Рейтинг@Mail.ru
Главная » Наука и технологии » Жизнь на других планетах возможна: учёные обнаружили бактерии с ДНК из мышьяка

Жизнь на других планетах возможна: учёные обнаружили бактерии с ДНК из мышьяка

DNA arsenicАстробиологии обнаружили в солёном озере в Калифорнии бактерии, которые способны использовать ядовитый мышьяк вместо фосфора, "встраивая" его даже в молекулы ДНК, это открытие может привести к пересмотру самих понятий "жизнь" и "живое" и расширить поле для поисков внеземной жизни. Об этом говорится в статье, опубликованной в журнале Science, передаёт РИА "Новости".

Жизнь всех живых существ на Земле - от бактерий и вирусов до человека - зависит от шести химических элементов: кислорода, углерода, водорода, азота, фосфора и серы. Другие элементы, в частности металлы, присутствуют в живых организмах в следовых количествах, хотя могут играть критически важную роль.

Биологи иногда сталкиваются с тем, что элементы второго ряда "подменяют" друг друга. Так, например, у некоторых моллюсков роль переносчика кислорода в крови играет не железо, а медь. Однако ранее учёным не было известно случаев, когда происходила бы замена одного из шести главных элементов - они представляют собой основу жизни, из них состоят все органические молекулы, в том числе белки, липиды, молекулы ДНК и РНК.

Авторы исследования, Фелиса Вольф-Саймон из астробиологического подразделения NASA и её коллеги, впервые представили доказательства того, что один из этих ключевых элементов - фосфор - может заменяться мышьяком по крайней мере у одного вида бактерий, обнаруженных ими в солёном озере на востоке Калифорнии.

Фосфор в форме фосфатов (солей фосфорной кислоты) образует основу нитей молекул ДНК и РНК, а также входит в состав "топлива" для живых организмов - аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ).

Мышьяк находится точно под фосфором в таблице Менделеева и очень похож на него по своим физико-химическим свойствам. Именно это сходство обуславливает его токсичность - организм не может отличить мышьяк от фосфора и "пропускает" его в процессы обмена веществ.

Вольф-Саймон и её коллеги изучали обитателей калифорнийского озера Моно, вода которого отличается высоким содержанием щелочей и солей, в том числе высокой концентрацией солей мышьяка.

Исследователи выращивали микроорганизмы, найденные в донных отложениях этого озера в специально подготовленной среде, в которой были все необходимые питательные вещества, но полностью отсутствовал фосфор. Кроме того, учёные постоянно "переселяли" бактерии в среду со всё более высокой концентрацией мышьяка, чтобы заставить их использовать его вместо фосфора.

Авторы исследования полагали, что вскоре все микроорганизмы в этой среде погибнут. Однако через некоторое время они обнаружили в экспериментальной среде вполне жизнеспособные организмы.

Исследование этой бактерии из семейства Halomonadaceae, получившей обозначение GFAJ-1, с помощью методов масс-спектрометрии показало, что мышьяк заменил фосфор в ДНК и других жизненно важных молекулах.

Таким образом впервые удалось обнаружить живой организм, в котором произошла замена одного из считавшихся абсолютно незаменимых "кирпичиков" жизни, что значительно расширяет рамки "дозволенного" для живых существ.

"Мышьяковые" бактерии будут хорошо себя чувствовать на Титане

Обнаруженные учёными бактерии, в составе которых роль фосфора играет мышьяк, могут неплохо чувствовать себя на холодных окраинах Солнечной системы, например, на спутниках Сатурна или Юпитера, считает почётный член Фонда прикладной молекулярной эволюции (США), финансирующего работы в области биохимии Стивен Беннер.

Комментируя эти результаты, Беннер отметил, что мышьяк по своим химическим свойствам во многом схож с фосфором, однако встраиваясь в структуру ДНК и РНК, он оказывается "слабым звеном". Образуемые им химические связи легко разрываются за счёт повышенной реакционной способности атома мышьяка.

"В то же самое время повышенная и реакционная способность мышьяка, негативно влияющая на стабильность биологических молекул при комнатной температуре, может оказаться полезной в том случае, если биологическая молекула должна выполнять свои функции при низких температурах, таких например, как на спутнике Сатурна Титане", - сказал Беннер, выступая на пресс-конференции в штаб-квартире NASA.

"Идея альтернативной биохимии для жизни является общим местом в научной фантастике. До сих пор жизненные формы, использующие мышьяк в качестве строительного материала были только теоретической конструкцией, однако теперь мы знаем, что такие формы жизни существуют", - отметил, комментируя исследование, Карл Пилчер (Carl Pilcher) директор Института астробиологии NASA.

Как отметила астробиолог NASA Памэла Конрад, это открытие заставит учёных в будущем вести поиск внеземных форм жизни гораздо шире, чем можно было представить.

Профессор Аризонского университета Джемс Элсер в ходе пресс-конференции отметил, что открытие группы Вольф-Саймон может иметь и прикладное значение. Например, подобные организмы могут быть использованы для производства энергии с помощью биологических систем. "Организмы или растения, которые могут быть использованы для этих целей и имеющие мышьяк в структуре своих биологических молекул вместо фосфора, не будут нуждаться в фосфорных удобрениях или других типах источников фосфора для своей жизнедеятельности. Это позволит обойти проблему сокращения запасов фосфорных минералов во всём мире, интенсивно разрабатываемых с целью получения фосфорных удобрений", - сказал Элсер.

Как отметил Беннер, пока что научное сообщество достаточно справедливо относится со скепсисом к открытию Вольф-Саймон, так как оно противоречит экспериментальному опыту и знаниям химиков. Оно нуждается в дополнительных экспериментах показывающих детальные химические механизмы встраивания мышьяка в структуру ДНК, степень замещения и другие параметры.

Отметим, недавно в атмосфере одного из спутников Сатурна обнаружили кислород. Вероятно, он образуется из-за разложения воды на составные части.

Источник: NEWSru.ua

Смотрите также:



ОтстойПлохоСреднякХорошоОтлично (1 голосов, средний: 5.00 из 5)
Loading ... Loading ...

Оставьте комментарий

:acute: :aggressive: :air_kiss: :bad: :biggrin: :blush: :boast: :crazy: :cray: :wall: :diablo: :beer: :gamer: :girl_blum: :girl_devil: :girl_witch: :write: :lol: :mega_shok: :music: :tongue: :afftar: :popcorn: :rtfm: :sorry: :to_babruysk: ;) :) :king: %) :unknw: