viernes, 3 de diciembre de 2010

Un descubrimiento crucial

Sin anestesia: todos los manuales de química y biología tienen que ser reescritos. Todos. No hay excepciones.

Nuestra idea sobre la vida se atenía hasta ayer en el conjunto de especies vivas conocidas. Esta idea no varía (medio homeostático capaz de nutrirse, relacionarse, reproducirse y evolucionar a lo largo del tiempo), ojo; la idea que ha cambiado es sobre la composición química posible que da lugar a un organismo vivo. 

Todos los seres vivos tienen un código genético. Este código es una estructura espacial de moléculas complejas. Estas moléculas las componen ciertos elementos químicos. Hoy incorporamos un elemento químico a la posible composición de las moléculas del código genético presente en todos los seres vivos. A la lista de carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, fósforo y azufre, añadimos el arsénico. ¿Por qué?

El experimento

El experimento de la NASA, consistió en situar en un medio controlado, un microorganismo. Del medio se extrajo todo el fósforo posible y se añadió arsénico. ¿Por qué arsénico? Arsénico y fósforo son elementos del grupo 15 de la tabla periódica que comparten configuración electrónica en la última capa de valencia. La configuración electrónica (por tanto, cómo se unen los electrones de varios elementos para formar compuestos) es lo suficientemente parecida como para que la química del fósforo y la del arsénico también sean parecidas.

Las observaciones esperadas eran que los bichitos murieran. Pues no solo no murieron, sino que prosperaron de un modo extraño. Más aún, en la estructura sobre la que está su código genético, el arsénico pasó a sustituir al fósforo. Un proceso de adaptación al medio sorprendente.


Consecuencias astrobiológicas

Por espectrometría detectamos la composición química de cuerpos espaciales. Al pensar que el fósforo era un elemento imprescindible para la vida, estábamos descartando aquellos lugares donde había muy poco o ningún fósforo. Ahora tenemos que reincorporar esos sitios en busca de arsénico si queremos tener más posibilidades de encontrar vida extraterrestre.

Consecuencias bioquímicas

Incluso se abre la puerta a que la sustitución fósforo-arsénico no sea la única posible. Puede que otros elementos químicos que hoy pensamos imprescindibles en su rol, puedan ser sustituidos por otros que ni tenemos en cuenta (selenio por telurio o vete tú a saber). Hay años de trabajo detrás de esa puerta que se acaba de abrir.

Consecuencias paleobiológicas

Las teorías que describen ecosistemas prebióticos tienen que volver a ser repasadas. Las condiciones de la infancia terrestre con extrema actividad volcánica, continuos bombardeos de meteoritos y largas temporadas sin agua líquida, puede que fueran testigos de la aparición de una vida temprana basada en otras composiciones químicas.

Consecuencias industriales

Estos descubrimientos tendrán una aplicación práctica. Si el fósforo -costoso de aislar y almacenar- puede ser sustituido por arsénico en similares procesos industriales, los costes podrán disminuir con el tiempo. La producción de combustibles, fertilizantes (cuidado aquí), la reducción de emisiones tóxicas mediante el empleo de microorganismos basados en el arsénico,... estas aplicaciones prácticas serán las que más tarden en llegar. Sin embargo, son las que pueden atraer la financiación necesaria para todo lo demás.

Consecuencias culturales

Muy pocas. Este descubrimiento sólo ayudará a los autores de ciencia ficción que tengan escasa imaginación.

La cara "B"

Evidentemente, la naturaleza es muy sabia. No se trata de sustituir la química del fósforo por la del arsénico y a vivir que son dos días. No. Los enlaces de fósforo con otros elementos vitales son mucho más estables que los del arsénico. La bioquímica del 99% de la vida que conocemos se ha especializado durante cientos de millones de años en buscar la máxima eficiencia energética. La vida con arseniatos en lugar de fosfatos puede que aparezca en lugares fríos, con atmósferas reductoras, por lo tanto ambientes muy hostiles para la vida humana. A su vez, la Tierra, con una atmósfera oxidante y templada no sería un lugar apto para este tipo de forma de vida (el experimento se produjo en un medioambiente controlado y provocado de forma artificial).


