Vi khuẩn sống nhờ Asen

Tham khảo tài liệu vi khuẩn sống nhờ asen, tài liệu phổ thông, hóa học phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Vi khuẩn sống nhờ Asen Vi khuẩn sống nhờ AsenChúng ta có được được những bằng chứng về dấu hiệu đầu tiên của một“sinh quyển bóng tối” – một hình thức song song của sự sống trên Tráiđất – với một hệ sinh hóa khác với tất cả những gì đã biết. Vi khuẩn cóthể phát triển mà không cần phốt pho, một trong sáu nguyên tố hóa họcđược cho là thiết yếu với cuộc sống. Vi khuẩn này thay thế phốt phobằng asen, một chất độc chết người.Các kết quả nghiên cứu của ông Felisa Wolfe-Simon thuộc khoa sinhhoc vũ trụ và khảo sát địa chất Hoa Kỳ tại Menlo Park, California chothấy : “Cuộc sống của chúng ta có thể ẩn chứa nhiều biến đổi linh hoạtvà phức tạp hơn rất nhiều so với những lý thuyết mà chúng ta thường giảđịnh hoặc xây dựng ra”.Lấy mẫu vi khuẩn chứa asen ở hồ Mono Lake (Ảnh: BBC)Nhóm nghiên cứu của Wolfe-Simon đã mang bùn có chứa vi khuẩn từhồ Mono Lake giàu asen về và nuôi chúng trong điều kiện giảm dầnnồng độ phốt pho. Lý giải của họ là vì asen là nguyên tố nằm bên dướiphốt pho trong bảng tuần hoàn, và nhiều tính chất hóa học của nó giốngnhư phốt pho và thậm chí nếu được sử dụng như một nguồn năng lượngcho một số vi khuẩn, sâu bọ, nó có thể trao đổi bình thường với những vikhuẩn, sâu bọ khác. Và đó chính là những gì đã xảy ra.Hồ Mono Lake – nơi tìm ra mẫu vi khuẩn chứa asen (Ảnh: Wikipedia)“Sau một năm, chúng vẫn còn sống và hoạt động tốt,” ông Paul Daviesthuộc đại học bang Arizona ở Tempe cho biết. Không chỉ vậy, nhómnghiên cứu cho thấy khả năng kết hợp sâu vào việc xây dựng các khốiphân tử vi khuẩn của asen, như chủng GFAJ-1 của họ Halomonadaceae ,việc kết hợp này có thể xuống đến DNA. Phát hiện này có ý nghĩa vôcùng quan trọng vì nó làm thay đổi suy nghĩ của chúng ta về khái niệmsự sống cũng như mở ra một tia sáng mới trong việc tìm kiếm sự sống ởcác hành tinh có điều kiện khí hậu khắc nghiệt trong hệ Mặt trời như saoHỏa hay sao Thổ Nền tảng của cuộc sống Cho đến nay, tất cả nhữnghiểu biết về cuộc sống đã được xây dựng trong khoảng sáu nguyên tốhóa học chính là carbon, hydro, nitơ, phốt pho, ôxy và lưu huỳnh – đượcbiết đến như CHNOPS – tạo nên protein, lipid và DNA. Trong tất cả cácdạng sống bình thường, phốt pho là một phần chính trong bộ khung củacác vật liệu di truyền.CHNOPS – nề tảng của sự sống (Ảnh phschool.com)Ông Philippe Bertin của Đại học Strasbourg, Pháp cho biết “Đây là lầnđầu tiên như một sự thay thế thành phần nguyên tố cơ bản được chứngminh ở cấp độ DNA”. “Có lẽ, đó là một di tích của quá trình tiến hóacủa tổ tiên các loài vi khuẩn này, và sự tiến hóa này đã thay thế asenbằng phốt pho trong cấu trúc DNA vì sử dụng phốt pho ổn định hơn và ítđộc hại hơn.” Mặc dù còn sống sót trên asen trong một năm, nhưng cácvi khuẩn sẽ vẫn “thích” để phát triển bằng cách sử dụng phốt pho hơn vìcác phản ứng phân tử sinh học hiệu quả hơn trong nước và dường nhưđược ổn định hơn khi xây dựng với phốt pho hơn là asen. Chúng chỉ sửdụng asen nếu không có phốt pho để thay thế.Steven Benner, một nhà hóa học của tổ chức Phát triển Ứng dụng phântử ở Gainesville, Florida, người đã làm việc trên các hình thức thay thếcủa ADN, hoài nghi về việc các vi khuẩn có thực sự chứa asen. “Tôinghi ngờ những kết quả này,” ông nói, “để đo các DNA được sửa đổi,các DNA phải được đưa vào một loại gel có chứa nước, trong môitrường đó các phân tử có chứa asen sẽ nhanh chóng phân ly. Bất kỳ giảthuyết nào cho rằng rằng có thể thay thế phốt pho bằng asen trong phântử sinh học phải đưa xem xét lại”. Sinh quyển bóng tối Davies cho biếttrong tương lai việc nghiên cứu sẽ giải quyết vấn đề ổn định trong nước,nhưng ông cho rằng khám phá này nhấn mạnh sự cần thiết của việc phảinhìn xa hơn cho những đại diện thực sự đầu tiên của các dạng sống kháctrong sinh quyển bóng tối của Trái đất. “Nơi nào để tìm kiếm chúng?Những khu vực sinh thái ở các cực, hoặc bị cô lập như là sa mạc khô haycao nguyên lạnh, lỗ khoan ở các lớp phủ hoặc sâu hơn, hồ bị ô nhiễm,biển sâu, miệng thuỷ nhiệt sẽ là những nơi lý tưởng. “Nó cũng có thểđược rằng cuộc sống kỳ lạ đang ở xung quanh chúng ta, xen kẽ với cuộcsống dựa trên nền tảng cacbon. Nếu có, nó sẽ được khó phát hiện, nhưngchúng ta sẽ phải tìm một cách để đem mọi thứ ra ánh sáng”, ông Davieshồ hởi cho biết ...