crecimiento con arsenico

C, H, N, O, S y P
Ácidos nucléicos, proteínas, y lípidos
– El intercambio de uno de los principales bioelementos pueden tener
gran importancia evolutiva y geoquímica, pudiendo desentrañar una
basequímica de la vida desconocida.
• GFAJ-1 (Halomonadaceae) aislada del Lago Mono (California);
hipersalino, alcalino y con [As] promedio de 200 uM.
– Gammaproteobacteria extremófila de ambientessalinos.
– Usa AsO4
3- (Arseniato) en lugar de PO4
3- (fofato) por similitud en el
radio iónico y electronegatividad, incorporándolo a sus biomoléculas.
– Toxicidad de As que compite con el P enlas rutas metabólicas, ya que
las enzimas no son capaces de distinguir entre As y P.

Cultivo aislado de GFAJ-1, en medio aeróbico, pH 9,8 con glucosa 10 mM,
vitaminas y metales traza. Sin PO4
3-añadido y aumento progresivo de
AsO4
3- de 100 uM a 5 mM (en 5mM aumentaron con una tasa de crecimiento de 0,1 u
al día).
+As/-P
40mM de AsO4
3-
• Diseño experimental: -As/+P
1,5mM de PO4
3--As/-P
no se observó crecimiento
A: Curva de crecimiento de GFAJ-1 por densidad óptica B: número de células en los cultivos
Cuando se cultiva +As/-P , P intracelular es 96.5% menor que para -As / +P.
- Y muy por debajo del 1 al 3% en peso seco necesaria para apoyar el
crecimiento de una bacteria heterotrófica típica.

Para determinar si GFAJ-1 estaba tomando AsO4
3- a partir del
medio, semidió el contenido intracelular.
• La baja [P] intracelular en relación con la alta [As] intracelular
se confirmó a través de diferentes pruebas.

Sólo ~ 4 % del P total intracelular se asociacon el genoma; la
fracción de P asociado con ARN es muy pequeña.
- El 96 % de P está en lípidos y proteínas. Si AsO4
3 está
sustituyendo a PO4
3- en el ADN, entonces podemos suponer
que el As
AsO4
3 (análogo a P
PO4
3- ) intracelular se
repartirá entre las diferentes biomoléculas y procesos donde
intervenga el P.
- Comprobación: Se utilizó 73AsO4
3 – (radiomarcado) para
obtener...