2017. szeptember 22. péntek
Móric, Ottó
Biotechnológia, molekuláris biológia és élettan az mRNS.hu-n

Az info@mrns.hu-ra küldhet linket vagy valamilyen anyagot, amit szeretne, ha hírként bemutatnánk.


Korábbi híreink  |   Keresés:

Kiválasztott hír:
Megosztás: Add az iWiW-hez Add a Facebook-hoz Add a Twitter-hez Add a Google Reader-hez Add a Startlaphoz
Még sincs arzén alapú élet  - 2012-10-12 09:02:03 Hozzászólás írása Hozzászólások száma 0 hozzászólás 
Még sincs arzén alapú élet

Hogyan fejlődhetnek mikrobák a magas arzén tartalommal rendelkező kaliforniai Mono-tóban? A baktériumban amelyről a tudósok eddig azt gondolták, hogy arzént épít foszfor helyett a DNS-ében, felfedezték a foszfor nyomait. Ez a eredmény tisztázza, az ellentmondásos tanulmány által felvetett kérdést ami a Science magazinban jelent meg 2010-ben, mely azt állította, hogy a GFAJ-1 mikroba jól megél a kaliforniai Mono-tó magas arzén tartalma mellett  az anyagcserében fontos szerepet betöltő foszfor nélkül is. A foszfor elsődleges biogén elem amely nélkülözhetetlen az élet minden formája számára.

Az elsődleges biogén elemek a szén (C), nitrogén (N), oxigén (O), hidrogén (H), kén (S) és foszfor (P). Ezeket az elemeket egyetlen élőlény sem nélkülözheti, mert ezekből épülnek fel a fehérjék, a nukleinsavak (DNS, RNS) és a biológiai membránokat alkotó zsírszerű anyagok (lipidek).

Habár ez és egyéb kulcsfontosságú kutatások a későbbiekben aláásták  az arzén alapú élet létezését,  mégsem volt egyértelmű, hogy a baktériumok hogyan tesznek különbséget a közel azonos molekulák között mint a foszfát  (PO4 3- és az arzenát (AsO43-).

Dan Tawfik, aki fehérje funkciók tanulmányozásával foglalkozik a Weizmann Institute of Science-ben és kollégái megismerték azt a mechanizmust amellyel az egyes bakteriális fehérjék  a foszfáthoz, és nem az arzenáthoz kötődnek. A tanulmány szerint csak egy kémiai kötésnek van kulcsszerepe, ami taglalja, hogy az arzéndús  környezetben élő baktériumok miért inkább a foszfor vegyületeket hasznosítanak.

„Ez a kutatás bizonyos értelemben választ ad arra, hogy hogyan tudnak a GFAJ-1 (és a hasonló baktériumok) megélni a nagyon magas arzén koncentráció mellett.” - mondja Tobias Erb és Julia Vorholt a Zürich-i Swiss Federal Institute of Technology munkatársai akik  társszerzői voltak annak a tanulmánynak amely kétségbe vonta az „arzén alapú életet.”

A kutatók megvizsgáltak ötféle foszfátkötő fehérjét -  amelyek olyan molekuláris úton kötődnek a foszfáthoz amely a sejtekben is előfordul – mindezt négyfajta baktériumban. Két baktériumfaj érzékeny volt az arzenátra, kettő pedig rezisztens. Annak ellenőrzésére hogy ezek a fehérjék megkülönböztetik-e a foszfátot az arzenáttól, a kutatók olyan oldatba tették őket 24 órára, amelyben különböző koncentrációjú arzenát és foszfát volt, majd ezután elemezték, hogy mely molekulák kötődtek a fehérjékhez.

A „megkülönböztetés” elromlott, amikor a fehérjék 50%-a végül kötött arzenátot.-  jelezve, hogy a megkülönböztetésre való képesség túlterhelődött. Még azokban az oldatokban is ahol 500:1 arányban több arzenát volt mint foszfát, mind az öt fehérje képes volt a foszfát kötődését előnyben részesíteni. A periplazmatikus foszfátkötő fehérje, amely a Mono Lake-i GFAJ-1 baktériumból származott,  4500-szoros arzenát felesleg esetén is különbséget tudott tenni  foszfát és arzenát között, sőt, ezt a fehérjét kódoló gén nagy mennyiségben expresszálódott alacsony foszfát tartalmú környezetben is.

A Pseudomonas fluorescens nevű baktériumból származó foszfátkötő fehérje részletes struktúrája azt mutatta, hogy az arzenát molekula amely egy kissé nagyobb mint a foszfát, torzítja és gyengíti a hidrogénkötéseket az aszparaginsavban.  A kutatók azt is megállapították, hogy a fehérje egy mutáns változata, amelyben ez a kötés megváltozik, kevésbé volt képes megkülönböztetni a foszfátot az arzenáttól.


A foszfát normál szögben kötődik(felső ábra), P. fluorescens-ben, amikor az arzenát kötődik,
a kötés szöge eltér a normális 180°-tól.

 

Tawfik azt mondja, hogy megdöbbent, hogy milyen érzékenyek voltak a fehérjék abban, hogy megkülönböztessék az esszenciális foszfátot a halálos arzenáttól. Ez nem jelenti azt, hogy az arzenát nem jut be a baktériumokba - mutat rá - ez csak azt jelenti, hogy ez a baktérium elegendő foszfát mellett fejlődik, szinte bármilyen körülmény között.

Tawfik úgy véli, hogy ez az a mechanizmus amely lehetővé teszi a GFAJ-1 számára, hogy túlélje az arzéndús környezetet. „Az „arzén-szörny” GFAJ-1 hatalmas erőfeszítést tesz, „még nagyobbat mint egyéb életformák” az arzenát elkerülése érdekében.” - mondja Wolfgang Nitschke a Mediterranean Institute of Microbiology kutatója, azon megjegyzés társszerzője amely megkérdőjelezte a következtetést,  hogy a GFAJ-1 a foszfátot arzenáttal helyettesíti. „Ez egyértelműen jelzi, hogy az élet nem szereti az arzenátot a citoplazmában.”

Felisa Wolfe-Simon a vezető szerzője az eredeti, Science-ben megjelent tanulmánynak, és aki most a kaliforniai Lawrence Berkeley National Laboratory munkatársa azt mondja hogy az új tanulmány „képviseli azt a fajta gondos vizsgálatot, amely segíti a kutatóközösséget”. Ugyanakkor arra is rámutat, hogy ez a munka „ nem szükségszerűen zár ki egy egészen újszerű mechanizmust” az arzenát bekerülését a sejtbe” Még mindig számos, érdekes nyitott kérdés van, amelyek megfejtésre várnak.”

Forrás: Scientific American, Nature 1, Nature 2, C&EN, Kép


2012. október 12.

Papdiné Morovicz Andrea


Cikk ajánlása » email:
Hozzászólás írása
Hozzászólás
 

Értékelések száma: 6, Cikk értéke (1-10):


Értékelje ezt a cikket! 


Hirdetés
Email cím:
Jelszó:

Regisztráció »
Elfelejtett jelszó »
Portálunk oldalai megfelelnek az egészségügyi információk megbízhatóságát és hitelességét garantáló HONcode előírásainak. Ezt: itt ellenőrizheti
Portálunk oldalai megfelelnek az egészségügyi információk megbízhatóságát és hitelességét garantáló HONcode előírásainak. Ezt:
itt ellenőrizheti
.
Oldal ajánlása (email):
Az ajánlót küldi (név):
Hirdetés