Arsenic şi bacterii vechi

Sa vedem articolul din Science. Pana atunci zic ca inlocuirea grupelor fosfat din ADN cu alte grupe continand arsen este imposibila si ca trebuie sa fie o greseala de traducere / interpretare a stirii de la NASA.

@Homo erectus: iata si abstractul:

Life is mostly composed of the elements carbon, hydrogen, nitrogen, oxygen, sulfur, and phosphorus. Although these six elements make up nucleic acids, proteins, and lipids and thus the bulk of living matter, it is theoretically possible that some other elements in the periodic table could serve the same functions. Here, we describe a bacterium, strain GFAJ-1 of the Halomonadaceae, isolated from Mono Lake, California, which substitutes arsenic for phosphorus to sustain its growth. Our data show evidence for arsenate in macromolecules that normally contain phosphate, most notably nucleic acids and proteins. Exchange of one of the major bioelements may have profound evolutionary and geochemical significance.

Da, ai dreptate; ai tradus corect; dar tot sunt curios sa vad articolul cand va aparea. E drept ca arsenatul (AsO4) seamana cu fosfatul (PO4). Bacteriile arhaice au multe particularitati / curiozitati, dar parca asta ar fi prea de tot. Si nu e vorba doar de nucleotidele din ADN, ci si de cele implicate in toate semnalizarile intracelulare si stocarea / eliberarea energiei (adenozintrifosfatul). Ar fi cu adevarat revolutionar. Sa vedem.

@Homo erectus:
m-am uitat rapid peste articol.
Printre alte experimente, au folosit As radioctiv, au purificat DNA si au aratat ca, intr-adevar contine un importat procent de As.

Trebuie sa recunosc ca acum nu mi se mai pare chiar atat de socant. Dar e intr-adevar revolutionar.

Mie imi scapase esenta stirii pentru ca o auzisem pe posturile noastre televiziune care o prezentasera prosteste crezand ca o fac mai spectaculoasa: ca bacteria traieste in arsen. Mersi ca mi-ai deschis “urechile iubitoare de biologie”.

Nu intzeleg: adicatelea pana acum se credea ca “adenozintriarsenatul” ar fi o imposibilitate chimica? Sau ca ar fi incompatibil biochimic cu proteinele “normale”? Unde e revolutzia?

Foarte bun articol, Mihnea. Felicitari! Imi place cum descrie intai lacul, apoi accentueaza clar esenta stirii. Nu ca presa romaneasca care a prezentat bombastic ca traieste intr-un mediu neprietenesc. Atat au fost ei in stare sa inteleaga. BBC are stiri bune ca ia absolventi de stiinta si ii antreaza in jurnalism. Iata, tu ai putut explica bine ca aveai fondul necesari de cunostiinte sa intelegi esenta stirii si sa o poti prezenta punand in context.

Promovez si eu articolul la Stiinta Azi pe forum si pe facebook.

@lucid: Nu o imposibilitate chimică ci mai degrabă una biochimic compatibilă cu viața. Dar iată că doamna aceasta, Felisa Wolfe-Simon, susține nu numai că arsenul poate lua locul fosforului în molecula de ADN, ci mai mult, că arsenul se regăsește și în metaboliții GFAJ-1. Cercetările sunt doar la început (doamna Wolfe-Simon le-a demarat abia anul trecut), se știe că ADN în care arsenul înlocuiește fosforul este foarte instabil, se mai știe că bacteria respectivă are vacuomul mai mare decât ar fi „normal“ și nu-i exclus să joace vreun rol în conferirea unei stabilități mai ridicate, a apărut și un contestatar al acestor rezultate provizorii (Steven A. Benner).
Revoluția constă în lansarea unor noi ipoteze atât în legătură cu apariţia moleculelor cu rol informaţional (ARN/ADN) cât și în ceea ce privește condițiile în care acestea au apărut (compoziția „supei primordiale“).

Nu știu alții cum sunt, dar eu m-am entuziasmat pe mine când am citit prima dată știrea asta. Absolut fantastic! Ce tâmpenii spuse de Sarkozy sau Berlusconi?! Ce Irlanda/FMI?! Ce tăieri de salarii?! Ce alte rahaturi care ne umplu zi de zi hardul cerebral?! ASTA ȘTIRE!

