Кто такие коацерваты?

Коацерваты — это микроскопические капельки, которые могут самопроизвольно образовываться в растворах органических веществ, например белков, полисахаридов, нуклеиновых кислот и других крупных молекул. Они представляют собой сгустки вещества, отделённые от окружающей водной среды не настоящей клеточной мембраной, а более плотной границей раздела фаз.

Проще говоря, коацерват — это маленькая «капля» концентрированных органических веществ в воде. Внутри такой капли молекул больше, чем снаружи, поэтому она отличается от окружающего раствора по составу и свойствам.

Коацерваты особенно известны в связи с гипотезой происхождения жизни. Советский биохимик Александр Опарин предполагал, что на ранней Земле подобные структуры могли быть промежуточным этапом между неживой органической материей и первыми живыми клетками. По этой гипотезе, в «первичном бульоне» из органических соединений могли образовываться коацерватные капли, которые накапливали вещества из внешней среды, внутри них могли идти химические реакции, а более устойчивые структуры сохранялись дольше.

Важно понимать, что коацерваты не являются живыми организмами. У них нет полноценного обмена веществ, наследственности, ДНК в клеточном смысле, рибосом и настоящей клеточной мембраны. Но они имеют некоторые свойства, напоминающие клетки:

они способны отделяться от окружающей среды;

могут концентрировать внутри себя определённые вещества;

могут увеличиваться в размере за счёт поглощения молекул;

иногда способны дробиться на более мелкие капли;

внутри них могут протекать химические реакции.

Именно поэтому коацерваты рассматривают как возможные модели протоклеток — примитивных предшественников живых клеток. Они показывают, как органические вещества могли собираться в отдельные структуры ещё до появления настоящей жизни.

В современной науке коацерваты изучают не только в контексте происхождения жизни. Похожие процессы фазового разделения важны и в клеточной биологии: внутри современных клеток существуют безмембранные органеллы, которые тоже образуются за счёт концентрации определённых молекул в отдельных участках цитоплазмы. Это не совсем то же самое, что классические коацерваты Опарина, но принцип частично похож: вещества собираются в отдельные «капли» без плотной мембраны.

Таким образом, коацерваты — это не живые существа, а каплевидные скопления органических молекул, которые могли сыграть важную роль в ранних этапах химической эволюции и появлении первых клеточных структур.