Tekil Mesaj gösterimi
Alt 20. April 2011, 10:40 AM   #1
Derin Düşünce
Uzman Üye
 
Derin Düşünce - ait Kullanıcı Resmi (Avatar)
 
Üyelik tarihi: Feb 2011
Bulunduğu yer: Bursa
Mesajlar: 120
Tesekkür: 413
79 Mesajina 268 Tesekkür Aldi
Tecrübe Puanı: 24
Derin Düşünce has much to be proud ofDerin Düşünce has much to be proud ofDerin Düşünce has much to be proud ofDerin Düşünce has much to be proud ofDerin Düşünce has much to be proud ofDerin Düşünce has much to be proud ofDerin Düşünce has much to be proud ofDerin Düşünce has much to be proud of
Lightbulb Hücrelerinde Arsenik kullanan bakteriler, yasamın kimyasını yeniden tanımlayabilirmi?


Kaliforniya’ nın arsenik dolu gölünde bulunan bir bakteri türü, bilim insanlarını yaşayan organizmaların biyokimyalarını yeniden tanımlamaya itiyor. Bu bakteri türünün bazı temel hücresel mekanizmalarında fosfor yerine arseniği kullandığı görülmekte.

Bilim insanları yaşayan tüm canlıların fonksiyonlarını gerçekleştirebilmeleri için fosforla birlikte hidrojen, oksijen, karbon, nitrojen ve sülfür gibi temel elementlerin bulunması gerektiğini kabul etmektedirler. Fosfat iyonu, PO43-, hücrelerde değişik esansiyel roller oynamaktadır: DNA ve RNA’ nın yapısını korur, lipitlerle birlikte hücre membranlarının yapısında rol oynar ve hücre içindeki enerji taşınımını adenozin trifosfat (ATP) yapısı boyunca gerçekleştirir.

Fakat, jeomikrobiyolog ve NASA astrobiyoloji araştırma üyesi olan Felisa Wolfe-Simon ve ekibi Science dergisinde yayınlanan makalelerinde Halomonadaceae ailesine ait GFAJ-1 soyu bakterilerin fosfor yerine arsenik kullanabildiklerini ileri sürmüş. Bu durum karşısında, Santa Barbara, Kaliforniya Üniversitesinden jeomikrobiyolog olan David Valentine ise elde edilen bu bulgular doğrultusunda fosforun olanaklar dahilinde yaşam için gerekli elementler listesinden silinebileceğini belirtmekte.


Birçok bilim kurgu yazarı eserlerinde karbon yerine silikon kullanan değişik yaşam formları ileri sürmüşlerdir, fakat bu çalışmanın bulguları gerçek bir organizmada ilk defa görülen bir durum olmaktadır. Arsenik periyodik tabloda fosforun hemen altında yer almakta ve bu iki element kimyasal reaksiyonlarda benzer bir rol oynayabilmektedirler. Örneğin, arsenat iyonu, AsO43-, aynı tetrahedral yapıya sahip olup fosfat gibi bağlanma bölgelerine sahiptir. Fosfatın taşıma mekanizmasıyla hücre içerisine alınmasından dolayı birbirlerine çok benzer olup, arseniğin birçok organizmadaki yoğun zehir etkisine katkıda bulunmaktadır.

Fosfor yerine Arsenik

Wolfe Simon, arseniğin toksik etkisine rağmen bu iki element arasındaki benzerlikleri de göz önüne alarak, arseniğin hücre içerisinde fosforun görevlerini üstlenebileceğini ileri sürmüş. Arseniğe dirençli olup aynı zamanda bu elementi kendi biyolojik fonksiyonlarında da kullanabilen organizma arayışları Wolfe Simon’ u Doğu Kaliforniya’ daki Mono Gölü’ ne götürmüş. 180 km2 büyüklüğündeki göl, son derece yüksek arsenik konsantrasyonuna sahip olup, içerdiği arsenik ise yakınındaki dağlardan yağmurla göle karışan minerallerden kaynaklanmakta.

Wolfe Simon ve ekibi gölden topladıkları çamur örneklerini fosfattan yoksun olan fakat yüksek arsenat içeren yapay bir tuz ortamına aktarmışlar. Çözeltide bulunan fosfatlar ortamdan tamamen uzaklaştırılarak yerine arsenat ilave edilmiş. Daha sonra da karışımdaki bir bakteri türünün diğerlerinden daha hızlı büyüdüğü gözlenmiş.


