![\"\"](\"http:\/\/criticalbiomass.blog.hu\/media\/image\/201012\/mono_lake.jpg\")
A nap h\u00edre (b\u00e1r jelent\u0151s\u00e9g\u00e9t m\u00e9rgetve, k\u00f6nnyen lehet, hogy az \u00e9v h\u00edr\u00e9vel van dolgunk), k\u00e9ts\u00e9gtelen a DNS-\u00fckben foszfor helyett arz\u00e9nt haszn\u00e1l\u00f3 prokari\u00f3t\u00e1k azonos\u00edt\u00e1sa.<\/p>\n
A NASA sajt\u00f3t\u00e1j\u00e9koztat\u00f3j\u00e1t megel\u0151z\u0151en a sziv\u00e1rogtat\u00e1sok alapj\u00e1n m\u00e1r sz\u00e1mos h\u00edrport\u00e1l meg\u00edrta kb. mire is lehet majd sz\u00e1m\u00edtani, b\u00e1r t\u00f6bbnyire siker\u00fclt b\u0151d\u00fcletesen rosszul megfogni, hogy mi is a l\u00e9nyeges a dologban. A Gizmodo kezdeti h\u00edr\u00e9t<\/a>, annak \u00f6sszes hib\u00e1j\u00e1val egy\u00fctt, sokan \u00e1tvett\u00e9k \u00e9s „arz\u00e9nalap\u00fa” \u00e9letr\u0151l, illetve DNS-r\u0151l cikkeztek hosszan. Ami persze el\u00e9gg\u00e9 f\u00e9lre\u00e9rt\u00e9se a l\u00e9nyegnek (l\u00e1sd mindj\u00e1rt), hiszen az „arz\u00e9nalap\u00fat” csak a sz\u00e9nalap\u00fa ellent\u00e9tjek\u00e9nt lehetne \u00e9rtelmezni, m\u00e1rpedig a sz\u00e9n egyedi tulajdons\u00e1gai k\u00f6z\u00fcl, amelyek kulcsszerepl\u0151v\u00e9 teszik a szerves k\u00e9mi\u00e1ban, az arz\u00e9n nem mindegyikkel b\u00edr. (A nem-sz\u00e9nalap\u00fa rendszerek k\u00f6z\u00fcl tal\u00e1n a szil\u00edcium alap\u00fanak<\/a> van a legnagyobb rajong\u00f3 t\u00e1bora, de itt is a sz\u00e9n k\u00fcl\u00f6nlegess\u00e9ge mellett sz\u00f3l, hogy b\u00e1r a f\u00f6ldk\u00e9regben ezerszer kevesebb van bel\u0151le, mint a szil\u00edciumb\u00f3l, m\u00e9gis a sz\u00e9n lett az \u00e9let kulcsszerepl\u0151je.)<\/p>\n <\/p>\n Mennyire meglep\u0151 mindez, ha t\u00e9nyleg \u00edgy van? Els\u0151re nagyon, m\u00e1sodik r\u00e1n\u00e9z\u00e9sre m\u00e1r kev\u00e9sb\u00e9. Az arz\u00e9n \u00e9s a foszfor ugyanis rokon vegy\u00fcletek<\/span>elemek, amelyek egym\u00e1s alatt helyezkednek el a peri\u00f3dusos\u00a0 rendszer „nitrog\u00e9n csoportj\u00e1ban<\/a>„. Ebb\u0151l a hasonl\u00f3s\u00e1gb\u00f3l ered egy\u00e9bk\u00e9nt az arz\u00e9n toxicit\u00e1sa<\/a> is (pontosabban annak egy r\u00e9sze): sz\u00e1mos biol\u00f3giai folyamatban a foszfor hely\u00e9re \u00e9p\u00fcl be, instabill\u00e1 t\u00e9ve azokat a folyamatokat (pl. sejtl\u00e9gz\u00e9s), ahol a foszfornak kulcsszerepe van. S\u0151t, tulajdonk\u00e9ppen ezen hasonl\u00f3s\u00e1g alapj\u00e1n vetette fel<\/a> p\u00e1r \u00e9ve a mostani cikk els\u0151 szerz\u0151je, Felisa Wolfe-Simon<\/a>, hogy az \u00e9let kialakul\u00e1sakor ak\u00e1r a foszfor helyett arz\u00e9n lehetett a fontosabb. Szavait er\u0151s szekpticizmus fogadta \u00e9s feltehet\u0151leg ez hajtotta, hogy igaz\u00e1t k\u00eds\u00e9rletes form\u00e1ban is keresse.