Coacervados: características, relação com a origem da vida - Ciência - 2023

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o coacervados Eles são grupos organizados de proteínas, carboidratos e outros materiais em uma solução. O termo coacervate vem do latim Coacervare y significa "cluster". Esses grupos moleculares têm algumas propriedades das células; Por esta razão, o cientista russo Aleksander Oparin sugeriu que os coacervados deram origem a estes.

Oparin propôs que em mares primitivos provavelmente existiam as condições adequadas para a formação dessas estruturas, a partir do agrupamento de moléculas orgânicas soltas. Ou seja, basicamente os coacervados são considerados um modelo pré-celular.

Esses coacervados teriam a capacidade de absorver outras moléculas, crescer e desenvolver estruturas interiores mais complexas, semelhantes às células. Posteriormente, o experimento dos cientistas Miller e Urey permitiu recriar as condições da Terra primitiva e a formação dos coacervados.

Caracteristicas

- São gerados pelo agrupamento de diferentes moléculas (enxame molecular).

- São sistemas macromoleculares organizados.

- Possuem a capacidade de se separar da solução onde se encontram, formando gotas isoladas.

- Eles podem absorver compostos orgânicos em seu interior.

- Eles podem aumentar seu peso e seu volume.

- São capazes de aumentar sua complexidade interna.

- Possuem camada isolante e podem ser autopreservados.

Relação com a origem da vida

Na década de 1920, o bioquímico Aleksandr Oparin e o cientista britânico J. B. S. Haldane estabeleceram de forma independente ideias semelhantes sobre as condições necessárias para a origem da vida na Terra.

Ambos sugeriram que moléculas orgânicas poderiam se formar a partir de materiais abiogênicos na presença de uma fonte de energia externa, como a radiação ultravioleta.

Outra de suas propostas era que a atmosfera primitiva tinha propriedades redutoras: muito pouca quantidade de oxigênio livre. Além disso, sugeriram que continha amônia e vapor d'água, entre outros gases.

Eles suspeitaram que as primeiras formas de vida surgiram no oceano, quentes e primitivas, e que eram heterotróficas (eles obtinham nutrientes pré-formados dos compostos existentes na Terra primitiva) em vez de serem autotróficas (gerando alimentos e nutrientes da luz solar ou materiais inorgânicos).

Oparin acreditava que a formação de coacervados promovia a formação de outros agregados esféricos mais complexos, que eram associados a moléculas lipídicas que permitiam sua união por forças eletrostáticas, e que poderiam ter sido precursores de células.

Ação de enzimas

O trabalho dos coacervados de Oparin confirmou que as enzimas, essenciais para as reações bioquímicas do metabolismo, funcionavam mais quando contidas nas esferas ligadas à membrana do que quando estavam livres em soluções aquosas.

Haldane, não familiarizado com os coacervados de Oparin, acreditava que as moléculas orgânicas simples se formavam primeiro e que, na presença da luz ultravioleta, tornavam-se cada vez mais complexas, dando origem às primeiras células.

As ideias de Haldane e Oparin formaram a base para muitas das pesquisas sobre a abiogênese, a origem da vida a partir de substâncias inanimadas, que ocorreram nas últimas décadas.

Teoria dos Coacervados

A teoria dos coacervados é uma teoria expressa pelo bioquímico Aleksander Oparin e que sugere que a origem da vida foi precedida pela formação de unidades coloidais mistas chamadas coacervados.

Os coacervatos são formados quando várias combinações de proteínas e carboidratos são adicionadas à água. As proteínas formam uma camada limite de água ao seu redor que é claramente separada da água na qual estão suspensas.

Esses coacervatos foram estudados por Oparin, que descobriu que, sob certas condições, os coacervatos podem se estabilizar na água por semanas se receberem um metabolismo ou sistema de produção de energia.

Enzimas e glicose

Para conseguir isso, Oparin adicionou enzimas e glicose (açúcar) à água. O coacervato absorveu as enzimas e a glicose, então as enzimas fizeram com que o coacervato combinasse a glicose com outros carboidratos no coacervato.

Isso fez com que o coacervato aumentasse de tamanho. Os produtos residuais da reação da glicose foram expelidos do coacervato.

Uma vez que o coacervado se tornou grande o suficiente, ele espontaneamente começou a se fragmentar em coacervatos menores. Se as estruturas derivadas do coacervato recebessem as enzimas ou fossem capazes de criar suas próprias enzimas, elas poderiam continuar a crescer e se desenvolver.

Posteriormente, o trabalho subsequente dos bioquímicos americanos Stanley Miller e Harold Urey demonstrou que tais materiais orgânicos podem ser formados a partir de substâncias inorgânicas em condições que simulam a Terra primitiva.

Com seu importante experimento, eles conseguiram demonstrar a síntese de aminoácidos (os elementos fundamentais das proteínas), passando uma faísca por uma mistura de gases simples em um sistema fechado.

Formulários

Atualmente, os coacervados são ferramentas muito importantes para a indústria química. A análise de compostos é necessária em muitos procedimentos químicos; Essa é uma etapa nem sempre fácil, mas também muito importante.

Por esse motivo, os pesquisadores estão constantemente trabalhando para desenvolver novas ideias para melhorar essa etapa crucial na preparação da amostra. O objetivo destes é sempre melhorar a qualidade das amostras antes de realizar os procedimentos analíticos.

Existem muitas técnicas utilizadas atualmente para a pré-concentração de amostras, mas cada uma, além de inúmeras vantagens, também apresenta algumas limitações. Essas desvantagens promovem o desenvolvimento contínuo de novas técnicas de extração mais eficazes do que os métodos existentes.

Essas investigações também são orientadas por regulamentações e questões ambientais. A literatura fornece a base para concluir que as chamadas "técnicas de extração verde" desempenham um papel vital nas técnicas modernas de preparação de amostras.

Técnicas "verdes"

O caráter “verde” do processo de extração pode ser alcançado com a redução do consumo de produtos químicos, como solventes orgânicos, por serem tóxicos e prejudiciais ao meio ambiente.

Os procedimentos usados rotineiramente para a preparação da amostra devem ser ecologicamente corretos, fáceis de implementar, baratos e de menor duração para realizar todo o processo.

Esses requisitos são atendidos por meio da aplicação de coacervatos no preparo de amostras, pois são coloides ricos em tensoativos e também funcionam como meio de extração.

Assim, os coacervados são uma alternativa promissora para o preparo de amostras, pois permitem a concentração de compostos orgânicos, íons metálicos e nanopartículas nas diferentes amostras.

Referências

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