Астробиологическое открытие NASA

[Fredagar]

О значении для астробиологии:

Many science-fiction writers have proposed life-forms that use alternate elemental building blocks, often silicon instead of carbon, but this marks the first known case in a real organism.

Многие писатели-фантасты придумывали формы жизни, которые состояли из строительных блоков на иной элементной основе, частенько с кремнием вместо углерода, но здесь мы встречаем первый подобный случай с реальным организмом.

[Turist_40rus]

Правда, действительно ли мышьяк полностью заменяет фосфор в ДНК, остаётся пока неясным.

Если судить по фразе:
***********************************
The amounts of arsenate detected were similar to those expected of phosphate in normal cell biochemistry, suggesting that the compound was being used in the same way by the cell.
***********************************
при необходимости может заменить практически полностью.

Да уж - "при необходимости" хорошо сказано.  Я тоже,  далеко не в совершенстве зная английский язык, пробежав статью так и  не усек главного: мышьяк заменяет фосфор именно в молекуле ДНК (тогда ее, правда, уже надо не ДНК называть)? Если так – то открытие по сути, указывает на то, что в неживой природе существует (-овал) механизм самосинтеза самовоспроизводящихся молекул (ДНК подобных), то есть все разговоры о том, что вероятность случайного появления таковой самовоспризводящейся полимерной молекулы стремиться к нулю надо отбросить.

[Fredagar]

When the researchers added radio-labelled arsenate to the solution to track its distribution, they found that arsenic was present in the cellular fractions containing the bacterium's proteins, lipids and metabolites such as ATP and glucose, as well as in the nucleic acids that made up its DNA and RNA. The amounts of arsenate detected were similar to those expected of phosphate in normal cell biochemistry, suggesting that the compound was being used in the same way by the cell.

Когда исследователи добавили в раствор меченные атомы мышьяка, чтобы отследить его распределение, они обнаружили, что мышьяк был представлен как в клеточных фракциях, содержащих бактериальные белки, жиры и такие метаболиты как АТФ и глюкоза, так и в ядерных кислотах, составляющих ДНК и РНК бактерии. Количества найденных соединений мышьяка схожи с ожидаемыми соединений фосфора при нормальной клеточной биохимии, что позволяет предполагать тот же самый способ усвоения клеткой питательного состава (с мышьяком).

Однако требуются дополнительные исследования. "Работы на 30 лет вперёд".

[Zerosu]

Про мышьяк на русском http://www.rian.ru/science/20101203/303784577.html

Проголосовал за Титан.

[Golossvyshe]

Да уж - "при необходимости" хорошо сказано.  Я тоже,  далеко не в совершенстве зная английский язык, пробежав статью так и  не усек главного: мышьяк заменяет фосфор именно в молекуле ДНК (тогда ее, правда, уже надо не ДНК называть)? Если так – то открытие по сути, указывает на то, что в неживой природе существует (-овал) механизм самосинтеза самовоспроизводящихся молекул (ДНК подобных), то есть все разговоры о том, что вероятность случайного появления таковой самовоспризводящейся полимерной молекулы стремиться к нулю надо отбросить.

Стронций при его наличии легко усваивается костной тканью вместо более доступного кальция. Вообще тяжёлые элементы очень охотно встраиваются в белки и т. д., нередко выводя их из строя. Бактерии, обладая огромной приспособляемостью, попав в среду, содержащую мышьяк, путём отбора не только приобрели свойство жить в токсичной среде, но и ту среду использовать. Вон в нефтяных пластах живут бактерии, и в сероводородных источниках. Искусственно выведены бактерии, питающиеся диоксинами и гидразином.

В чём величие открытия-то?

[Turist_40rus]

В чем величие открытия-то?

В том, что у всех известных на земле организмов – от баобаба до вируса – носитель генетической информации – молекула ДНК, кодирующая всю программу устройства и развития организма – состоит из цепочек четырех стандартных кирпичиков – нуклеотидов, и то отличающихся только азотистыми основаниями. До сих пор еще никому даже в лаборатории (НЯЗ) не удалось встроить в ДНК чужие атомы, а уж чтобы они случайно встроились и молекула продолжала работать – невероятно, с учетом механизма репликации (да еще там сложное строение - фосфор входит в радикал фосфорной кислоты, а уже он является частью любого нуклеотида). У некоторых вирусов информация кодируется на РНК, но суть от этого не меняется – строение ее также стандартно у всех, и одна молекула «собирается» на другой (обычно РНК на ДНК) Отсюда напрашивается логический вывод – молекула ДНК образовалась один-единственный раз – случайно (один шанс из квадрильона) или была создана Богом (хотя кто его создал - ?) неважно. То есть, если так – то жизнь во Вселенной вполне может быть уникальна. А вот если найдутся ДНК-подобные молекулы, состоящие из других «кирпичиков» - то выходит, что вероятность их самоообразования не равна нулю. "один разь - случайность, два - совпадение, три - статистика"  Конечно, круче было бы, чтоб не один атом был иным,  группы атомов скажем, чтоб не было подозрений в предложенной вами схеме (встраивании мышьяка в ходе эволюции в ту же одну-единственную на весь мир по схеме ДНК). Здесь они есть - но даже и так это очень крупное открытие. Если, конечно, действительно мышьяк входит в ДНК и та при этом воспроизводится, что требует еще перепроверки.

