Quando vedi la tavola periodica, cosa ti viene in mente? I pezzi su uno scarabeo? Forse pensi alla tua lezione di chimica al liceo. Forse pensi al tavolo colorato intonacato sul muro di un'aula magna al college. Forse ricordi che il tuo insegnante preferito ha dato fuoco a qualcosa davanti alla classe. Sono un assistente professore di chimica all'Università di Richmond e quando sento la frase "la tavola periodica, "Penso alla vita.

Penso a come le molecole e le sostanze chimiche che ci circondano e che dettano le nostre attività quotidiane siano costituite dagli elementi su quel tavolo:sostengono la nostra vita, portano bellezza al mondo e sono vitali in medicina.

Ogni colonna della tavola periodica è chiamata gruppo. Ogni membro del gruppo ha una disposizione simile di elettroni che può portare a proprietà chimiche simili. Gli elementi del gruppo 15 – azoto, fosforo, arsenico, antimonio, bismuto e moscovio – mi interessano per il loro ruolo fondamentale nella vita, così come nel mio laboratorio di ricerca. Un elemento che studiamo è il fosforo a causa del suo ruolo fondamentale nel destino delle cellule.

Ma prima di entrare in questi dettagli, diamo una breve occhiata a ciascuno dei 15 elementi del gruppo. Sono un insieme unico nella loro storia, usi e proprietà.

Gruppo 15 – dare la vita e causare la morte

L'azoto (N) nella sua forma atmosferica (N₂) costituisce circa il 78% dell'aria che respiriamo. Quando i batteri che vivono all'interno delle radici delle piante lo convertono in una forma utilizzabile attraverso un processo chiamato fissazione dell'azoto, questa forma elementare di azoto viene incorporata in molti composti necessari per la vita:proteine ​​e DNA, Per esempio. In fondo alla colonna c'è Moscovium (Mc), il che è interessante perché non esiste realmente in natura. È un elemento radioattivo che può essere generato solo in laboratorio e sopravvive meno di un secondo.

L'arsenico (As) potrebbe esserti familiare a causa della sua associazione con gli avvelenamenti. Nel 1494, Pico della Mirandola, un filosofo umanista italiano durante il Rinascimento, fu avvelenato dall'arsenico, anche se i dettagli che circondano la sua morte prematura sono ancora dibattuti. Per molto tempo si è creduto che Napoleone Bonaparte fosse morto per esposizione all'arsenico nel 1821, ma dopo approfonditi confronti di campioni di capelli conservati da diverse fasi della sua vita, i ricercatori hanno concluso che l'aumento dei livelli di arsenico era molto probabilmente dovuto alle tecniche di conservazione dell'epoca. Più recentemente, l'Organizzazione Mondiale della Sanità ha stimato che l'acqua potabile contaminata da arsenico in Bangladesh ha provocato oltre 9, 000 morti nel 2001. Come l'arsenico avvelena e uccide non è completamente compreso, ma non c'è dubbio che l'elemento provoca la distruzione di organi vitali nel corpo umano.

Quando l'elemento antimonio (Sb) è combinato con tre atomi di ossigeno per formare triossido di antimonio, è ampiamente utilizzato come ritardante di fiamma per mobili, tappeti, tende, gomma, plastiche e adesivi. Le quantità di questa molecola in questi prodotti per la casa tendono ad essere molto piccole, e questi livelli di antimonio sono considerati sicuri.

Il bismuto (Bi) è un metallo che si trova nella stessa riga della tavola periodica di un certo numero di metalli tossici; però, i composti contenenti bismuto sono innocui. I composti di bismuto possono essere trovati nei cosmetici grazie al loro caratteristico e desiderabile luccichio argenteo. Anche se non hai usato prodotti per la cura personale contenenti bismuto, probabilmente l'hai incontrato nel noto antiacido Peptobismol, che è usato per trattare mal di stomaco, o il 4 luglio quando guardi i fuochi d'artificio. È un composto di bismuto che provoca il crepitio dei fuochi d'artificio delle uova di drago.

Scorso, ma non meno importante, degli elementi del gruppo 15 è il fosforo (P). Fu scoperto nel 1669 dall'alchimista Hennig Brandt e chiamato dalla parola greca "phosphoros, " significa portatore di luce. Questo perché quando la forma elementare interagisce con l'ossigeno atmosferico produce una luce brillante. I chimici hanno scoperto come sfruttare il potere di questa reazione per lo sviluppo dei fiammiferi. La punta rossa su un fiammifero contiene ancora una forma di fosforo oggi.

Fosfati:regolano il destino delle cellule cancerose

Oltre alle scintille generate dall'elemento, il fosforo si trova in un composto noto come fosfato:fosforo legato a quattro atomi di ossigeno. Nelle cellule, quando una molecola di fosfato è attaccata a una proteina, può accendersi, o attivare, la proteina in modo che possa svolgere la sua funzione nella cellula, come stimolare la crescita.

Quando il fosfato non è più attaccato alla proteina, le cellule smettono di crescere. Puoi pensarlo quasi come i fiammiferi descritti sopra:quando c'è il fosfato, la partita può accendersi e gli affari possono continuare. Quando il fosfato viene rimosso, il fiammifero è solo un bastoncino e non viene fornita luce; non tanto lavoro può succedere al buio.

Nelle cellule cancerose, lo stato del fosfato è fuori controllo. Immagina un sacco di fiammiferi accesi e una stanza molto luminosa che può provocare una raffica di attività. Questa attività può avere gravi conseguenze per le cellule. Per esempio, la crescita e la migrazione non regolate possono portare al cancro.

Nel mio laboratorio all'Università di Richmond, ci interessa capire questi fosfati e una proteina in particolare che interagisce con essi. Questa proteina, chiamato MEMO1, si trova in quantità elevate nelle pazienti affette da cancro al seno e aiuta i fosfati a rimanere sempre attaccati alle proteine. Stiamo cercando di capire come MEMO1 interagisce con questi fosfati e stiamo sviluppando strategie per interrompere tali interazioni.

Speriamo che il nostro lavoro riveli un modo per aiutare a rimuovere i fosfati per fermare la crescita incontrollata delle cellule - in altre parole, per spegnere i fiammiferi.

Quindi la prossima volta che senti le parole "tavola periodica, " per favore pensa alla vita. Pensa alle molecole che incontri in ogni momento di ogni giorno, pensa alla medicina che ti mantiene in salute e pensa a quelli di noi che stanno lavorando per capire come mantenerti così.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.