Arsénio [As] é um análogo químico do fósforo [P], que se encontra diretamente abaixo do P na tabela periódica (ou seja, no mesmo grupo). O arsênio possui um raio atômico similar, assim como eletronegatividade quase idêntica a de P (ver referência 5). A forma mais comum de P em Biologia é o íon fosfato [PO4](3-), que se comporta de forma semelhante ao ânion arseniato [AsO4](3-) acima da faixa de pH de interesse biológico e gradientes redox (6). A similaridade físico-química entre [AsO4](3-) e [PO4](3-), contribui para a toxicidade biológica do [AsO4](3-) porque as vias metabólicas destinados ao [PO4](3-) não podem distinguir entre as duas moléculas (ver referência 7) e o arseniato pode ser incorporado em alguns dos primeiros passos destas vias (ver referência 6 e outras nesta contida). No entanto, acredita-se que processos metabólicos posteriores não são geralmente compatíveis com a incorporação de moléculas As-, devido às diferenças na reatividade de P- e compostos As- (ver referência 8). Estas vias bioquímicas posteriores podem exigir mais metabólitos quimicamente estáveis baseados em P-; (...). No entanto, dadas as semelhanças de As e P, e por analogia com vestígios de substituições de elementos, nós supomos que [AsO4](3-) poderia ser especificamente um substituto para [PO4](3-) em um organismo possuidor de mecanismos para lidar com a instabilidade inerente de compostos [AsO4](3-) (ver referência 6). Aqui, nós testamos experimentalmente esta hipótese usando [AsO4](3-), sem adição de [PO4](3-), para selecionar e isolar um micróbio capaz de realizar esta substituição.
Fonte: A Bacterium That Can Grow by Using Arsenic Instead of Phosphorus (artigo Science) em: http://www.sciencemag.org/content/early/2010/12/01/science.1197258
Completo em: http://www.wikiupload.com/Wr7K5HmE (não precisa esperar, é só clicar em Download this file)
O interessante aqui não é se as bactérias “comem” arsênio (isto já foi visto antes em outra descoberta com bactérias. A própria determinação da proibição do arsênio em diversos produtos se deu por conta de um ser vivo que o “comia” – antes, o papel de parede de cor verde era conseguido com o auxílio do arsênio e fungos que viviam posteriormente neste papel eliminavam arsênio no ar; isto matou algumas pessoas que estavam muito felizes com a decoração de suas casas).
O arseniato pode substituir o fosfato inorgânico no passo da glicólise que produz 1,3-bisfosfoglicerato, produzindo antes 1-arseno-3-fosfoglicerato. Esta molécula é instável e é rapidamente hidrolisada, formando o próximo intermédio do processo, 3-fosfoglicerato. Assim, a glicólise ocorre, mas a molécula de ATP que seria gerada a partir de 1,3-bisfosfoglicerato perde-se - o arseniato é um desacoplador da glicólise, o que explica a sua toxicidade. E, aí podemos verificar algo de interessante:
a possível existência de um organismo possuidor de mecanismos para lidar com a instabilidade inerente de compostos de [AsO4](3-), vivendo sem nenhum [PO4](3-). Isto é um dos pontos questionados por muitos estudiosos do assunto. Outro fato interessante é o arsênio ir parar no DNA (alguns estudiosos questionam isto devido principalmente à diferença de eletronegatividade dos elementos), no lugar do fósforo.
Vendo a figura, constatamos que o arsênio pode entrar no lugar do fósforo no chamado esqueleto de açúcar-fosfato do DNA/RNA (fosfato + pentose desoxirribose/ribose) devido à substituição por similaridade defendida no artigo. Mas as bases nitrogenadas da bactéria em questão, provavelmente, são as mesmas (guanina, timina, adenina, citosina e talvez uracila); uma vez que não há fosfato aí para ser substituído (tais bases são formadas de N, C e H – constituindo-se em diferentes moléculas). Se a substituição foi possível, podemos supor que a vida pode surgir em ambientes contendo elementos diferentes dos que pensávamos antes. Acho difícil substituir o nitrogênio, o carbono, o hidrogênio e o enxofre (a exemplo do fósforo); estas são consideradas as substâncias fundamentais para a existência da vida (mais o fósforo ou agora o arsênio). Algo muito diferente destes elementos trariam formas de vidas totalmente inesperadas (com algo muito diferente do DNA que conhecemos), se possível.
Então, pela própria característica de possuir DNA, onde houve apenas a substituição de um elemento estrutural, podemos concluir que esta bactéria pode somente ter se adaptado ao arsênio (incorporando arsênio e possuindo mecanismos para lidar com a instabilidade inerente de compostos de arseniato). E, provavelmente, descende da(s) primeira(s) forma(s) de vida que teria(m) originado os outros seres vivos conhecidos.
Ou seja, o fato de possuir arsênio no DNA não é suficiente para determinar uma origem diferente da nossa. Não é suficiente para podermos afirmar que a vida na Terra começou mais de uma vez...
