Când vedeți tabelul periodic, ce vă vine în minte? Piesele de pe o scrabble board? Poate te gândești la ora ta de chimie din liceu. Poate vă gândiți la masa colorată tencuită pe peretele unei săli de curs din facultate. Poate îți amintești că profesorul tău preferat a incendiat ceva în fața clasei. Sunt profesor asistent de chimie la Universitatea din Richmond și când aud fraza „tabelul periodic” mă gândesc la viață.
Mă gândesc la modul în care moleculele și substanțele chimice care ne înconjoară și dictează cotidianul nostru activitățile sunt alcătuite din elementele de pe acea masă – ne susțin viața, aduc frumusețe lumii și sunt vitale în medicină.
Fiecare coloană a tabelului periodic se numește grup. Fiecare membru al grupului are un aranjament similar de electroni care poate duce la proprietăți chimice similare. Grupul 15 elemente – azot, fosfor, arsenic, antimoniu, bismut și moscoviu – sunt interesante pentru mine datorită rolului lor esențial în viață, precum și în laboratorul meu de cercetare. Un element pe care îl studiem este fosforul din cauza rolul său integral în soarta celulelor.
Dar, înainte de a intra în aceste detalii, să aruncăm o scurtă privire la fiecare dintre cele 15 elemente ale grupului. Sunt un set unic în istoria, utilizările și proprietățile lor.
Grupul 15 – dând viață și provocând moartea
Azotul (N) în forma sa atmosferică (N₂) reprezintă aproximativ 78% din aerul pe care îl respirăm. Când bacteriile care trăiesc în rădăcinile plantelor o transformă într-o formă utilizabilă printr-un proces numit fixare a azotului, această formă elementară de azot este încorporată în mulți compuși care sunt necesari pentru viață – proteine și ADN, de exemplu. În partea de jos a coloanei se află Moscovium (Mc), ceea ce este interesant, deoarece nu există cu adevărat în natură. Este un element radioactiv care poate fi generat doar într-un laborator și care supraviețuiește mai puțin de o secundă.
Arsenicul (As) vă poate fi cunoscut datorită asocierii sale cu otrăvirea. În 1494, Pico della Mirandola, un filosof umanist italian în timpul Renașterii, a fost otrăvit de arsenic, deși detaliile despre moartea sa timpurie sunt încă dezbătute. Pentru o lungă perioadă de timp s-a crezut că Napoleon Bonaparte a murit din cauza expunerii la arsenic în 1821, dar după comparații ample de probe de păr conservate din diferite etape ale vieții sale, cercetătorii au ajuns la concluzia că nivelurile crescute de arsenic s-au datorat cel mai probabil tehnicilor de conservare ale vremii. Mai recent, Organizația Mondială a Sănătății a estimat că apa potabilă contaminată cu arsenic din Bangladesh a dus la peste 9.000 de decese în 2001. Cum otrăvirea și uciderea arsenicului nu este înțeleasă complet, dar nu există nicio îndoială că elementul cauzează distrugerea organelor vitale la om. corp.
Când elementul antimoniu (Sb) este combinat cu trei atomi de oxigen pentru a forma trioxid de antimoniu, este utilizat pe scară largă ca ignifug pentru mobilier, covoare , draperii, cauciuc, materiale plastice și adezivi. Cantitățile acestei molecule din aceste produse de uz casnic tind să fie foarte mici, iar aceste niveluri de antimoniu sunt considerate sigure.
Bismutul (Bi) este un metal care se găsește în același rând al tabelului periodic ca un număr de metale toxice; cu toate acestea, compușii care conțin bismut sunt inofensivi. Compușii de bismut pot fi găsiți în produse cosmetice datorită strălucirii lor argintii distincte și de dorit. Chiar dacă nu ați folosit produse de îngrijire personală care conțin bismut, probabil că l-ați întâlnit în binecunoscutul antiacid Peptobismol®, care este utilizat pentru tratarea stomacului supărat, sau în ziua de 4 iulie când urmăriți artificii. Este un compus de bismut care provoacă sunetele petale ale artificiilor cu ou de dragon.
Ultimul, dar nu în ultimul rând, din grupul 15 elemente este fosforul (P). A fost descoperit în 1669 de alchimistul Hennig Brandt și numit din cuvântul grecesc „phosphoros”, adică aducător de lumină. Asta pentru că atunci când forma elementară interacționează cu oxigenul atmosferic produce o lumină strălucitoare. această reacție pentru dezvoltarea chibriturilor. Vârful roșu al unui chibrit conține și astăzi o formă de fosfor.
Fosfați – reglează soarta celulelor canceroase
În plus față de scânteile generate de element , fosforul se găsește într-un compus cunoscut sub numele de fosfat: fosfor legat de patru atomi de oxigen.În celule, atunci când o moleculă de fosfat este atașată la o proteină, aceasta poate activa sau activa proteina, astfel încât să își poată îndeplini funcția în celulă – stimulând creșterea.
Când fosfatul nu mai este atașat la proteină, celulele încetează să crească. Vă puteți gândi aproape ca la meciurile descrise mai sus – când fosfatul este acolo, meciul se poate aprinde și afacerea poate continua. Când fosfatul este îndepărtat, chibritul este doar un băț și nu este prevăzută lumină; nu se poate întâmpla atâta muncă în întuneric.
În celulele canceroase, starea fosfatului este scăpată de sub control. Imaginați-vă o mulțime de chibrituri aprinse și o cameră foarte luminoasă care poate duce la o rafală de activitate. Această activitate poate avea consecințe grave pentru celule. De exemplu, creșterea neregulată și migrația pot duce la cancer.
În laboratorul meu de la Universitatea din Richmond, suntem interesați să înțelegem acești fosfați și, în special, o proteină care interacționează cu ei. Această proteină, numită MEMO1, se găsește în cantități mari la pacienții cu cancer mamar și ajută fosfații să rămână mereu atașați de proteine. Încercăm să înțelegem modul în care MEMO1 interacționează cu acești fosfați și dezvoltăm strategii pentru a perturba acele interacțiuni.
Sperăm că munca noastră dezvăluie o modalitate de a ajuta la eliminarea fosfaților pentru a opri creșterea necontrolată a celulelor – cu alte cuvinte, pentru a arunca chibriturile.
Așadar, data viitoare când veți auzi cuvintele „tabel periodic”, vă rog să vă gândiți la viață. Gândiți-vă la moleculele pe care le întâlniți în fiecare moment al fiecărei zile, gândiți-vă la medicamentul care vă menține sănătos și gândiți-vă la cei dintre noi care lucrează pentru a înțelege cum să vă mențineți așa .