ЗЫ. Сори за прописные истины  и школьные сведения

[Turist_40rus]

Кстати, обнаружение и изучение марсианской (европеанская) жизни   принципиально важно,   даже и в мировоззренческом плане, именно  механизмом  репликации генетической информации - в основе его ДНК или нет? Если на ЗЕмле будут найдены другие самовоспроизводящиеся молекулы - ИМХО, интерес к биологическим миссиям на Марс  резко упадет.

[Combinator]

Когда исследователи добавили в раствор меченные атомы мышьяка, чтобы отследить его распределение, они обнаружили, что мышьяк был представлен как в клеточных фракциях, содержащих бактериальные белки, жиры и такие метаболиты как АТФ и глюкоза, так и в ядерных кислотах, составляющих ДНК и РНК бактерии. Количества найденных соединений мышьяка схожи с ожидаемыми соединений фосфора при нормальной клеточной биохимии, что позволяет предполагать тот же самый способ усвоения клеткой питательного состава (с мышьяком).

Однако требуются дополнительные исследования. "Работы на 30 лет вперёд".

Всё таки не в "ядерных кислотах" а в "нуклеиновых кислотах".
 

[Golossvyshe]

В чем величие открытия-то?

В том, что у всех известных на земле организмов – от баобаба до вируса – носитель генетической информации – молекула ДНК, кодирующая всю программу устройства и развития организма – состоит из цепочек четырех стандартных кирпичиков – нуклеотидов, и то отличающихся только азотистыми основаниями. До сих пор еще никому даже в лаборатории (НЯЗ) не удалось встроить в ДНК чужие атомы, а уж чтобы они случайно встроились и молекула продолжала работать – невероятно, с учетом механизма репликации (да еще там сложное строение - фосфор входит в радикал фосфорной кислоты, а уже он является частью любого нуклеотида). У некоторых вирусов информация кодируется на РНК, но суть от этого не меняется – строение ее также стандартно у всех, и одна молекула «собирается» на другой (обычно РНК на ДНК) Отсюда напрашивается логический вывод – молекула ДНК образовалась один-единственный раз – случайно (один шанс из квадрильона) или была создана Богом (хотя кто его создал - ?) неважно. То есть, если так – то жизнь во Вселенной вполне может быть уникальна. А вот если найдутся ДНК-подобные молекулы, состоящие из других «кирпичиков» - то выходит, что вероятность их самоообразования не равна нулю. "один разь - случайность, два - совпадение, три - статистика"  Конечно, круче было бы, чтоб не один атом был иным,  группы атомов скажем, чтоб не было подозрений в предложенной вами схеме (встраивании мышьяка в ходе эволюции в ту же одну-единственную на весь мир по схеме ДНК). Здесь они есть - но даже и так это очень крупное открытие. Если, конечно, действительно мышьяк входит в ДНК и та при этом воспроизводится, что требует еще перепроверки.

ЗЫ. Сори за прописные истины  и школьные сведения

Ну вот смотрите - у ряда моллюсков в гемолимфе имеется дыхательный пигмент гемоцианин, содержащий медь вместо железа. Но медь гораздо менее доступный элемент, чем железо, поэтому организмы с гемоглобином куда более распростанены. Причём для работоспособности обоих дыхательных ферментов требуется весьма сильная модификация белковой аминокислотной цепочки. Если просто заменить атом железа в гемоглобине медью, он перестанет переносить кислород (обратное тоже верно, с гемоцианином) Имеется ещё более экзотический дыхательный фермент у некоторых асцидий, там вообще используется ванадий. При этом, естественно, в ДНК тех организмов имеется полная "техдокументация" на соответствующие белки.
Значит ли это, что Бог создал три варианта, на всякий пожарный - какой выживет? Ну очень крутой генный инженер он выходит. 

p.s. Вероятно, эти чудо-бактерии вполне можно воспроизвести в лаборатории. Обычным методом, каким вырабатывается резистентность к антибиотикам. Наливать в чашку Петри мышьяк в концентрации, близкой к порогу токсичности. И с каждым пассажем концентрацию чуть увеличивать. Спустя какое-то время мышьяк станет необходим тем бактериям, а фосфор наоборот, токсичен.  Процесс пойдёт быстрее, если увеличить чашку Петри до размеров озера - база для отбора несравнимо шире получится.

