Autor: Ivan Pavićević (http://metabolizam.wordpress.com)
Dok čitam live update -ove, još uvek u stanju izuzetne euforije, mogu samo da konstatujem da će otkriće koje je večeras zvanično saopštila NASA biti najveća prekretnica u istoriji nauke 21. veka. Kada je krajem 1970-tih postavljena hipoteza o RNK molekulu kao nosiocu informacije u nekim virusima (retrovirusima) tada još uvek mlada nauka molekularna biologija je morala iz korena da promeni osnovnu dogmu oko koje je nastala, naime jednosmerni put života koji je prof. Krik definisao kao DNK → RNK → protein, je postao dvosmerna ulica u smislu RNK → DNK… Taj svojevrsni udar na „ego“ nauke je pokazao da svet nauke ne toleriše aroganciju, da je sve moguće ukoliko postoje validni naučni dokazi.
Zato je čini se osnovna struktura DNK sačinjena od purinskih i pirimidinskih baza koje kao lestvice stoje u jedinstvenoj spiralnoj umetničkoj kreaciji majke Prirode, povezane šećerom deoksiribozom, a ostaci šećera umreženi fosfatom, ostala otvoreno pitanje bar za astrobiologe koji su razmatrali šta se to u molekulu može promeniti, a da opet molekul bude i dalje funkcionalan.
Tokom 1980tih nastaje ideja da je arsen (As) dovoljno dobar kandidat da zameni fosfor u nekim biomolekulima. Nažalost nemam vremena sada da ispratim ceo istorijat te ideje, naposletku, ovaj tekst je o današnjem jedinstvenom otkriću, ali činjenica je da je ideja o „supstituciji“ biogenih elemenata veoma stara. Setimo se samo silikonskih oblika života u klasičnim SF pričama Isaka Asimova, Si koji je u periodnom sistemu u istoj grupi sa ugljenikom mogao bi hipotetički da zameni C. Ipak, zbog jedinstvenih hemijskih svojstava ugljenika, mogućnosti specifične hibridizacije molekulskih orbitala, organska jedinjenja sa ugljenikom su mnogo stabilnija od silikonskih analoga. O nekim drugim „supstitucijama“ biogenih elemenata možete pročitati na stranicama Vikipedije: http://en.wikipedia.org/wiki/Hypothetical_types_of_biochemistry
Na večerašnjoj konferenciji NASA je zvanično potvrdila da je otkrivena bakterija, koja je izolovana iz jezera Mono u Kaliforniji, koja može da zameni atome fosfora u kičmi DNK molekula atomima As i da takva As-DNK bude nosilac nasledne informacije. Ovo jedinstveno otkriće se po mnogo čemu izdvaja iz naučne svakodnevnice, prvo i najvažnije je da je time ova bakterija jedinstvena u živom svetu, a drugo da je pomenuta baktrija jedna potpuno nova nada da će uskoro biti otkriven prvi živi organizam van planete Zemlje. Bakterija je za sada pod šifrom GFAJ-1 (http://en.wikipedia.org/wiki/GFAJ-1) i još uvek nema jedinstveno binomno ime prema Lineu, ali je poznato da je ekstremofil iz familije Halomonadaceae dakle da je u pitanju familija iz Protobakterija koje su „uobičajene“ bakterije na našoj planeti.
Arsen je element koji se nalazi u 15. grupi i 4. periodi sistema elemenata, dakle odmah ispod fosfora u 15. grupi, opet dakle deli neke hemijske osobine sa fosforom. Ipak, arsen je snažan otrov za gotovo sve žive organizme. Konkretno u aerobnom metabolizmu (metabolzmu koji zahteva kiseonik, disanje) arsen je blokator ciklusa trikarbonskih kiselina (Krebsovog ciklusa) i to tako što blokira piruvat dehidrogenazu, jedan od ključnih enzima u CTK. Takođe, As je blokator i sinteze ATPa preko nekoliko mehanizama, a kao što je poznato ATP je univerzalni „energetski“ davalac u ćeliji. Opet, neke bakterije
mogu da koriste oksido-redukcioni sistem As5+ → As3+ i da taj transfer elektrona upotrebe u ćelijskom disanju u anaerobnim uslovima (uslovima bez kiseonika). Ta pojava je iskorišćena i u nekim industrijskim postrojenjima. Ovde odmah i važna napomena da te bakterije ne koriste As kao gradivni elelment, već samo kao hranu i to je razlika od novootkrivene bakterije!
Na večerašnjoj konferenciji koja je išla uživo preko NASA-inog internet TV kanala, a koju je Peđa (autor ovog bloga) najavio par dana ranije (svaka pohvala Peđa, jer ovo nije vruća, već najvrelija naučna tema), astrobiolog Felisa Vulf-Sajmon (Felisa Wolfe-Simon, http://en.wikipedia.org/wiki/Felisa_Wolfe-Simon) je publikovala otkriće do kojeg je došao njen tim tokom istraživanja ekstremofila u jezeru Mono.