@ Mihnea – stiam stirea de vreo doua zile (si, sincer sa fiu, ma lasa rece:), dar habai n-ai cat de odihnitoare sunt aceste postari! Ba chiar si comentariile! Nici daca as fi citit poezie de Ion Muresan nu m-as fi simtit mai bine – si nu e nici o ironie. E odihnitor sa te desprinzi la rastimpuri si sa privesti lumea mai de sus sau mai de jos. Vorba lui Chesterton (parca): “Alice nu ajungea in lumea minunilor daca nu se facea mai intai mica”. Mica, asa, cam cat o bacterie hranindu-se cu arsenic. Multzam. Sincer.

“In reteta oricarei forme de viata exista 6 elemente esentiale: carbonul, oxigenul, hidrogenul, azotul, fosforul si SULFURUL. Ele sint de neinlocuit in orice tip de reteta pentru vreun proces biologic.”

Tinere domn…
De SULF ai auzit?
Sau aplicam metoda traducerii furculision?

@lucid (desi sunt convins ca ai inteles – din cate imi amintesc esti om de stiinta): problema e ca incercand sa caute variante alternative de viata, oamenii isi pun problema daca elementele chimice fundamentale pot fi inlocuite cu altele. De exemplu: carbonul ar putea fi inlocuit cu altceva (de ex. siliciu)? Raspunsul e evident nu; gandestete la un organism care ar “expira” dioxid de siliciu (cuart) in loc de dioxid de carbon. Iata insa ca cel putin un element poate fi inlocuit cu altul; adica NASA (si cei care cauta formele initiale de viata) au argumentul sa caute si alte forme; + alte speculatii, mergand pana la schimbarea “definitiei” vietii. In ce priveste daca o molecula de adenozintriarsenat poate exista sau e o imposibilitate chimica, daca are aceleasi capacitate de stocare a energiei ca si ATP-ul, daca ipoteticele nucleotide arseniate ar putea avea aceleasi roluri biochimice ca cele originale fosforice habar n-am; astept sa zica altii. Mie doar mi s-a parut surprinzator si mi-am exprimat rezerva.

probabil o sa se mai gaseasca forme de viata ,,speciale,, si in alte locuri ,,neprietenoase,, de pe pamint, eu fiind profan nu inteleg entuziasmul unora,sau poate au gasit raspunsuri.de la o stire de presa pina la o expunere riguroasa,stiintifica e cale lunga

Pentru mine, cea mai flagrantă substituţie nu este cea a fosforului cu arsen. După atîtea lecturi în limba engleză, e bine să ştiţi că termenul românesc pentru elementul cu pricina este arsen, iar nu arsenic. Aşteptăm cu interes ştirile din care vom afla că şi carbonul din mamelele de ADN a fost înlocuit cu “silicon”, iar “oxygenul” cu “sulphur”.

Dacă arsenul are energie de legătură mai mică, înseamnă că şi ADN-ul bacteriei cu pricina e mai gingaş. Poate, la o adică, să vireze în ADN fosforic, mai stabil. Poate suferi mai uşor leziuni ireversibile, iar repararea ar fi qvasiimposibilă. Deci, bacteria trebuie inclusă în patrimoniul de gradul zero al biosferei. Dusă la grădina bacteriologică.

Sigur arsenul nu parazitează structura terţiară a ADN-ului? Întreb şi eu, pentru că poţi la o adică purifica şi ADN “gonflat” cu punţi de arsen, sau chiar ADN în care doar genele dormante să fie năpădite de arsen în loc de fosfor. Cred că numai o analiză cu enzime de secvenţiere ar putea face clar rolul arsenului. Dacă are vreun rol.

Profan vorbind, ar trebui sa se vada daca arsenul inlocuieste total atomii de fosfor in proteine sau doar partzial, daca in bacteriile astea coexista proteine cu arsen si proteine cu fosfor si, mai ales, UNDE in structura lor se afla atomii de arsen, in sensul ca nu cumva sa fie “agatzatzi” intr-o pozitzie nedeterminanta pentru ce numim viatza. Sa vedem cine se incumeta sa traduca totusi articolul, caci abstractul e pana la urma “advertising”.