<\/p>\n Az izgalmas k\u00e9rd\u00e9s persze annak a kider\u00edt\u00e9se, hogy mihez is kell neki az arz\u00e9n? Ennek eld\u00f6nt\u00e9s\u00e9hez radioakt\u00edv arzen\u00e1tot adtak a t\u00e1poldathoz \u00e9s vizsg\u00e1lt\u00e1k, hogy milyen makromolekul\u00e1ris frakci\u00f3ba ker\u00fcl bele. Az eredm\u00e9nyek szerint arz\u00e9n f\u0151leg a feh\u00e9rje (\u00e9s metabolit) frakci\u00f3ban volt jelen, de kisebb mennyis\u00e9g a lipidekben is fellelhet\u0151 volt, illetve (term\u00e9szetesen) a nukleinsav-frakci\u00f3ban – a teljes mennyis\u00e9g kb 10%-a volt ut\u00f3bbiban. Tiszt\u00edt\u00e1s ut\u00e1ni genomi DNS-ben is ki lehetett mutatni t\u00f6megspektrometri\u00e1val az arz\u00e9n jelenl\u00e9t\u00e9t, valamint szinkroton r\u00f6ntgen vizsg\u00e1lattal azt is, hogy arzen\u00e1t form\u00e1j\u00e1ban van ott jelen. \u00cdgy, ha nem is lehet teljesen kiz\u00e1rni annak az es\u00e9ly\u00e9t, hogy k\u00fcl\u00f6nlegesen makacs szennyez\u0151d\u00e9sr\u0151l van sz\u00f3, l\u00e9nyegesen lecs\u00f6kkent a hiba es\u00e9lye (a NASA sajt\u00f3t\u00e1j\u00e9koztat\u00f3n elhangzottak szerint k\u00e9sz\u00fcl\u0151ben van a mindent eld\u00f6nt\u0151 krist\u00e1lyszerkezet is; valamikor j\u00f6v\u0151re v\u00e1rhat\u00f3).<\/p>\n Ami igaz\u00e1n izgalmas, \u00e9s a legt\u00f6bb h\u00edrad\u00e1s nem terjedt ki r\u00e1, az az, hogy az arzen\u00e1tot egy kis molekuls\u00faly\u00fa metabolit (vagyis anyagcsere sz\u00e1rmaz\u00e9k) frakci\u00f3ban is megtal\u00e1lt\u00e1k. Mivel a foszf\u00e1t az ATP \u00e9s NADPH molekul\u00e1kban fontos szerepet t\u00f6lt be az energiat\u00e1rol\u00e1sban, az is egy nagyon izgalmas k\u00e9rd\u00e9s, hogy a GFAJ-1-ben ilyen szerep\u00e9t is \u00e1tvette-e az arzen\u00e1t. Azaz a baci megfelel\u0151 enzimjei<\/a> adenozin-trifoszf\u00e1t helyett adenozin-triarzen\u00e1tot szintetiz\u00e1lnak-e? Az el\u0151bbi eredm\u00e9nyek szerint igen, de, tegy\u00fck hozz\u00e1, m\u00e9g nem tudjuk biztosan. Tov\u00e1bbi izgalmas \u00e9s tot\u00e1l megv\u00e1laszolatlan k\u00e9rd\u00e9s, hogy mi t\u00f6rt\u00e9nik az olyan jel\u00e1tviteli folyamatokban, ahol egyes feh\u00e9rj\u00e9k foszforil\u00e1ci\u00f3ja\/defoszforil\u00e1ci\u00f3ja (azaz egy foszf\u00e1t csoport r\u00e1aggat\u00e1sa, ill. lev\u00e9tele) kulcsfontoss\u00e1g\u00fa az \u00fatvonal m\u0171k\u00f6d\u00e9s\u00e9ben. Vajon funkcion\u00e1lis arzenil\u00e1ci\u00f3 k\u00f6vetkezik be? Mindezek, a nukleinsav exkluz\u00edv szerkezet\u00e9n t\u00fal egy eg\u00e9szen exkluz\u00edv anyagcser\u00e9t jelenten\u00e9nek (ami persze, az eml\u00edtett foszfor-arz\u00e9n hasonl\u00f3s\u00e1g miatt nem teljesen elk\u00e9pzelhetetlen.)