Evolução de íons metálicos em sistemas biológicos
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A evolução de íons metálicos em sistemas biológicos refere-se à incorporação de íons metálicos em organismos vivos e como isso mudou ao longo do tempo. Os íons metálicos têm sido associados a sistemas biológicos há bilhões de anos, mas apenas no século passado os cientistas começaram a realmente apreciar a escala de sua influência. Íons metálicos maiores (ferro, manganês, magnésio e zinco) e menores (cobre, cobalto, níquel, molibdênio, tungstênio) se alinharam com os organismos vivos por meio da interação do intemperismo biogeoquímico e das vias metabólicas envolvendo os produtos desse intemperismo. Os complexos associados evoluíram com o tempo.[1]
O desenvolvimento natural de produtos químicos e elementos desafiava os organismos a se adaptarem ou morrerem. Os organismos atuais requerem reações redox para induzir o metabolismo e outros processos vitais. Os metais têm tendência a perder elétrons e são importantes para as reações redox.
Os metais se tornaram tão centrais para a função celular que a coleção de proteínas de ligação a metais (conhecidas como metalomas) é responsável por mais de 30% de todas as proteínas da célula. Os metais são conhecidos por estarem envolvidos em mais de 40% das reações enzimáticas, e as proteínas de ligação a metais realizam pelo menos uma etapa em quase todas as vias biológicas. [2]
Os metais também são tóxicos, portanto, um equilíbrio deve ser obtido para regular onde os metais estão em um organismo, bem como em que quantidades. Muitos organismos têm sistemas flexíveis nos quais podem trocar um metal por outro se um for escasso. Os metais nesta discussão são elementos que ocorrem naturalmente e têm tendência a sofrer oxidação. O elementos vanádio, molibdênio, cobalto, cobre, cromo, ferro, manganês, níquel e zinco são considerados essenciais porque sem eles a função biológica é prejudicada.