“Veneno en la piel” en la cepa GFAJ-1 de la bacteria Halomonadaceae y arsénico hasta en su ADN

Al son de “dicen que tienes veneno en la piel” de Radio Futura, nos hemos enterado por un anuncio a todo bombo de la NASA, que la Dra. Felisa Wolfe-Simon (Instituto de Astrobiología de la NASA, EE.UU.) y sus colegas ha descubierto una cepa (llamada GFAJ-1) de bacterias Halomonadaceae en el Lago Mono, California, que en su composición química en lugar de usar fósforo utiliza arsénico (un veneno para todos los demás seres vivos que además de fósforo utilizan carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno y azufre). Arsénico como parte de su ADN (ácidos nucleicos) y proteínas (en lugar de fosfatos, GFAJ-1 tiene arseniatos). ¿Por qué es importante este anuncio? Porque es la primera vez que se descubre un ser vivo que contenga un elemento químico en su composición que no sean los seis “magníficos” (C, H, N, O, S y P). El arsénico (As) se une al club y conforma los “siete magníficos” (los únicos siete elementos químicos que constituyen todos los seres vivos en la Tierra). En la tabla periódica el fósforo (P) y el arsénico (As) están en la misma columna, luego substituir P por As en un compuesto químico cambia muy poco sus propiedades. Más aún, substituir un fosfato (PO43-) por un arseniato (AsO43-) no produce muchas diferencias químicas en el rango de gradientes redox y pH de las células. Pero esta similitud también es la causa de que el arsénico sea un veneno en un ser vivo que solo utilice fosfatos: los arseniatos se incorporan en las rutas metabólicas y las rompen, provocando la muerte de una célula convencional. Sin embargo, la cepa GFAJ-1 “dicen que tiene un tacto divino, y quien la toca se queda con él.” Los interesados en más detalles sobre el artículo técnico (en inglés y con un poco de “picante”) disfrutarán con Elizabeth Pennisi, “Biochemistry: What Poison? Bacterium Uses Arsenic To Build DNA and Other Molecules,” News of the Week, Science 330: 1302, 3 December 2010 [resumen en inglés]. Para los atrevidos (y con acceso a Science Express) recomiendo el artículo original de Felisa Wolfe-Simon et al., “A Bacterium That Can Grow by Using Arsenic Instead of Phosphorus,” Science Express, Published Online 2 December 2010 [DOI, aún sin funcionar].

¿Por qué es importante este descubrimiento en exobiología? Porque induce a pensar que la vida se puede desarrollar en ambientes en los que no hay fósforo, como algunos exoplanetas. ¿Está confirmado que el ADN de la cepa GFAJ-1 contiene arsénico? Algunos investigadores dudan de ello, ya que las pruebas mostradas en el artículo no son del todo concluyentes (uno de los científicos invitados a la rueda de prensa de la NASA expresó sus dudas en público). ¿Todo el ADN y proteínas de la cepa GFAJ-1 contienen arseniatos en lugar de fosfatos? No, gran parte del ADN es convencional (fosfatado). Parecer ser que la bacteria puede sobrevivir en un entorno con altos niveles de arsénico y bajos niveles de fósforo a base de substituir fosfatos por arseniatos sin que ello reduzca su capacidad para crecer y reproducirse, pero con ciertas diferencias (las vacuolas se hinchan y el volumen de la bacteria crece). En un ambiente con bajos niveles de arsénico la cepa GFAJ-1 es una bacteria bastante convencional, ni su ADN ni sus proteínas contienen fosfatos.

¿Ha exagerado mucho la prensa y los medios la importancia de este descubrimiento? Quizás sí, pero la NASA necesita aparecer en los medios cuanto más mejor y una artículo publicado en Science es una excusa tan buena como cualquier otra para convocar una rueda de prensa y anunciarlo a bombo y platillo. Es obvio que es un descubrimiento interesante, y quizás importante, el tiempo dirá, pero no creo que sea revolucionario.

La noticia ha aparecido en todos los medios. Pero yo solo me haré eco de Kanijo, que más veloz que un rayo, ha traducido en “Microbios que se alimentan de arsénico pueden redefinir la química de la vida,” Ciencia Kanija, 02 dec. 2010, la noticia aparecida en Nature escrita por Alla Katsnelson, “Arsenic-eating microbe may redefine chemistry of life. Oddball bacterium can survive without one of biology’s essential building blocks,” News, Published online 2 December 2010.

3 Comentarios

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PérezPérez

¿Que no es revolucionario? ¿Un ADN funcional con arsénico –si se confirmara– en lugar del fósforo? ¿Y las proteínas? ¿Y en lugar de ATP, “ATAs”? Lo flipo.

ProaonuiqProaonuiq

Materiales accidentales y código invariante, nada sorprendente. Lógico también que el fósfore haya sustituido al arsénico sin compasión: tener mayor tamaño que el posible en un entorno es un lujo que ningún procariota se puede permitir si no quiere desaparecer del biomapa.

Resultado muy interesante.

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