Откриха нов вид електрическа активност в нашите клетки, която разкрива произхода на живота
Нашите кафези са профилирани в провеждането на електрическия ток. Това е по този начин, тъй като електричеството е належащо на нервната система за прехвърлянето на импулсите сред тялото и мозъка, което ни дава опция да се движим, мислим и усещаме. Наскоро учени откриха нова електрическа интензивност в клетките. Това може да промени визията на учените за биологичната химия и даже да ни помогне да разберем произхода на живота на Земята.
Човешкото тяло, както и тялото на всеки различен жив организъм, се задвижва от електрическата интензивност, която дава опция за придвижване, мислене и чувство. Подобни на светкавици енергийни импулси минават през мозъка и нервите, а множеството биологични процеси зависят от електрическите йони (като натрий, калий, калций и магнезий), преминаващи през мембраните на всяка клетка в нашето тяло.
Всъщност наличието на клетката е предпазено от външната среда посредством мембрана, формирана от липиди, която основава преграда, през която могат да преминат единствено избрани субстанции или молекули. Тя служи и като средство за генериране на електрически ток в клетката.
Клетките в положение на покой са негативно заредени от вътрешната страна, до момента в който външната среда е „ по-скоро “ позитивно заредена. Това се дължи на лекия дисбаланс сред позитивните и негативните йони в клетката и отвън нея. Клетките могат да реализират това разделяне на зарядите, като разрешават на заредените йони да влизат и излизат през мембраната. Потокът от заряди през клетъчната мембрана основава електрическите токове.
Ето за какво мембраната се явява значим детайл за основаване на дисбаланс на заряда. Но през 2019 година откриватели от Станфордския университет откриха, че сходни небалансирани електрически заряди могат да съществуват сред микрокапки вода и въздух без съществуването на мембрана.
Изследователи от университета Дюк неотдавна откриха, че сходни електрически полета съществуват в и към различен тип клетъчна конструкция, наречена биологичен кондензат. Подобно на капките масло, плаващи във вода, тези структури съществуват заради разликите в плътността. Те образуват отделения в клетката, без да се нуждаят от физическа граница под формата на мембрана. Новото проучване е оповестено в списание Chem.
За основаването на електричество не е нужна мембрана
Клетките могат да основават биологични кондензати, с цел да разделят или задържат избрани протеини и молекули дружно, като потискат или предизвикват тяхната интензивност. Изследователите занапред стартират да схващат по какъв начин работят кондензатите и защо могат да се употребяват.
Проучване, оповестено в списание Nature, ги дефинира като отделения с размер на микрони в еукариотните кафези, които нямат заобикалящи ги мембрани, само че служат за съсредоточаване на протеини и нуклеинови киселини. Тези кондензати вземат участие в разнообразни процеси, в това число в метаболизма на РНК, биогенезата на рибозомите, отговора на увреждане на ДНК и трансдукцията на сигналите.
Вдъхновени от предходни проучвания, показващи, че микрокапчици вода, взаимодействащи с въздуха или твърди повърхности, основават дребни електрически несъответствия, учените вземат решение да ревизират дали същото важи и за дребните биологични кондензати и дали тези несъответствия провокират реактивни кислородни реакции, известни като „ окислително-редукционни реакции “, както е при другите системи.
Наистина, когато сред два материала се разменят електрически заряди (електрони), могат да се образуват молекулни фрагменти, които могат да се комбинират по двойки и да образуват хидроксилни радикали – химическата формула OH. След това те могат да се съединят още веднъж втв тип на изпарения и да образуват водороден пероксид (H2O2) в дребни, само че различими количества. Известен също като водороден пероксид във воден разтвор, той играе основна роля в химичния състав на водата и озона в атмосферата.
Ифан Дай, докторант в университета „ Дюк “ и съавтор на проучването, изяснява: „ Но процесите на взаимоотношение рядко са изследвани в други биологични режими, с изключение на в клетъчната мембрана, която е една от най-важните елементи на биологията. Затова се запитахме какво може да се случва на границата на биологичните кондензати, т.е. дали това също е асиметрична система “.
Лабораторията на професор Чилкоти в Дюк е профилирана в основаването на синтетични версии на естествените биологични кондензати, което дава опция на създателите елементарно да ги разработят, с цел да ревизират теорията си, като прибавят багрило, което свети в наличието на субстанции, реагиращи с кислорода, което е знак за „ окислително-възстановителни “ реакции.
След това създателите на тази научна работа откриват, че при подобаващи условия на околната среда от краищата на кондензатите стартира да излиза зарево, което удостоверява съществуването на неподозирано до момента електрическо събитие. Ашутош Чилкоти споделя:
„ Това изобретение допуска, че кондензатите не просто са еволюирали, с цел да извършват биологични функционалности, само че също по този начин извършват значима химическа функционалност, която е от значително значение за клетките.
Кондензатите, нужни за възникването на живота на Земята
Въпреки че биологичните последици от тази непрекъсната реакция в клетките ни са незнайни, Дай дава пребиотичен образец за нейната мощ: електроцентралите на нашите кафези, наречени митохондрии, основават сила за всички витални функционалности, употребявайки същия главен химичен развой. Но преди да се появят митохондриите или даже елементарните кафези, нещо е трябвало да обезпечи сила за най-първите витални функционалности...
Той изяснява, че в една пребиотична среда без ензими, които да катализират реакциите, откриването на електрическите полета в биологичните кондензати може да се окаже ключът към произхода на живота като източник на сила.