Osnovna ideja koja je dovela do velikog otkrića je bila da se pomenuta bakterija gaji na medijumu bez fosfora sa arsenom. Na zaprepašćenje naučnika, bakterija je nastavila normalno da se razvija i da se umnožava, pritom ugrađujući atome arsena na mestima gde je u normalnim živim organizmima fosfor. (U molekul DNK, u fosfolipide ćelijske membrane i u fosforilovane proteine) Na konferenciji Felisa je zaključila sledeće: „mi znamo da neki mikrobi mogu da ‘dišu’ arsenom, ali ono što smo mi pronašli je mikrob koji radi nešto potpuno novo – on svoje gradivne jedinice pravi sa arsenom… Ako nešto na ovoj našoj Zemlji može da uradi nešto potpuno neočekivano, šta tek onda mi još uvek nismo videli?“
U potpunosti se slažem sa njom, život je najveće čudo Univerzuma!
Odličan film koji prati originalni tekst možete pogledati na sajtu NASA-e (video je na dnu stranice):
http://www.nasa.gov/topics/universe/features/astrobiology_toxic_chemical.html
SVEMIR 
Ivana, evo linka koji će ti pojasniti koren termina panspermija:
http://en.wikipedia.org/wiki/Panspermia
Predrag je naveo odličan prevod starogrčkog termina sperma. Takođe, sperma i danas u modernom grčkom jeziku označava kuvano žito (seme), ili kolivu, koljivo koja ima tradicionalno i spiritualno mesto u kulturi svih balkanskih naroda koji su bili pod uticajem Vizantije.
http://en.wikipedia.org/wiki/Koliva
Ovo je bas fenomenalna vest. A nedavno je bila i ona kad su videli planetu koja lici na Zemlju – ima dovoljno umerenu temperaturu i vodu u tecnom obliku… ne secam se gde sam procitala. Taj dan je bas bio za slavlje.
Ne znam zasto se uopste pristupa nauci kao da je dogma nalik crkvenim. Ljudi se slicno ponasaju u svim institucijama, ali osnovna stvar u nauci je da je znanje podlozno promenama, i ne samo danas, ni sutra, vec uvek.
Koliko ljudi zaostaju za svojim sposobnostima se vidi i po ovakvoj jednoj slozenici: panspermija. Ili njoj treba promeniti ime ili spermi, jer sperma nije seme vec jedino muski genetski materijal. Od njega nista ne bi nastalo ni proklijalo sve i da preleti ceo Svemir uzduz i popreko. Ali od jedne sacuvane semenke, ili bakterije… ko zna.
Sperma – od grčke reči σπέρμα, spérma, što znači seme
Neee, ni slučajno omalovažavanje dosadašnje nauke… Ja prvi ne bih naseo na to, bez odisejskih radova i žrtava koje su pioniri moderne nauke podneli kroz vekove mi danas ne bismo mogli da se hvalimo da smo na korak od otkrivanja života van Zemlje. Panspermija je kao ideja postojala još od antičkih vremena, moj prvi unos na blogu je bio o Anaksagori i rađanju ideje o “klicama života” koje se šetaju beskrajem svemira i “proklijaju” kada nađu pogodno tle kao što je to npr. naša Zemlja 🙂
Međutim, mi tek sada imamo dokaz koji ide u prilog toj teoriji! Piramida naučnog saznanja je građevina koja se sporo gradi, ali zato ima stabilne temelje, za razliku od piramide saznanja koja je bazirana na dogmi i koja se gradi od vrha ka temelju 🙂 Možda će proći i vekovi dok ne otkrijemo nešto van naše Zemlje, ali najbitnije u celoj priči je daa se koristimo isključivo naučnim metodom.
Što se tiče publiciteta, ja sam za to! NASA-i je potreban novac, fondovi su im zamrznuti, agencija je na ivici kolapsa, čak je prestala i proizvodnja plutonijuma-238, izotopa bez koga se ne može zamisliti nijedna misija ka “dubljim” delovima Solarnog sistema… http://www.universetoday.com/30610/nasa-is-running-out-of-plutonium/ Tako da ako će ova spektakularna vest sliti koji dinar/dolar u fondove agencije, ja to podržavam 🙂
Upravo tako, nismo imali pojma. Da su naučnici znali to odavno, bilo bi objavljeno.
Nema potrebe da se ovo otkriće shvati kao omalovažavanje dosadašnjih naučnih otkrića, jer ovo je sasvim novo otkriće. Ono što je do sada bilo poznato je pomoglo u otkriću ove bakterije.
Nije isto hraniti se nekim elementom i isti taj element imati u DNK.
Naravno! Sve je stvar evolucije, zapravo pritiska faktora životne sredine. Ono što je zaključak ovog grandioznog otkrića je da je život mnogo više od biohemije koju danas poznajemo, zapravo otkriće otvara i mogućnost panspermije. Svakodnevno, ma gotovo iz časa u čas niču nove teorije (ti teorijski biolozi, biohemičari i ekolozi nikada ne spavaju :)) o ulozi arsena u prebiotičkom periodu. Evo linka na Vikipediji koji se neprestano update -uje: http://en.wikipedia.org/wiki/Prebiotic_arsenic.
