Bacteria contiene el fatal Arsénico en su ADN

El arsénico tiene una merecida reputación como un veneno muy potente para la vida, pero no necesariamente tiene que ser así. En el lago Mono dentro del Parque Nacional Yosemite de California, lugar con una de las más altas concentraciones de arsénico en el planeta, Felisa Wolfe-Simon ha descubierto que las bacterias no sólo hacen caso omiso a los efectos tóxicos del arsénico, sino que también prosperar positivamente en él. Incluso pueden incorporar el elemento en sus proteínas y el ADN, utilizando en su lugar del fósforo.

El fósforo ayuda a formar la columna vertebral del ADN y es una parte crucial de la ATP, molécula que se puede convertir directamente en energía para la célula. El arsénico se encuentra justo debajo del fósforo en la tabla periódica. Los dos elementos tienen propiedades similares que el arsénico puede usurpar el lugar de fósforo en muchas reacciones químicas. Sin embargo, el arsénico cuando se encuentra con el fosforo producen productos similares, pero menos estable. Esto explica en parte por qué el elemento es tan tóxico. Sin embargo, las bacterias del lago Mono han encontrado una manera de hacer frente a esto.

Bajo el microscopio, las bacterias, una cepa conocida como GFAJ-1, crecieron un 50% más sobre el arsénico en comparación con el fósforo, y se desarrollan grandes compartimientos internos llamados vacuolas. Estos podrían ser la clave para su éxito. Wolfe-Simon considera que las vacuolas podrían actuar como un refugio para las moléculas estables y seguras en contra de las moléculas inestables del arsénico.

En 2008, Ronald Oremland (quien también participó en el último estudio), descubrió  bacterias en el Lago Mono que pueden sustentarse sobre el arsénico. Como las plantas, pueden hacer fotosíntesis, creando su propia comida utilizando el poder del sol. Pero en vez de agua utilizan el arsénico. Wolfe-Simon llevo estos descubrimientos un paso más allá, mostrando que las bacterias en realidad han incorporado arsénico en sus moléculas más importantes.

Wolfe-Simon tomó sedimentos del lago Mono y los deposito en platos de Petri con una sopa de vitaminas y otros nutrientes, pero sin rastro de fósforo, mientras tanto, añadió más y más arsénico.  Sorprendentemente, las bacterias siguieron creciendo. Aislando una cepa llamada GFAJ-1 y usando una técnica extremadamente sensible llamada ICP-MS que mide la concentración de diversos elementos, mostraron que las células de estas bacterias, contenían grandes cantidades de arsénico.

Al dar a las bacterias una forma ligeramente radiactiva de arsénico, también detecto donde el elemento se había depositado en las células. La respuesta: en todas partes. Hubo arsénico en las proteínas de la bacteria y en sus moléculas de grasa. Se ha sustituido el fósforo en muchas moléculas importantes, como el ATP y la glucosa (un azúcar). Fue incluso en su ADN. Toda vida hace uso del fósforo para crear la columna vertebral de la famosa doble hélice, pero el ADN del GFAJ-1 ADN tiene una columna de arsénico.

Este es un resultado sorprendente, pero incluso en este caso, hay espacio para las dudas. Las  bacterias no dependen del arsénico, todavía contienen niveles detectables de fósforo en sus moléculas. Los niveles eran tan bajos que las bacterias no hubiera sido capaz de crecer, pero todavía no está clara la importancia de esta fracción de fósforo. Queda la pregunta si la bacteria ha sido realmente capaz de sobrevivir sin fósforo en absoluto. Tampoco está claro si las moléculas con base de arsénico son “naturales” de las bacterias naturales ya que Wolfe-Simon cultivo estos microorganismos en extremas condiciones con niveles cada vez mayores de arsénico. De este modo, podría haber impuesto a las bacterias para que utilizaran el arsénico en lugar del fósforo, provocando que evolucionaran nuevas habilidades.

En todo caso, este descubrimiento podría ampliar nuestra perspectiva de la bioquímica de la vida. De los más de cien elementos en existencia, la vida es en su mayoría compuesta por sólo seis: carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre y fósforo. Sin embargo, las bacterias del lago Mono parecen haber roto su dependencia con el fósforo sustituyéndolo con arsénico.

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