ヒ素の生化学
ヒ素とリンは同じ第15族元素であり一般的な化学結合における電子配置も類似している上に、リンは第3周期元素なのに対してヒ素は第4周期元素であるといった具合に、両者は比較的似た元素である。そして、これらのオキソ酸であるヒ酸とリン酸もまた、化学構造的に類似している。しかし、DNAやRNAのリンがヒ素に置き換わるという証拠は存在しない。2010年に細菌 GFAJ-1 を用いてこのような主張を行った実験は、2012年に誤りであることが示されている。
DNA修復の阻害は、無機ヒ素の遺伝毒性の主要なメカニズムの1つと考えられている。ヌクレオチド除去修復 (NER) と塩基除去修復 (BER) は、ヒ素曝露後のROSによるDNA塩基の損傷の修復に関与するプロセスである。NERは主に2本鎖DNAの大きなゆがみを修復する経路であり、BERは主にROSが引き起こす1本鎖DNA切断の修復に関与している。無機ヒ素は、BERのメカニズムを抑制する。
特筆すべき抗酸化タンパク質はHO-1(英語版)(heme oxygenase 1)、NQO1(英語版)(NAD(P)H-quinone oxidoreductase 1)、γGCS(英語版)(γ-glutamylcysteine synthase) であり、これらは共役して過酸化水素などの酸素種を減少させ、細胞の酸化ストレスを減少させる。γGCSの増加は、ヒ素-グルタチオン複合体を増加させ、このグルタチオン付加体は、multidrug associated protein 1, 2 (MRP1, MRP2) に取り込まれ、細胞を出て排泄のために胆汁へ移動する。このグルタチオン付加体は、再び無機ヒ素へ戻ることができることに留意しなければならない。
ヒ素の排泄の前に行われる代謝に関して特筆すべき点は、複数回起こるメチル化のステップはヒ素の毒性を増加させる可能性があることである。モノメチルヒ素(III)は、グルタチオンペルオキシダーゼ、グルタチオンレダクターゼ、ピルビン酸デヒドロゲナーゼ、チオレドキシンレダクターゼの阻害剤である可能性がある。