Σε μια πρωτοποριακή μελέτη, οι ερευνητές ανακάλυψαν την ηλεκτρική δραστηριότητα σε βιολογικά συμπυκνώματα, κυτταρικές δομές.Παραδοσιακά, οι επιστήμονες πίστευαν ότι οι ηλεκτρικές ανισορροπίες, ζωτικής σημασίας για τις βιολογικές διεργασίες, υπάρχουν μόνο στις κυτταρικές μεμβράνες.Ωστόσο, αυτή η μελέτη, διαπίστωσε ότι τέτοιες ανισορροπίες θα μπορούσαν να συμβούν μεταξύ μικροσταγονιδίων αέρα και νερού, αποκαλύπτει ότι παρόμοια ηλεκτρικά πεδία υπάρχουν επίσης μέσα και γύρω από τα βιολογικά συμπυκνώματα.Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι αυτές οι ανισορροπίες θα μπορούσαν να πυροδοτήσουν αντιδράσεις οξυγόνου ή αντιδράσεις «οξειδοαναγωγής».
Το εύρημα όχι μόνο αμφισβητεί την υπάρχουσα κατανόηση της βιολογικής χημείας, αλλά θα μπορούσε επίσης να παρέχει πληροφορίες για το πώς η πρώτη ζωή στη Γη αξιοποίησε την ενέργεια που απαιτείται για την ύπαρξή της.Το ανθρώπινο σώμα βασίζεται σε μεγάλο βαθμό σε ηλεκτρικά φορτία.Παλμοί ενέργειας διέρχονται μέσω εγκεφάλου και νεύρων και οι περισσότερες βιολογικές διεργασίες εξαρτώνται από τα ηλεκτρικά ιόντα που ταξιδεύουν στις μεμβράνες κάθε κυττάρου.Αυτά τα ηλεκτρικά σήματα είναι ,εν μέρει, λόγω μια ανισορροπία στα ηλεκτρικά φορτία που υπάρχει και στις δύο πλευρές μιας κυτταρικής μεμβράνης.Μέχρι πρόσφατα, οι ερευνητές πίστευαν ότι η μεμβράνη ήταν απαραίτητο συστατικό για τη δημιουργία αυτής της ανισορροπίας.Αλλά αυτή η σκέψη ανατράπηκε όταν ερευνητές στο Στάνφορντ ανακάλυψαν ότι παρόμοια μη ισορροπημένα ηλεκτρικά φορτία μπορεί να υπάρχουν μεταξύ μικροσταγονιδίων νερού και αέρα.Τα βιολογικά συμπυκνώματα, σαν σταγονίδια λαδιού μέσα στο νερό, φιλοξενούν ηλεκτρικές ανισορροπίες που θα μπορούσαν να παρέχουν την ενέργεια που απαιτείται για να ξεκινήσει η πρώιμη ζωή.Τώρα, ερευνητές ανακάλυψαν ότι αυτοί οι τύποι ηλεκτρικών πεδίων υπάρχουν επίσης μέσα και γύρω από έναν άλλο τύπο κυτταρικής δομής που ονομάζεται βιολογικά συμπυκνώματα.Οπως τα σταγονίδια λαδιού που επιπλέουν στο νερό, αυτές οι δομές υπάρχουν λόγω διαφορών στην πυκνότητα και σχηματίζουν διαμερίσματα μέσα στο κύτταρο χωρίς να χρειάζονται το φυσικό όριο μιας μεμβράνης.Προηγούμενες έρευνες έδειξαν ότι μικροσταγονίδια νερού που αλληλεπιδρούν με τον αέρα ή τις στερεές επιφάνειες δημιουργούν μικροσκοπικές ηλεκτρικές ανισορροπίες,Οι ερευνητές ήθελαν να δουν αν αυτές οι ανισορροπίες πυροδότησαν αντιδραστικό οξυγόνο για «οξειδοαναγωγή». Όταν τα ηλεκτρικά φορτία μεταπηδούν μεταξύ ενός υλικού και άλλου, μπορούν να παράγουν μοριακά θραύσματα που μπορούν να ζευγαρώσουν και να σχηματίσουν ρίζες υδροξυλίου[ΟΗ].Αυτά μπορούν στη συνέχεια να ζευγαρώσουν ξανά για να σχηματίσουν H2O2 σε μικροσκοπικές αλλά ανιχνεύσιμες ποσότητες.
Τα κύτταρα δημιουργουν βιολογικά συμπυκνώματα είτε για να διαχωρίσουν είτε να παγιδεύσουν πρωτεΐνες και μόρια, είτε παρεμποδίζοντας είτε προωθώντας τη δραστηριότητά τους. Αποκαλύφθηκε ότι τα βιομοριακά συμπυκνώματα είναι οξειδοαναγωγικά και εκτος των αλλων είναι προικισμένα με κρίσιμη χημική λειτουργία απαραίτητη για τα κύτταραΟι μονάδες παραγωγής ενέργειας των κυττάρων,τα μιτοχόνδρια, δημιουργούν ενέργεια για όλες τις λειτουργίες της ζωής μέσω βασικής χημικής διαδικασίας.Προτού υπάρξουν τα μιτοχόνδρια ή ακόμα και τα πιο απλά κύτταρα, κάτι έπρεπε να παρέχει ενέργεια για να αρχίσει η πρώτη από τις λειτουργίες της ζωής.
ΠΗΓΗ: Πανεπιστήμιο Duke, Chem, ΜΑΪΟΣ 2023
