Todos los que tomaron biología en la escuela secundaria aprendieron que la fotosíntesis es el proceso mediante el cual las plantas, las algas y las bacterias seleccionadas transforman la energía del sol en energía química durante el día. Pero estos organismos fotosintéticos activan otras vías bioquímicas por la noche, cuando generan energía al romperseredujeron los azúcares, los almidones y los aceites que crearon durante el día. Un nuevo trabajo que se centró en este crecimiento nocturno encontró una proteína que es necesaria para que ocurra y, sorprendentemente, el papel de esta proteína estaba relacionado con la construcción de la planta.membranas celulares. Es publicado por Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
El documento es de un grupo integrado internacional de expertos en ciencias de las plantas, dirigido por Arthur Grossman de Carnegie e incluido el autor principal Wenqiang Yang y el coautor Martin Jonikas, ambos de Carnegie. Esto lo demuestra en la alga fotosintética Chlamydomonas , la proteína ferredoxina-5 es crítica para el crecimiento en la oscuridad y para una organización adecuada de la membrana.
Ferredoxin-5 es miembro de una familia de pequeñas proteínas de azufre de hierro que proporcionan los electrones necesarios para impulsar diversas reacciones metabólicas en la célula. Los organismos fotosintéticos suelen tener múltiples tipos diferentes de ferredoxinas, aunque se sabe poco acerca de cómo difieren sus funciones.
Chlamydomonas tiene varias ferredoxinas, incluida la proteína ferredoxina-5 descrita en este estudio. El trabajo presentado sugiere que las variantes de ferredoxina, incluida la ferredoxina-5, pueden tener funciones metabólicas especializadas en la célula.
El equipo descubrió que un mutante específico que carece de la proteína ferredoxina-5 no pudo crecer en la oscuridad durante la noche o realizar funciones metabólicas normales, pero no tuvo problemas para crecer durante la luz durante el día.
Resulta que el alga mutante también exhibió una organización aberrante de las membranas celulares cuando se mantuvo en la oscuridad, pero no las exhibió cuando se mantuvo en la luz.
Estas membranas están formadas por lípidos, que son ácidos grasos unidos a un esqueleto de glicerol. El mutante ferredoxina-5 muestra alteraciones marcadas en la estructura de enlace de muchos de estos ácidos grasos, lo que cambia el grado de saturación en los ácidos grasos presentesen las membranas los ácidos grasos completamente saturados tienen enlaces simples entre todos sus átomos de carbono, mientras que los ácidos grasos insaturados pueden tener de uno a varios enlaces dobles entre sus átomos de carbono. Esto, a su vez, parece afectar la composición lipídica demembranas y resultados en una estructura de membrana aberrante que deteriora los procesos metabólicos, incluida la fotosíntesis, que ocurren en esas membranas.
Los hallazgos del equipo sugieren que una de las reacciones bioquímicas que la ferredoxina-5 impulsa a través de sus capacidades de donación de electrones es esta alteración en el estado de saturación de los ácidos grasos. Este resultado indica que cuando la alga está en la oscuridad, la ferredoxina-5 específicamentedona electrones a enzimas que se especializan en desaturar ácidos grasos; también puede donar electrones a otros procesos en la oscuridad a la luz, sin embargo, otro miembro de la familia ferredoxina puede asumir esta responsabilidad, por lo que la estructura de membrana aberrante essolo se observa en plantas que se mantienen en la oscuridad..
"Este trabajo se centró en el papel de la ferredoxina-5 y los factores críticos para que los organismos fotosintéticos cambien entre el metabolismo diurno y nocturno", dijo Grossman.
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Materiales proporcionado por Institución Carnegie . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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