<\/p>\n A mell\u00e9kelt \u00e1bra a bakt\u00e9riumok sz\u00e1m\u00e1nak v\u00e1ltoz\u00e1s\u00e1t 1.5mM foszf\u00e1t (fekete k\u00f6r\u00f6k), vagy 40mM arzen\u00e1t (fekete n\u00e9gyzetek) jelenl\u00e9t\u00e9ben, illetve ezek hi\u00e1ny\u00e1ban (feh\u00e9r h\u00e1romsz\u00f6gek) mutatja. El\u00e9g egy\u00e9rtelm\u0171, hogy ha teheti, a GFAJ-1 foszfort prefer\u00e1lja. Ugyanakkor ez az eredm\u00e9ny felvillantja annak a lehet\u0151s\u00e9g\u00e9t, hogy meg\u00e9rts\u00fck mik\u00e9ppen lehet olyan k\u00f6r\u00fclm\u00e9nyeket l\u00e9trehozni, ahol a k\u00e9t molekula ennyire k\u00e9pes egym\u00e1st helyettes\u00edteni.<\/p>\n Az alapk\u00e9rd\u00e9s, miszerint az \u00e9let kezdet\u00e9n mi volt hamarabb a foszfor, vagy az arz\u00e9n persze m\u00e9g mindig megv\u00e1laszolatlan marad. A GFAJ-1 minden rendelkez\u00e9s\u00fcnkre \u00e1ll\u00f3 adat szerint egy k\u00fcl\u00f6nleges adapt\u00e1ci\u00f3t mutat, k\u00fcl\u00f6nleges \u00e9letk\u00f6r\u00fclm\u00e9nyeinek megfelel\u0151en \u00e9s k\u00f6sz\u00f6nhet\u0151en, \u00e9s nem egy, az \u00e9let hajnal\u00e1r\u00f3l tan\u00faskod\u00f3, \u0151si tulajdons\u00e1got tartott meg. Ugyanakkor hirtelen sokkal plauzibilisebben hat az arz\u00e9nt prefer\u00e1l\u00f3 elm\u00e9let, mint ezel\u0151tt p\u00e1r nappal. S\u0151t, mivel a n\u00e9gy b\u00e1zis egyik\u00e9vel, az adeninnel anal\u00f3g adenozin-monoarzen\u00e1t spont\u00e1n is k\u00f6nnyen l\u00e9trej\u00f6n (ellent\u00e9tben az adeninnel), s \u00edgy a kezdet kezdet\u00e9n rendelkez\u00e9sre \u00e1llhatott (k\u00fcl\u00f6nleges katal\u00edzis n\u00e9lk\u00fcl is), m\u00e9g az sem z\u00e1rhat\u00f3 ki, hogy egy nap kider\u00fcl, igaz.<\/p>\n Pennisi E<\/strong> (2010) What Poison? Bacterium Uses Arsenic To Build DNA and Other Molecules. Science<\/em> 330<\/strong>: 1302. A nap h\u00edre (b\u00e1r jelent\u0151s\u00e9g\u00e9t m\u00e9rgetve, k\u00f6nnyen lehet, hogy az \u00e9v h\u00edr\u00e9vel van dolgunk), k\u00e9ts\u00e9gtelen a DNS-\u00fckben foszfor helyett arz\u00e9nt haszn\u00e1l\u00f3 prokari\u00f3t\u00e1k azonos\u00edt\u00e1sa. A NASA sajt\u00f3t\u00e1j\u00e9koztat\u00f3j\u00e1t megel\u0151z\u0151en a sziv\u00e1rogtat\u00e1sok alapj\u00e1n m\u00e1r sz\u00e1mos h\u00edrport\u00e1l meg\u00edrta kb. mire is lehet majd sz\u00e1m\u00edtani, … Egy kattint\u00e1s ide a folytat\u00e1shoz…. ![\"\"](\"http:\/\/criticalbiomass.blog.hu\/media\/image\/201012\/DNA-wiki.jpg\")
Az arz\u00e9n, s ezzel nem lepek meg senkit, els\u0151sorban m\u00e9reg. Ez legink\u00e1bb inorganikus form\u00e1ira igaz, mert szerencs\u00e9re a tengeri \u00e9l\u0151l\u00e9nyekben igen magas koncentr\u00e1ci\u00f3kban megjelen\u0151 organikus arz\u00e9n nem m\u00e9rgez\u0151, \u00edgy nyugodtan lehet kagyl\u00f3t fogyasztani. Ugyanakkor az arz\u00e9n egyike lehet azoknak a <\/span>k\u00fcl\u00f6nleges nyomelemeknek<\/a>, amelyekb\u0151l ugyanakkor sz\u00fcks\u00e9g\u00fcnk van a norm\u00e1lis \u00e9lethez. (Ut\u00f3bbira nem leltem atombiztos bizony\u00edt\u00e9kot, sz\u00f3val senki ne tegyen a csal\u00e1di B\u00e9res-cseppes \u00fcvegbe extra adag arz\u00e9nt m\u00e9g!) Azt