Arseniato

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¿Viviendo con el enemigo?
Explicación, análisis y proyección
del hallazgo de la NASA

Por Cesar Tomé López
Licenciado en Ciencias Químicas (Universidad de Granada 1989)
Master en Neurociencia y Biología del comportamiento (Universidad Pablo de Olavide, de Sevilla 2006).

Una cepa de bacteria aislada a partir de muestras de un lago salado californiano puede crecer en un medio rico enarsénico, aparentemente usándolo en lugar del fósforo en su ADN y en otras biomoléculas importantes. El descubrimiento, que fue dado a conocer ayer en una rueda de prensa de la NASA y aparece publicado en la web de la revista Science, pone en duda algo que todos hemos aprendido alguna vez en el colegio, a saber, que el fósforo es esencial para la vida en la Tierra. También amplía el rango de lugares enlos que tendrá sentido buscar organismos extraterrestres.

Reflexionemos un momento sobre lo sorprendente que es el descubrimiento en sí antes de explorar sus implicaciones.

Los seres vivos, se pensaba hasta ahora, están compuestos en su mayor parte de carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre. El resto son los llamados oligoelementos: hierro, molibdeno, yodo, zinc, manganeso,etc. Si tienes un complejo vitamínico en casa, lee el prospecto, verás que lleva un montón de estos elementos complementarios pero esenciales. El que no encontrarás es el arsénico. El arsénico es uno de los pocos elementos que se consideran solamente tóxicos (los demás lo son dependiendo de la dosis) y que no tiene ningún papel en el metabolismo.

La tabla periódica que construyó Mendeleev sebasaba, no en estructuras electrónicas, sino en propiedades químicas de los elementos. Así, elementos de la misma columna tienen químicas parecidas. El arsénico, que aparece debajo del fósforo en la tabla, tiene por tanto una química parecida, pero no igual, a la del fósforo. A diferencia de las moléculas basadas en fósforo relativamente estables, los compuestos de arsénico son muy inestables. Dondea un compuesto de fósforo le puede llevar años, décadas o incluso milenios descomponerse, la velocidad de hidrólisis (rotura en presencia de agua) de los compuestos de arsénico se mide habitualmente en minutos, si no segundos.

Es esta combinación de similitud con el fósforo e inestabilidad la que explica en parte por qué el arsénico es tan tóxico. El cuerpo puede no ser capaz de distinguirentre el fosfato, la forma más común del fósforo en el organismo, y su equivalente para el arsénico, el arseniato. De esta manera el arseniato se incorpora a rutas metabólicas que usan normalmente fosfato, haciendo que los procesos aguas abajo terminen fallando o no funcionando adecuadamente porque las moléculas de arseniato se descomponen demasiado rápidamente.

Según los autores del artículo deScience existiría al menos un organismo en la Tierra que habría solucionado este problema. Intentemos ser precisos ahora. Lo que los investigadores encabezados por Felisa Wolfe-Simon han encontrado en unas muestras tomadas en el Lago Mono, un lago salado que contiene grandes concentraciones de arsénico disuelto, es una bacteria, la cepa GEFAJ-1 de la Halomonadaceae, que puede crecer cuando se lacultiva en presencia de arsénico, pero sólo con trazas de fósforo. Si se cambiaban las condiciones a alto contenido en arsénico, la bacteria no crecía tan bien como cuando el fósforo estaba disponible abundantemente, pero crecía significativamente más que cuando no había ni fósforo ni arsénico disponibles. Estos datos podrían indicar que la bacteria usa el arsénico.

El decir que la bacteria usael arsénico es una hipótesis. Para comprobarla (parcialmente, como vemos a continuación) hay que averiguar a qué lugares de la célula va el arsénico. Para ello los investigadores repitieron los cultivos pero usando ahora arsénico (realmente arseniato) radioactivo. De esta manera localizaron presencia de arsénico en partes de la célula que contienen proteínas, metabolitos, lípidos, y ácidos...
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