@mariusv:

“se știe că ADN în care arsenul înlocuiește fosforul este foarte instabil, se mai știe că bacteria respectivă are vacuomul mai mare decât ar fi „normal“ și nu-i exclus să joace vreun rol în conferirea unei stabilități mai ridicate, a apărut și un contestatar al acestor rezultate provizorii”

Depinde ce numeste “instabil”: dupa cum vezi, bacteria aceasta este bine mersi de cca 3 miliarde de ani!

Ca un aside: se “stie” ca ADN-ul este instabil la temperaturi de peste 70 de grade celsius… si totusi exista specii extrmofile care se descurca foarte bine chiar si la temperaturi de 100 120 de grade.

Dar bacteria de azi e un caz special de extremofile: ea nu este doar adaptata(!) mediului cu arsenic, pentru ca ea are arsenicul incorporat direct in ADN in locul fosforului!

PS: Ca tot veveni vorba, poate dl Bostina scrie si un articol despre extremofiles. Poate oferi un tablou general in care se integreaza si specia de azi!

en.wikipedia.or../

@fumurescu:

D/le, in primul rand articolul acesta nu a fost scris cu scopul de a fi “odihnitor”, in al doilea rand ce legatura are Ion Muresan si Chesterton cu ce se discuta aici?

Faci conexiuni anapota ca de obicei!

@Marius Delaepicentru:

What on earth are you talking about?

@Marius Delaepicentru:
asa e – arsen – dar nu-mi venea cuvintul!
plus ca nici cuvintul ’sulfur’ nu exista in romaneste – dar pe asta l-am corectat datorita altui comentariu (@STRAJNIK:)
Merci!

@Yorga:
o sa revin, insa bacteria nu insereaza As de buna voie. A fost fortata in laborator.

@fumurescu #9: Inca un mister explicat. De aia postarile tale tradeaza o minte din ce in ce mai odihnita. Sanatatea inainte de toate, ca altfel ne “tamponeaza” viata. Sper ca am citat corect din ultima ta postare obositoare de filozofie politica.

@Mihnea Bostina:
Upps! Trebui sa citesc articolul! Io am inteles alceva! Buuuuuuuuuuhahahahahaha!

@Yorga:
si eu tre’ sa termin articolul… dupa care mai scriu!

@Mihnea Bostina:

Am mai observat ca se face mare caz de toxicitatea arsenicului. E adevarat: e foarte toxic, dar toxice sunt si fosforul sau sulful, desi sunt preznte in adn-ul nostru! La drept vorbind chiar si oxidenul este toxic pentru noi: la o concentratie putin mai mare de 21% cat e in atmosfera noastra, este deja problematic (scuba divers de exemplu nu respura oxiden pur… le-ar arde plamanii!)

Daca doriti ceva mai “spectaculos” in materie de biologie exotica, ati face bine sa faceti vorbire de spectaculoasa descoperire din anul 1986, facuta intr-o pestera din Dobrogea. (Movile?)
Daca memoria nu ma inseala, e vorba de vietuitoare vertebrate si nu de simple bacterii ce evolueaza intr-un ecosistem complet separat in care chimia carbonului e inlocuita in totalitate de chimia sulfului.