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11 comentarios:

Teseo 04 diciembre, 2010  

El rollito de sustituir el Phosforo por el Arsenico no es una novedad. Es tan manido como lo del Carbono por el Silicio. Lo verdaderamente revolucionario seria que el bicho comiera Tetrogeno y cagara Bromurio, o algo asi...

Y que alguien le diga al de Nature que el bicho no es arseniofago (que no come entrenadores del Depor, vamos). Ni siquiera es arsenicofago.

Ah, feliz Januca, que mola mas que la navidad porque son ocho dias.

jose-09 04 diciembre, 2010  

Teseo, para su información, ya existen bacterias que comen cosas raras (plutonio y uranio por ejemplo). Esto es muchisimo mas sorprendente, porque dificlmente podriamos seguir llamando ADN a algo que incluye arsénico en lugar de fósforo.

Mi duda, a ver si el autor de la entrada me la podría resolver, es saber que pasa con el ATP. La molécula de energía por excelencia usa fósforo. ¿Ahora empezamos a tener ATAs?

Creo que estamos a mitad de camino entre una vida ya conocida y la aparición de un reino completamente nuevo en la rama biológica (por mucho menos que eso, las arqueas y bacterias se separaron.. es cosa que la bacteria termine de abandonar el fósforo)

Teseo 04 diciembre, 2010  

El Plutonio y el Uranio no son cosas raras, lo comen en muchas partes, por ejemplo en Japon y en Ucrania... ups.

Lo raro seria un bicho que comiera Capricogeno de etilenpropucio.

Y supongo que se puede llamar ADN. Mientras el esqueleto sea de Desoxirribosa.

Pablo 06 diciembre, 2010  

En lo que se ha publicado, todavía no han dicho qué ocurre a nivel metabólico, tan solo han hablado de la sustitución del fósforo por arsénico en el encadenamiento de la desoxirribosa.

Así que por el momento, el arsénico, que sepamos, solo tiene un papel estructural. Algo que ya es bastante novedoso.

Teseo 07 diciembre, 2010  

Es que la fosforilacion oxidativa es un invento modelno y bien pensao de la evolucion inteligente, esa. En cambio la arsenificacion oxidativa seria un puntazo.

Ademas las bacterias no comen el fosforo, solo lo beben a sorbitos (aunque algunas pueden usar pajita).

Y ademas para sujetar el ADN en una forma bien dobladita que quepa en un cromosoma, existen una especie de pinzas de proteinas. Algunas tienen Zinc, Cromo, Selenio, Bromo, Arsenico... ups.

Pablo 07 diciembre, 2010  

Aquí no hablaba de los coponentes que participan en el enrollamiento sino en su propia estructura, creo que hay una diferencia.

Teseo 08 diciembre, 2010  

La estructura no se sostiene ni se lee si no tiene algo que le de formita. El problema es que el continente (por cierto, ahora llamado carrefour) es casi tan importante como el contenido... por eso no somos bacterias (aunque alguno si lo parece...). Y por eso con microarrays solamente no se puede construir un zombi nazi amante del surf.

La pregunta es que hacen unos atomos tan pesados sujetando el dobladillo de una hélice de DNA. O mejor, que hacen bichos de esa naturaleza sujetando el dobladillo de estructuras (proteinas, acidos nucleicos, la torre Eiffel...) terciarias o cuaternarias.

¿Es que no podian ser las cositas tan sencillitas, que te aprendias el CHON y ya te aprobaban? Bueno, el CHONP y S.

Abraxas 12 enero, 2011  

http://www.nature.com/news/2010/101207/full/468741a.html

Al loro antes de fliparnos demasiado

Pablo 13 enero, 2011  

"It's a great story about adaptation, but it's not ET,"

Claro, y encima fue un experimento en un medio controlado con una situación provocada, etc.

Cosa que no le quita ningún mérito!

Teseo 13 enero, 2011  

Y ademas, la bacteria era comunista.

Pablo 13 enero, 2011  

No lo entiendo.

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