Дорогие отважные друзья! Я готовлю для вас очередную Большую Историю. Но, как водится, надо и про то рассказать, и про это. И получаются такие вставки-интермедии. Я их потихоньку буду публиковать между делом.
Все нормальные люди, как только купят себе участок, так первым делом - что? Ставят забор. Пусть даже и сетку-рабицу, или просто веревочку с ленточками, как у некоторых Ллам, но все равно - граница. Потому что это теперь – моё.
Так и жизнь первым делом должна была от окружения своего отгородиться. А чем отгородишься в воде, если все молекулы вокруг тебя – растворимые? И тут ей очень помогли фосфолипиды.
У меня как страшное слово появится, так вы не бойтесь. Оно только с виду страшное, а на самом деле я вам всё сейчас расскажу.
Гидрофобное vs Гидрофильное
Вот жиры же знаете? Жиры – они в воде не растворяются. Они плавают на поверхности, скажем, куриного бульона красивыми жёлтыми лужицами.
Вода, кстати, тоже жир не любит. Если капельку воды капнуть на жирную поверхность, она будет сидеть на ней, поджав ножки. Это несмачиваемая поверхность. Мы когда гидрофобкой свои новую обувь брызгаем, мы такую поверхность на ней создаем. Чтобы вода не мочила наши прекрасные туфли.
А если капелька попадет, скажем, на бумагу, она по ней распластается, как довольный кот. Это смачиваемая поверхность.
Тут еще вот что надо рассказать.
Молекула воды - она как маленький магнитик, имеет немного положительный заряд на одном конце и немного отрицательный заряд на другом конце.
Все те молекулы, которые какой-то заряд тоже имеют, эта вода к себе забирает с распростёртыми объятиями! Поэтому такие вещества и называются гидрофильные. Они воду любят, а вода – их. Всякие соли, сахара хорошо растворяются в воде, потому что их молекулы имеют заряд.
Когда в воде растворяются нормальные растворимые вещества, эта штука так и называется раствор.
А вот жиры никакого заряда не имеют. Они по своей химической природе нейтральные. Поэтому жиры гидрофобные. Гидро – вода, фобос – страх. Это значит, они воду боятся.
Да и вода от них тоже шарахается: «Фу, жиры!».
Если гидрофобная молекула попадает в воду, вода ее отталкивает, отталкивает, отталкивает... пока не вытолкает на поверхность.
Это если есть поверхность. А если нет? Если они в толще, и на поверхность не выплыть никак? Если поверхность очень далеко? Тогда эти гидрофобные молекулы так и мыкаются, бедняжки… Пока не увидят другие такие же молекулы.
Тогда они друг другу очень радуются, обнимаются – вдвоём всяко веселее! Где две - там и три.
Вот так появляются внутри водяной толщи крохотные жировые (гидрофобные) шарики. Если их не трогать – они всплывут на поверхность и будут там плавать, как в супе. А если эту воду постоянно взбалтывать – то нет, не всплывут.
Когда в воде плавают много-много мелких жирных капелек, эта штука называется эмульсия. А капельки в ней как будто висят. Мы говорим - взвесь.
Мыльно-масляная эмульсия
Если в воде растворить немного хозяйственного мыла и добавить ложку-другую растительного масла, а потом несколько раз энергично встряхнуть, получится мыльно-масляная эмульсия. Такой можно быстро убить тлю на съедобных растениях. У меня на бобах всегда раз - и завелись огромные черные тли. Буквально вчера не было, а сегодня все растения облеплены. А уже скоро убирать, отраву никак нельзя. Тогда я эту мыльно-масляную эмульсию готовлю и хорошенечко опрыскиваю злодеев. Назавтра их уже нет. И бобы целы, и все счастливы.
Молоко
В нашей жизни мы каждый день видим эмульсию. Это молоко. В молоке основная составляющая – это вода. В ней легко растворяются разные вещества – соли, сахара (молочный сахар), витамины С и В, растворимы в воде белки. А есть там еще молочный жир. В хорошем молоке его может быть до 8%. И жир этот плавает там в виде микроскопических капелек. Поэтому молоко белое.