Araştırmacılar bu bakteri türünü izole ederek, bu türün arsenat içeren ortamda fosfat içeren ortama oranla %60 daha hızlı büyüdüğünü gözlemlemişler. Kültür ortamı arsenat ve fosfattan yoksun bırakıldığında ise hiçbir bakteri türünün büyümediği gözlenmiş.

Araştırmacılar arseniğin dağılımını izlemek için çözelti içerisine radyoaktif işaretli arsenat eklediklerinde, ATP ve glikoz gibi bakterinin protein, yağ ve metabolitlerini içeren hücresel bölümlerinde bulunduğu görülmüş.

Araştırma ekibi bakteri DNA’ sının arsenat içerip içermediğini araştırmak için iki farklı kütle spektrometre tekniğinden yararlanmışlar. Sonuç olarak da bu bakterilerin DNA yapısında fosfat yerine arseniğin bulunduğuna dair bulgular elde etmişler. Ayrıca lazer benzeri X – ışını kullanılarak, arseniğin önce arsenat formuna dönüştüğü, daha sonra da karbon ve oksijen ile bir bileşik oluşturduğu görülmüş.

Wolfe Simon, çalışma bulgularından yola çıkarak arseniğin oldukça güçlü bir şekilde fosfor ile yer değiştirdiğini ve bu durumu Halomonadaceae ailesinden GFAJ-1 soyu bakterileri yapabiliyorsa diğerlerinin de yapabileceğini vurgulamış.


Cevap Bekleyen Sorular…

NASA’ nın astrobiyoloji programının başındaki Mary Voytek, sonuçların ikna edici olduğunu, ancak kanıtların yeterli olmadığını ileri sürmekte.

Florida Uluslararası Üniversitesinden biyokimyager olarak görev yapan Barrry Rosen’ da aynı fikirde olup, arseniğin gerçekten DNA’ nın yapısında olduğu gösterildiği takdirde çok ilginç olabileceğini belirtmiş. Ayrıca, fosfat yerine arsenat kullanıldığında, fosfatın rol aldığı diğer biyolojik reaksiyonlarda arsenatın oynayacağı rolün nasıl olacağının da araştırılmasını belirtmekte. Örneğin, ATP’ de fosfat yerine arsenat bulunduğunda, hücredeki enerji transfer reaksiyonları eskisi gibi etkili olabilecek mi? Arsenatın glikoza bağlandığı metabolik yollar nasıl olacak? Arsenat, fosfat gibi protein gruplarına bağlandığında proteinlerin fonksiyonlarını değiştirebilecek mi?

Wolfe-Simon ve ekibi de daha çözülmesi gereken birçok problemin olduğunu belirtmekteler. İlk olarak, bu bakteri türünün ve diğer bakteri türlerinin doğal koşullarda da fosfat yerine arsenik kullanıp kullanmayacaklarını araştırıp, yakın zamanda bu bakteri türünün genomunun dizi analizinin yapılacağını da planlanmaktalar.



Kaynaklar:


http://www.nature.com/news/2010/1012....2010.645.html

http://www.sciencenews.org/view/gene...s_with_arsenic

http://www.sciencemag.org/content/ea...cience.1197258 (Makalenin tam metni)

http://www.biyoportal.com/portal/hab...ilecek-mi.html
__________________
Rabbim! ilmimizi, anlayışımızı, imanımızi ve sıdk üzere yakinimizi çoğalt! Rabbim! gerçeğe erdirdikten sonra kalplerimizi o gerçekten saptırma; bize indinden rahmet bağışla; kesinlikle sen sonsuz bağışlarda bulunansın. Rabbim! Dünyada ve ahirette sen bizim velimizsin. Bizim canımızi müslüman olarak al ve bizi iyilere kat. Rabbim! Ayrılığa düştükleri şeyler konusunda kulların arasında en iyi sen hükmedersin. Rabbimiz bizi, suan üzerinde bulundugumuzdan daha doğru olana ulaştır.
Derin Düşünce isimli Üye şimdilik offline konumundadır   Alıntı ile Cevapla
Derin Düşünce Adli üyeye bu mesaji için Tesekkür Eden 6 Kisi:
Anonymous (20. April 2011), dost1 (20. April 2011), hiiic (20. April 2011), Miralay (20. April 2011), yeşil (16. January 2012)