Senin, 10 Januari 2011

Ketika Arsenik Menggantikan Peran Fosfor

Halo..halo..halo...kita berjumpa kembali bersama saia Chef Victor dalam Silly and Funny Writings. Dalam artikel 'Bukan Tulisan Ilmiah' kali ini saia ingin mencoba mengulas sedikit informasi dari artikel biologynews.net yang bertemakan kehidupan berbasis arsenik. Selamat menikmati dan mohon komentarnya juga yak ^^/

Oke dalam tulisan ini mari kita sejenak menengok kembali penyusun kita. Apakah itu sel? emm ya penyusun setiap mahluk hidup multiselular adalah sel dan apabila kita menengok pada aras yang lebih kecil lagi kita akan menemukan bahwa sel itu tersusun dari empat jenis molekul kimia. Ya, itu adalah karbohidrat, lipid, protein, dan asam nukleat. Karbohidrat dan lipid berperan sebagai sumber energi dan juga memberikan peranan struktural seperti membran sel, dinding sel, matriks ekstraselular, dan lainnya. Protein, seperti contohnya enzim, berperan dalam mempercepat reaksi kimia kehidupan dan terakhir asam nukleat berperan dalam menyimpan informasi genetik agar dapat diteruskan pada keturunan berikutnya.


Sekarang mari kita berpikir, kira-kira dari keempat molekul tersebut manakah yang mengandung senyawa fosfat (PO4)? Nah seperti yang kita semua sudah ketahui, keempatnya mengandung senyawa fosfat. Glukosa-6-fosfat pada intermediet glikolisis, fosfolipid pada membran sel, casein yang berupa fosfoprotein, serta yang paling utama adalah ikatan fosfodiester pada asam nukleat. Disamping itu juga masih banyak molekul-molekul lain seperti nukleotida trifosfat dan fosfatidil kolin yang mengandung gugus fosfat. Nah kita dapat melihat seberapa penting gugus fosfat yang memiliki unsur fosfor (P) ini dalam kehidupan, seperti layaknya tidak akan ada kehidupan tanpa senyawa fosfat.

Namun bagaimana kita menanggapi sebuah fakta bahwa terdapat suatu bentuk kehidupan yang tidak menggunakan fosfat sebagai molekul pembangun sel nya? Ya fakta itu berasal dari Mono Lake di AS ketika sekelompok peneliti berhasil mengisolasi bakteri yang hidup menggunakan Arsenik (As) sebagai pengganti fosfat. Fenomena ini berasal dari pengamatan mengenai kemungkinan adanya kehidupan pada danau yang memiliki konsentrasi arsenik yang tinggi. Seperti yang kita tahu bahwa arsenik merupakan racun bagi sebagian mahluk hidup. Beberapa jenis bakteri mungkin dapat bertahan pada kondisi adanya arsenik, namun itu hanyalah sebuah fenomena toleransi semata seperti kita manusia yang cukup 'tahan' terhadap asap rokok yang beracun. Namun golongan bakteri ini, yang tergolong dalam sub-classis gamma-Proteobacteria sanggup untuk hidup dan bahkan tumbuh dengan baik pada medium kultur yang menggunakan arsenik sebagai pengganti senyawa fosfat.

Berdasarkan fenomena ini tentunya kita akan berpikir ulang mengenai peran gugus fosfat yang begitu penting dalam kehidupan. Apakah dengan demikian berarti kelompok bakteri tersebut sanggup untuk menganti semua gugus fosfatnya dengan arsen? Tentu kita akan membayangkan sebuah DNA pada bakteri yang menggunakan ikatan arsenodiester daripada fosfodiester untuk menghubungakan antar nukleotida penyusunnya atau mungkin mengamati arsenolipid pada membran selnya.Hal yang paling penting setelah memikirkan dua hal sebelumnya adalah mengenai senyawa pemberi energi untuk setiap tahapan jalur metabolisme yang berjalan, yaitu adenosin trifosfat (ATP). Apakah kemudian kelompok akteri ini menggunakan senyawa seperti katakanlah adenosin triarsenat untuk menjalankan berbagai reaksi endergonik (yang membutuhkan energi tambahan) dalam metabolismenya? Yah semua pertanyaan tersebut menerangkan kepada kita betapa pentingnya gugus fosfat dalam kehidupan. Apabila fenomena ini didukung oleh fakta penelitian lanjutan, sepertinya dogma dasar biologi yang mengatakan bahwa senyawa karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, sulfur, dan fosfat merupakan atom dasar penyusun kehidupan perlu diubah.

Nah sekarang mari kita berpikir lebih mendasar lagi, yaitu coba kita bandingkan antara atom fosfor (P) dengan atom arsenik (As). Yup, sedikit menengok kembali pada tabel periodik unsur. Atom P memiliki nomor atom 15 dan nomor massa 30,97. Dengan demikian atom P memiliki konfigurasi elektron [Ne]3s2 3p3. Nah apabila dibandingkan, atom As memiliki konfigurasi elektron [Ar] 3d10 4s2 4p3. Keduanya sama dalam hal elektron valensi, yaitu dengan konfigurasi ns2 dan np3. Perbedaannya terletak pada orbital 3d yang terisi penuh oleh 10 elektron pada As namun tidak terdapat elektron pada atom P. Dengan orbital 3d yang kosong ini, atom P memeiliki kecenderungan untuk menggunakannya untuk mendelokalisasi sebagian elektron valensi yang terdapat pada 3s2 dan 3p3. Hal ini yang membuat atom P sanggup menjalin 5 ikatan kovalen seperti pada ion fosfat. Namun demikian, sepertinya atom As tidak dapat melakukan hal tersebut karena orbital 3 telah terisi penuh dan menimbulkan pertanyaan lanjutan yang lebih mendalam lagi, bagaimana perbedaan konfigurasi atom serta kepadatan elektron yang begitu nyata seakan ditiadakan oleh kelompok bakteri pengguna arsenik yang baru-baru ini ditemukan?

Well, ini merupakan sepenggal cerita yang saia harapkan dapat menggelitik pikiran kita mengenai kehidupan di sekitar kita yang begitu beragam. Mungkin saja pertanyaan-pertanyaan tersebut belum dapat terjawab sekarang ini, namun demikian kita setidaknya menjadi tahu bahwa ada bentuk kehidupan yang sangat unik. Saia yakin masih terdapat banyak keunikan kehidupan lainnya menunggu untuk ditemukan.

Regards,
Victor Apriel