Iskreno, živim za momemat kada će neka potpuno nova i potpuno vanzemaljska biohemija biti publikovana u Nature -u 🙂
Panspermija je valjda oduvek bila mogućnost? Ne kapiram kako ova bakterija tu mogućnost tek sad otvara?
Moja poenta je da se možda malo preteruje na ovu temu u smislu “wooow, nismo imali pojma, bili smo glupi i slepi itd.”… Vest jeste fenomenalna i super i jesam oduševljen ali stavi koje se navode kao razlozi su mi malo… meh…
Kao što rekoh, koliko ja znam panspermija se već neko vreme prihvata kao mogućnost. Ako je ova bakterija bila “normalna” pa je evoluirala tako da preživi menjajući fosfor arsenom onda to dopunjuje naše shvatanje i razumevanje osobine koju nazivamo život. To ne znači da do sada nismo ništa znali “ALI SADA” i slično…
Možda ja grešim, ali skoro svaki članak na ovu temu mi deluje kao omalovažavanje dosadašnjih naučnih dostignuća, otkrića i dokaza dok je ovaj sad jedan veći i važniji od svega do sada…
Da li postoji mogucnost da je ova bakterija bila “normalna” i da je usled uslova u kome se nalazila, dakle bez fosfora ali sa puno arsena, postepeno zamenila fosfor arsenom, dakle, evoluirala u ovo što je sada?
Ćaos Vera!
Hehe, citat iz poznatog udžbenika, uzgred, mislim da sam video i autorku udžbenika pre par časova 🙂
Apsolutno se slažem, nema prave nauke bez avanturističkog duha, ali empirizam je ključan u pravom istraživačkom radu… Idealno je kada se empirizam i kreativnost dopunjavaju, ali naučni rad je često ponavljanje jednog istog eksperimenta u konstantnim uslovima sa jednom promenljivom… Inspiracija uvek nastaje van laboratorije. 🙂
Upravo tako. Uvek će biti skeptika. Baš kao što se nekima ne može objasniti i nakon 40 godina da ljudi jesu stvarno sleteli na Mesec. Međutim, neko je više a neko manje upućen u nauku.
Sviđa mi se tvoje razmišljanje.
Na prvoj strani predgovora jednog udzbenika za studente biohemije stoji citat Anri Misoa:”Uvek uci sa rezervom. Citav zivot nece ti biti dovoljan da se oducis od onoga sto si naivan, poslusan pustio da ti udje u glavu”.
“Nesto sto po definiciji ne moze da se desi” je dogma, a upravo u ovom clanku dat je primer kako se one lako ruse kada dodjemo do novih saznanja i cinjenica. Ne treba biti lakoveran i treba nova otkrica uzimati sa rezervom dok se ne urade podrobnija ispitivanja, ali ne mozes uzivati u nauci i ne mozes nista ni otkriti ako si veciti skeptik, sto je po mom misljenu posledica nedostatka kreativnosti, maste i radoznalnosti.
Spremnost da se suocis sa cinjenicama ce ti otkriti jos fantasticniji svet istinske nauke.
Nedođija, ja sam uvek 100% spreman da se suočim sa činjenicama koje su naučno proverene i apsolutno nikada nisam i neću gurnuti neku naučnu činjenicu pod tepih samo zato što se kosi sa nekim opšteprihvaćenim vrednostima, dogmama ili tradicijom. Ne postoji nacionalna nauka, nikada nije ni postojala! Nauka je nauka samo ako je u službi celog čovečanstva. Zašto baš jezero Mono u Kaliforniji? Hm, pa možda sasvim slučajno jer je to jezero sa jednom od najvećih (prirodnih) koncentracija arsena na svetu, pa je za očekivati bilo da se tamo pronađu ekstremofili koji tolerišu arsen. Nije li se istom logikom vodio i profesor Brok kada je istraživao Veliko prizmatično jezero u Jelovstonskom parku i tamo otkrio Arheobakterije koje tolerišu izuzetno ekstremne životne uslove…
He he…
Ovakav komentar sam i očekivao sa tvoje strane, jer je u suštitni većina tvojih tekstova vezano za teorije zavere i slično.
Naravno da u svetu oko nas ima prevara, ali ne treba toliko preterivati i svakog slušati.
Nemoj da se ljutiš, ali tako je. Pa čak i da je istina ovo što si rekla.
I ne planiram raspravu po ovom pitanju, jer je suvišno.
Ne znam sta se desava, ali treba biti oprezan sa njihovim izjavama, sta ako su oni bakteriju dobili u svojoj laboratoriji i kako to da je ta bakterija bas u Kaliforniji pronadjena i da je nema ni na jednom drugom mestu.
Prijatelju – nauka vec odavno nije dostupna za javnost. Ono sto je dostupno uglavnom sluzi u politicke svrhe. Jednom drugom prilikom mozemo pricati o tome sta smo otkrili da funkcionise, sto u knjigama po definiciji ne moze da se desi.
Spremnost da se suocis sa cinjenicama ce ti otkriti jos fantasticniji svet istinske nauke.
Iskren pozdrav