[dims]

Я не понял, у неё в ДНК тоже мышьяк вместо фосфора? Это, получается же тогда -- ДРУГОЙ ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД. Действительно -- инопланетное существо! Действительно -- никогда прежде ничего подобного не находили!

Открытие сравнимо с открытием мамонтов или камней, падающих с неба, нобелевского уровня!

[dims]

Похоже, они утверждают именно это!

Что ж, в таком случае, это не чёрная дыра в 50 млн. св. лет, а это эквивалентно открытию тёмной материи или бозона Хиггса! Очень круто!

[L_Pt]

Я не понял, у неё в ДНК тоже мышьяк вместо фосфора? Это, получается же тогда -- ДРУГОЙ ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД. Действительно -- инопланетное существо! Действительно -- никогда прежде ничего подобного не находили!

Открытие сравнимо с открытием мамонтов или камней, падающих с неба, нобелевского уровня!

Какой еще другой генетический код? Нуклеотиды то те же самые. Просто в остове связь между сахарами может обеспечивает не только группа PO₄, но и ее почти полный аналог AsO₄.
Это «почти» весьма губительно для большинства организмов, так как анион мышьяковой кислоты нарушает работу серосодержащих ферментов и нарушает проницаемость мембран. Данные бактерии как-то это обошли.

[BK]

Цитата из  http://www.rian.ru/science/20101203/303784577.html

"Вольф-Саймон и ее коллеги обнаружили в донных отложениях соленого озера Моно на севере Калифорнии бактерию из семейства Halomonadaceae, живущую в условиях дефицита фосфора и высокой концентрации мышьяка. В лаборатории, путем постепенного увеличения содержания мышьяка в питательной среде, ученым удалось добиться того, что эти бактерии, получившие обозначение GFAJ-1, полностью заменили в своем организме фосфор на мышьяк. При этом все биологические процессы у них протекали совершенно нормально."

Golossvyshe прав, тем более, что и в других местах ( не только в озере Моно) существуют биоценозы с достаточно высоким, до 10-12 мг/л, концентрациями мышъяка. Т.е. бактерии из таких мест уже изначально адаптированы к мышъяку. Просто, до американцев никто не исследовал метаболизм у бактерий из таких источников.

[Combinator]

Между прочим, мышьяк, это уже второй элемент из следующего ряда таблицы Менделеева, который, оказывается, может полностью или частично использоваться вместо ныне "основного". Первым был селен. Тенеденция, однако.


 

[Павел Кирпиченко]

Между прочим, мышьяк, это уже второй элемент из следующего ряда таблицы Менделеева, который, оказывается, может полностью или частично использоваться вместо ныне "основного". Первым был селен. Тенеденция, однако.

В фильме "Эволюция" с Дэвидом Духовны в главной роли, на этом моменте заостряется внимание...

[Combinator]

Между прочим, мышьяк, это уже второй элемент из следующего ряда таблицы Менделеева, который, оказывается, может полностью или частично использоваться вместо ныне "основного". Первым был селен. Тенеденция, однако.

В фильме "Эволюция" с Дэвидом Духовны в главной роли, на этом моменте заостряется внимание...

Эх, где-бы его качнуть...

[Borislаv]

Между прочим, мышьяк, это уже второй элемент из следующего ряда таблицы Менделеева, который, оказывается, может полностью или частично использоваться вместо ныне "основного". Первым был селен. Тенеденция, однако.

Они акцентируют внимание, что есть только 6 ключевых элементов необходимых для жизни. Селен в это число не входит.

http://www.nasa.gov/topics/universe/features/astrobiology_toxic_chemical.html

Carbon, hydrogen, nitrogen, oxygen, phosphorus and sulfur are the six basic building blocks of all known forms of life on Earth.

Углерод, водород, азот, кислород, фосфор и сера.

[Okub62]

Селен химически напоминает серу, мышьяк - фосфор. Может при избытке одного элемента и недостатке другого в конкретномЮ в результате отбора  и эволюции появляются организмы, использующие эти аналоги.

[Borislаv]

Понял, спасибо. А где написано про сера-селен замену? Ссылка есть?

[Fredagar]

Всё таки не в "ядерных кислотах" а в "нуклеиновых кислотах".

Да, конечно.