COACERVATS: CARACTÉRISTIQUES, RELATION AVEC L'ORIGINE DE LA VIE - LA BIOLOGIE - 2025

Les coacervats sont des groupes organisés de protéines, glucides et autres matières en solution. Le terme coacervat vient du latin coacervare et signifie "cluster". Ces groupements moléculaires ont certaines propriétés des cellules; Pour cette raison, le scientifique russe Aleksander Oparin a suggéré que les coacervats en étaient à l'origine.

Oparin a proposé que dans les mers primitives les conditions appropriées existaient probablement pour la formation de ces structures, à partir du groupement de molécules organiques lâches. Autrement dit, les coacervats sont essentiellement considérés comme un modèle précellulaire.

Coacervats

Ces coacervats auraient la capacité d'absorber d'autres molécules, de croître et de développer des structures intérieures plus complexes, similaires aux cellules. Plus tard, l'expérience des scientifiques Miller et Urey a permis de recréer les conditions de la Terre primitive et la formation des coacervats.

caractéristiques

- Ils sont générés en regroupant différentes molécules (essaim moléculaire).

- Ce sont des systèmes macromoléculaires organisés.

- Ils ont la capacité de s'auto-séparer de la solution où ils se trouvent, formant ainsi des gouttes isolées.

- Ils peuvent absorber les composés organiques à l'intérieur.

- Ils peuvent augmenter leur poids et leur volume.

- Ils sont capables d'augmenter leur complexité interne.

- Ils ont une couche isolante et peuvent être autoconservés.

Relation avec l'origine de la vie

Dans les années 1920, le biochimiste Aleksandr Oparin et le scientifique britannique JBS Haldane ont indépendamment établi des idées similaires sur les conditions nécessaires à l'origine de la vie sur Terre.

Ils ont tous deux suggéré que des molécules organiques pourraient se former à partir de matériaux abiogéniques en présence d'une source d'énergie externe, comme le rayonnement ultraviolet.

Une autre de ses propositions était que l'atmosphère primitive avait des propriétés réductrices: très peu d'oxygène libre. En outre, ils ont suggéré qu'il contenait de l'ammoniac et de la vapeur d'eau, entre autres gaz.

Ils soupçonnaient que les premières formes de vie étaient apparues dans l'océan, chaudes et primitives, et qu'elles étaient hétérotrophes (ils ont obtenu des nutriments préformés à partir des composés existant au début de la Terre) au lieu d'être autotrophes (générant de la nourriture et des nutriments à partir du soleil. ou matériaux inorganiques).

Oparin pensait que la formation des coacervats favorisait la formation d'autres agrégats sphériques plus complexes, qui étaient associés à des molécules lipidiques qui leur permettaient d'être maintenues ensemble par des forces électrostatiques, et qu'ils auraient pu être des précurseurs de cellules.

Action des enzymes

Les travaux sur les coacervats d'Oparin ont confirmé que les enzymes, essentielles pour les réactions biochimiques du métabolisme, fonctionnent mieux lorsqu'elles sont contenues dans les sphères liées à la membrane que lorsqu'elles sont libres dans des solutions aqueuses.

Haldane, qui ne connaissait pas les coacervats d'Oparin, pensait que de simples molécules organiques se formaient en premier et qu'en présence de la lumière ultraviolette, elles devenaient de plus en plus complexes, donnant naissance aux premières cellules.

Les idées de Haldane et d'Oparin ont constitué la base d'une grande partie des recherches sur l'abiogenèse, l'origine de la vie à partir de substances sans vie, qui ont eu lieu au cours des dernières décennies.

Théorie des coacervats

La théorie des coacervats est une théorie exprimée par le biochimiste Aleksander Oparin et qui suggère que l'origine de la vie a été précédée par la formation d'unités colloïdales mixtes appelées coacervats.

Les coacervats se forment lorsque diverses combinaisons de protéines et de glucides sont ajoutées à l'eau. Les protéines forment une couche limite d'eau autour d'elles qui est clairement séparée de l'eau dans laquelle elles sont en suspension.

Ces coacervats ont été étudiés par Oparin, qui a découvert que dans certaines conditions, les coacervats peuvent se stabiliser dans l'eau pendant des semaines s'ils reçoivent un métabolisme ou un système pour produire de l'énergie.

Enzymes et glucose

Pour y parvenir, Oparin a ajouté des enzymes et du glucose (sucre) à l'eau. Le coacervat a absorbé les enzymes et le glucose, puis les enzymes ont amené le coacervat à combiner le glucose avec d'autres glucides dans le coacervat.

Cela a fait augmenter la taille du coacervat. Les déchets de la réaction de glucose ont été expulsés du coacervat.

Une fois que le coacervat est devenu suffisamment grand, il a spontanément commencé à se séparer en coacervats plus petits. Si les structures dérivées du coacervat recevaient les enzymes ou étaient capables de créer leurs propres enzymes, elles pourraient continuer à croître et à se développer.

Par la suite, des travaux ultérieurs des biochimistes américains Stanley Miller et Harold Urey ont montré que de telles matières organiques peuvent être formées à partir de substances inorganiques dans des conditions qui simulent la Terre primitive.

Grâce à leur importante expérience, ils ont pu démontrer la synthèse d'acides aminés (les éléments fondamentaux des protéines), en passant une étincelle à travers un mélange de gaz simples dans un système fermé.

Applications

Actuellement, les coacervats sont des outils très importants pour l'industrie chimique. L'analyse des composés est requise dans de nombreuses procédures chimiques; C'est une étape qui n'est pas toujours facile et qui est également très importante.

Pour cette raison, les chercheurs travaillent constamment à développer de nouvelles idées pour améliorer cette étape cruciale de la préparation des échantillons. L'objectif de ceux-ci est toujours d'améliorer la qualité des échantillons avant d'effectuer les procédures analytiques.

Il existe de nombreuses techniques actuellement utilisées pour la préconcentration des échantillons, mais chacune, en plus de nombreux avantages, présente également certaines limites. Ces inconvénients favorisent le développement continu de nouvelles techniques d'extraction plus efficaces que les méthodes existantes.

Ces enquêtes sont également motivées par des réglementations et des préoccupations environnementales. La littérature fournit la base pour conclure que les soi-disant «techniques d'extraction vertes» jouent un rôle vital dans les techniques modernes de préparation d'échantillons.

Techniques "vertes"

Le caractère «vert» du processus d'extraction peut être obtenu en réduisant la consommation de produits chimiques, tels que les solvants organiques, car ceux-ci sont toxiques et nocifs pour l'environnement.

Les procédures couramment utilisées pour la préparation des échantillons doivent être respectueuses de l'environnement, faciles à mettre en œuvre, peu coûteuses et avoir une durée plus courte pour effectuer l'ensemble du processus.

Ces exigences sont satisfaites en appliquant des coacervats dans la préparation des échantillons, car ce sont des colloïdes riches en agents tensioactifs et fonctionnent également comme un milieu d'extraction.

Ainsi, les coacervats sont une alternative prometteuse pour la préparation d'échantillons car ils permettent de concentrer des composés organiques, des ions métalliques et des nanoparticules dans les différents échantillons.

Références

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