Todos los organismos vivos necesitan energía para su supervivencia, y esta energía proviene indirectamente del sol. Algunos organismos, como las plantas, las cianobacterias y las algas, son capaces de convertir directamente esta energía luminosa en energía química mediante un proceso llamado "fotosíntesis"."Estos organismos fotosintéticos contienen estructuras especiales para mediar la fotosíntesis, llamados" fotosistemas ". Hay dos fotosistemas que llevan a cabo reacciones de conversión de energía de la luz, cada uno de los cuales está compuesto por una serie de proteínas y pigmentos. Entre los pigmentos fotosintéticos, la clorofila es la máscrucial, que no solo captura la energía de la luz del sol sino que también participa en la "cadena de transferencia de electrones", una vía molecular a través de la cual los fotones de la luz solar se convierten en electrones que se utilizan como fuente de energía.diferentes tipos de moléculas de clorofila, cada una con una función específica que va desde absorber la luz y convertirla en energía, además, cada mol de clorofilacule absorbe luz en diferentes regiones.Recientemente, un nuevo tipo de clorofila llamado Chl f fue descubierto, pero los detalles como exactamente dónde se encuentra y cómo funciona han permanecido en secreto hasta ahora.
En un nuevo estudio publicado en Comunicaciones de la naturaleza , un equipo de investigadores dirigido por el profesor Tatsuya Tomo de la Universidad de Ciencias de Tokio, Japón, que incluye investigadores colaboradores de la Universidad de Okayama, la Universidad de Tsukuba, la Universidad de Kobe y RIKEN, reveló nuevos detalles sobre la ubicación y las funciones de Chl f . Querían obtener información sobre el complejo proceso de la fotosíntesis, ya que una comprensión profunda de este proceso podría tener varias aplicaciones futuras, como el desarrollo de células solares. Hablando sobre el estudio, el profesor Tomo dice: "ElEl curso inicial de la fotosíntesis comienza cuando el pigmento fotosintético unido a este complejo fotoquímico absorbe la luz. Analizamos la estructura de un complejo fotoquímico recién descubierto, el fotosistema I con Chl f que tiene una absorción máxima en el lado de menor energía de la luz luz roja lejana. Además, analizamos la función de Chl f . "
Lo que los científicos sabían hasta ahora era que Chl f está "desplazado hacia el rojo lejano", lo que significa que esta molécula absorbe la luz roja lejana desde el extremo inferior del espectro de luz. El profesor Tomo y su equipo querían profundizar más y, para ello, estudiaron el alga en el queChl f se descubrió por primera vez. Mediante el uso de técnicas como la microscopía crioelectrónica, analizaron en detalle la estructura de alta resolución del fotosistema en esta alga y descubrieron que Chl f se encuentra en la periferia del fotosistema I uno de los dos tipos de fotosistemas pero no está presente en la cadena de transferencia de electrones. También encontraron que la luz roja lejana causa cambios estructurales en el fotosistema, que se acompañan de la síntesisde Chl f en las algas, llevándolos a concluir que Chl f causa estos cambios estructurales en el fotosistema I. Esto fue emocionante, ya que este hallazgo es el primero en explicar cómo exactamente Chl f funciona. El profesor Tomo dice: "Nuestros hallazgos revelaron que la aparición de Chl f está bien correlacionado con la expresión de genes del fotosistema I inducidos bajo luz roja lejana. Esto indica que Chl f funciona para captar la luz roja lejana y mejorar la transferencia de energía cuesta arriba. También encontramos que la secuencia de aminoácidos del fotosistema I se alteró para acomodar la estructura de Chl f . "
Comprender las complejidades de la fotosíntesis tiene varias aplicaciones importantes. Por ejemplo, imitar el proceso de fotosíntesis en un sistema artificial es un método elegante para capturar energía solar y convertirla en electricidad. El profesor Tomo explica: "Alrededor de la mitad de la energía solar quelas caídas en la tierra son luz visible, y la otra mitad es luz infrarroja. Nuestra investigación presenta un mecanismo que puede usar la luz en el espectro de energía más bajo, que nunca antes se había visto. Nuestros resultados muestran cómo mejorar la eficiencia de la transferencia de energíaen la fotosíntesis y, por extensión, también proporcionan información importante sobre la fotosíntesis artificial ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Ciencias de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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