Если добавить в молоко кислоты, то белки свернутся и прихватят с собой жировые капельки. А водяная часть отстоится и будет прозрачная зеленоватая сыворотка. Так делают творог и сыр. А если молоко как следует покрутить, то белки и жиры слипнутся в комок, а сыворотка тоже «отскочит». Так бывает, если перебить сливки на крем.
Фосфолипиды: и нашим, и вашим
Среди нейтральных жиров есть один интересный и очень важный для нас класс молекул – фосфолипиды. В них, кроме нейтральных жирных кислот, есть отрицательно заряженная фосфатная группа. Тот самый фосфат, что в удобрениях типа суперфосфата, или монофосфата калия. Тот же самый фосфат, что в преобразователе ржавчины из автомагазина (раствор ортофосфорной кислоты), в кока-коле или в колбасе.
И такая молекула становится и гидрофильной (заряженная шапочка), и гидрофобной (нейтральное остальное тело) сразу!
Представляете? В недружелюбной водной среде такая молекула, как избушка Бабы-Яги, легко повернётся к ней задом, или передом? – в общем, своей гидрофильной шапочкой. А если встретит гидрофобных подружек, то к ним она со всей душой развернется дружелюбными гидрофобными хвостами. И если таких подружек наберется много, они сформируют уютный гидрофобный кружок во враждебных гидрофильных условиях. И никто им слова плохого не скажет, ведь снаружи-то у них заряженные гидрофильные шапочки. Вот такие они хитрюги, эти фосфолипиды.
С гидрофильно-гиброфобными веществами, не смотря на их страшное химическое название, вы все прекрасно знакомы. Это мицеллярная вода. Там жидкая водяная фаза и крошечные фосфолипидные шарики – мицеллы. Чем она так хороша? Тем, что растворяет и водорастворимые загрязнения (обычную грязь, которая смывается водой), и жирные тоже, которые с радостью бросаются внутрь этих мицелл.
А самая простая мицеллярная вода – это знаете что? Обычный мыльный раствор.
Потому что мыло – это тоже гидрофильно-гидрофобные молекулы как раз.
- Кто мыло варит, тот знает – надо взять жир и соду. Или глицерин, растительное масло и соду. В щелочной среде из жира получаются жирные кислоты, а потом натрий из соды превращает их в соли. Короче кому интересно, почитайте тут.
А мы с вами вернемся к фосфолипидам.
Вместе мы - сила!
Когда фосфолипидов накопится много, они образуют мицеллы «с серединкой», в которой могут спокойно сидеть нейтральные молекулы.
А когда их еще больше, они образуют вот такие хитрые слои – бимолекулярные мембраны.
Эти мембраны могут легко соединяться, и тогда получится пузырь. Как мыльный пузырь – только в воде. Этот пузырь и прочный, и эластичный одновременно. Разрушиться ему не дает сама вода – она запихивает гидрофобные части молекул внутрь, и они держатся друг за дружку крепко-крепко. Помнят, наверное, как скитались в воде в одиночку, больше не хотят!
В пузырь из мембраны можно поместить всякие другие молекулы, как в домик. В этом домике можно сделать благоприятную для всех среду. Ну или хотя бы не такую враждебную. Там молекулы будут спокойно заниматься своими молекулярными делами...
Так и получились самые простые предки живых организмов – коацерваты.
Так в безжизенных морях и океанах давным-давно в далёкой галактике на нашей планете завелась жизнь. А потом уже - расти да развивайся. Так и до нас с вами было рукой подать. И об этом как раз скоро.
А я, как всегда, к детям. Сегодня у нас биотехнология будет. Там про прививки всяких плодовых в том числе. И про вегетативные гибриды. И про много чего ещё. У нас с детьми очень большая программа. Здесь я столько не осилю)) Зато здесь с картинками. Так что не переживайте. Будет, будет познавательно!
