácidos se forman bajo condiciones similares a las del medio ambiente primario de la Tierra. Es posible que estos granos o coacervados sean los sistemas más simples, los cuales se pueden unir, aún sin membrana; es por esto que su interior y su exterior están tan diferenciados. El océano primario podía suministrar un medio de formación ideal, ya que era muy grande y el agua podía albergar los coacervados suspendidos durante largos períodos de tiempo sin ser perturbados.

El origen de la vida - Quimiosintética[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 ADN, en los mares agitados de 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, esto 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 proteínas 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]

Referencias[editar]

  1. Priftis, D.; Tirrell, M. «Phase behaviour and complex coacervation of aqueous polypeptide solutions». Soft Matter 8: 9396-9405. doi:10.1039/c2sm25604e. 
  2. Water, J.J.; Schack, M.M.; Velazquez-Campoy, A.; Maltesen, M.J.; van de Weert, M.; Jorgensen, L. «Complex coacervates of hyaluronic acid and lysozyme: Effect on protein structure and physical stability». European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics 88: 325-331. doi:10.1016/j.ejpb.2014.09.001. 
  3. Definition of coacervate, Memidex dictionary.
  4. Schmitt, Christophe; Turgeon, Sylvie L. «Protein/polysaccharide complexes and coacervates in food systems». Advances in Colloid and Interface Science 167: 63-70. doi:10.1016/j.cis.2010.10.001. 
  5. [Bungenberg de Jong, H. G. y H. R. Kruyt (1929). "Coacervación (miscibilidad parcial en sistemas coloidales)." Proc Koninklijke Nederlandse Akademie Wetenschappen 32 ': 849-856]
  6. Origins of Life and Evolution of the Biosphere, Volume 40, Numbers 4-5, October 2010 , pp. 347-497(151)