is tudtuk, hogy n\u00e9h\u00e1ny prokari\u00f3ta \u00e9l\u0151l\u00e9ny k\u00fcl\u00f6nb\u00f6z\u0151 arz\u00e9nvegy\u00fcleteket m\u00e1r az anyagcser\u00e9j\u00e9ben is k\u00e9pes haszn\u00e1lni, ami azt t\u00e1masztja al\u00e1, hogy <\/span>ez egy biog\u00e9n molekula<\/a>. Ami a mai h\u00edrben \u00faj, hogy a jelek szerint olyan prokari\u00f3ta \u00e9l\u0151l\u00e9nyt leltek, amelynek a <\/span>DNS-\u00e9ben<\/a> (az \u00e1br\u00e1n s\u00e1rg\u00e1val jel\u00f6lt) <\/span>foszf\u00e1t<\/a> csoportok helyett <\/span>arzen\u00e1tok<\/a> k\u00f6tik \u00f6ssze az egyes nukleotidok cukorv\u00e1zait.<\/span><\/p>\n![\"\"](\"http:\/\/criticalbiomass.blog.hu\/media\/image\/201012\/GFAJ-1.jpg\")
A keres\u00e9s helysz\u00edne a kaliforniai Mono-t\u00f3<\/a> lett, amelynek magas s\u00f3 (pH=10) \u00e9s arz\u00e9n tartalma nem \u00e9pp bar\u00e1ts\u00e1gos az \u00e1tlagos \u00e9letform\u00e1k sz\u00e1m\u00e1ra. M\u00e9gis, sz\u00e1mos prokari\u00f3ta mellett, komplex eukari\u00f3t\u00e1k is tal\u00e1lhat\u00f3k benne \u00e9s k\u00f6r\u00fcl\u00f6tte: s\u00f3f\u00e9rgek \u00e9s a vel\u00fck t\u00e1pl\u00e1lkoz\u00f3 mad\u00e1rseregek. (A leadhez csatlolt, Lem reg\u00e9nyekre eml\u00e9keztet\u0151 k\u00e9p \u00edgy nem is cs\u00f6ppet hat\u00e1svad\u00e1sz. ;-)). A t\u00f3b\u00f3l izol\u00e1lt mint\u00e1kat Wolfe-Simon n\u00f6vekv\u0151 arz\u00e9n- \u00e9s cs\u00f6kken\u0151 foszfor koncentr\u00e1ci\u00f3 mellett kezdete n\u00f6veszteni. Sokadik \u00e1tolt\u00e1s ut\u00e1n, amikor foszfor m\u00e1r szinte egy\u00e1ltal\u00e1n nem lehetett jelen a k\u00f6zegben, vid\u00e1man mozgol\u00f3d\u00f3 prokari\u00f3ta t\u00f6meget tal\u00e1lt a k\u00e9mcs\u0151ben. A bakt\u00e9rium, a GFAJ-1, 16S rRNS anal\u00edzis alapj\u00e1n a Gram-negat\u00edv, s\u00f3kedvel\u0151 Halomonadaceae csal\u00e1dba<\/a> tartozik. (Azaz nem kell kidobni a biosz tank\u00f6nyveket, a bakt\u00e9rium az eddigi jelek szerint nagyon is r\u00e9sze az \u00e9let k\u00f6z\u00f6s (filogenetikai) f\u00e1j\u00e1nak, nagyvonalakban ugyanolyan \u00f6r\u00f6k\u00edt\u0151 \u00e9s anyagcsere rendszert haszn\u00e1l, mint minden m\u00e1s faj, csak egy apr\u00f3 csavarral.)<\/p>\n![\"\"](\"http:\/\/criticalbiomass.blog.hu\/media\/image\/201012\/GFAJ-1_growth.jpg\")
Egy\u00e9bk\u00e9nt egy apr\u00f3 inform\u00e1ci\u00f3 elveszett a legt\u00f6bb h\u00edrad\u00e1sban. M\u00e9gpedig az, hogy a GFAJ-1 nem<\/em> oblig\u00e1t arzenofil, vagyis nem f\u00fcgg az arz\u00e9nt\u00f3l. Olyannyira nem, hogy foszfor hozz\u00e1ad\u00e1sa mellett l\u00e9nyegesen gyorsabban n\u0151 \u00e9s oszt\u00f3dik.<\/p>\n
\n
\nWolfe-Simon F, Switzer Blum J, Kulp TR, Gordon GW, Hoeft SE et al.<\/strong> A Bacterium That Can Grow by Using Arsenic Instead of Phosphorus. Science<\/em> doi: 10.1126\/science.1197258 <\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"