u7.ro/pestera-m../

“Iadul e un paradis biologic
A doua lovitura a reprezentat-o descoperirea facuta de doi tineri biologi romani, Radu Popa si Serban Sarbu, care au identificat acolo niste bacterii, adevarate fosile vii, care obtineau energia necesara supravietuirii prin chemosinteza. Astfel, in loc sa aiba un metabolism bazat pe arderi de oxigen, la fel ca toate fiintele de pe Terra, ele „procesau“ dioxidul de carbon si hidrogenul sulfurat care se regaseau in mediul din Pestera Movile. Biologii cred ca in acest fel a fost generata, in urma cu miliarde de ani, compozitia actuala a atmosferei terestre. Dat fiind faptul ca grota era complet izolata de exterior, s-a ajuns la concluzia ca formele de viata de aici s-au conservat perfect, asa cum erau acum milioane de ani. Cercetatorii au fost frapati de faptul ca ceea ce pentru organismele din exterior era letal – un mediu fara oxigen, cu o concentratie mare de sulf – pentru acestea era „raiul“. Vreme de peste cinci milioane de ani ele nu au fost supuse stresului adaptarii, concurentei nesfirsite intre specii si, in concluzie, nu au fost nevoite sa se schimbe. „Bacteriile se inmultesc prin divizare, fiind practic nemuritoare, prin multiplicarea lor la infinit“, spune Cristian Lascu.
Cu o lungime totala de aproape 300 de metri este o pestera relativ mica, cu pasaje inguste acoperite cu argila . Este dezvoltat in special pe oizontala cu citeva cavitati care nu depasesc 3 metri. In partea mai coborita este un lac mic ce leaga platoul pesterii de apele subterane. Pasajele continua sub apa si formeaza trei clopote de aer unde atmosfera este foarte bogata in dioxid de carbon ( pina la 10 ori mai mult decit afara si saraca in oxigen ( o treime fata de atmosfera de afara ) Cind clima pamintului s-a schimbat acum 5,5 milioane de ani ,clima de la suprafata solului s-a modificat de la tropicala la temperata. Singurele animale care au supravietuit au fost cele care locuiau in pesteri calde subterane. Pestera Movile, unul dintre cele mai neobisnuite ecosisteme, este populata cu nevertebrate care au adaptari datorate vietii subterane cum ar fi:
au corpul depigmentat
regresia sau absenta totala a simtului vazului
se hranesc cu bacterii si ciuperci care obtin energia din izvoarele calde sulfuroase de sub pestera.
Lipitori neobisnuite, scorpioni de apa si alti locuitori ai pesterii au asemanari cu speciile gasite in abisurile marilor. Ele depind de organismele chemoautotrofe ( folosesc energia rezultata din reactii chimice) in loc de organismele fotoautotrofe ( ce folosesc energia luminoasa). 46 de speci de nevertebrate terestre si acvatice au fost identificate in aceste ecosisteme, dintre care 31 de specii complet noi.Marea majoritate a artropodelor apartin clasei Arachnida, Crustacea, Myriapoda si Insecta.18 specii acvatice apartin incr. Plathelminthes ( viermi plati ), Nematode( viermi cilindrici ) Rotifera ( animale microscopice inrudite cu viermii cilindrici) Annelida ( viermi inelati ). Lipitoarea oarba, un melc si un scorpion de apa orb au fost de asemenea identificati. Alte specii descoperite : doua de pseudoscorpionide de doi inchi lungime, lipitori de viermi, 4 paianjeni si scorpioni de apa.”

@Yorga: Chestia extraordinară în această știre este că arsenul poate înlocui fosforul în molecula de ADN, iar acesta își păstrează funcționalitatea.
Dacă ar fi să ne vorbească Mihnea despre extremofile, tare mă tem că asta ar depăși mărimea rezonabilă a unei postări. S-au scris tomuri întregi despre asta și nu știu câtă lume ar fi dispusă să se inițieze în microbiologie cu ajutorul internetului. Oricum, se cunoaște faptul că există bacterii care trăiesc bine merci în gheizere sau în ghețari și se știe că, în general, materialul genetic manifestă o stabilitate mai mare la organismele simple.
Dacă vrei o știre senzațională și care ar constitui de asemenea un material fertil de cercetare ți-aș aminti de faptul că scorpionii suportă niveluri ale radioactivității de 100-150 de ori mai mari decât mamiferele; acolo este vorba despre organisme cu mult mai evoluate.

@STRAJNIK: Se știe despre anaerobe de câteva decenii. Nu există „biologie exotică“.

@mariusv:

“Dacă ar fi să ne vorbească Mihnea despre extremofile, tare mă tem că asta ar depăși mărimea rezonabilă a unei postări. S-au scris tomuri întregi despre asta …”

De acord cu tine, dar ca sa scrii un articol informativ nu este nevoie sa reproduci “tomuri intregi”. Daca va avea placerea sa scrie despre extremofiles, sunt convins ca Bostina iti va arata cum se scrie un astfel de articol.

@Yorga: Da, cred că ai dreptate.