Durante el día, las plantas convierten la energía del sol en azúcares usando la fotosíntesis, un proceso bioquímico complejo de múltiples etapas. Nuevo trabajo de un equipo que incluye a Mark Heinnickel, Wenqiang Yang y Arthur Grossman de Carnegie identificó una proteína necesaria para ensamblar el aparato fotosintéticoeso puede ayudarnos a comprender la historia de la fotosíntesis en los primeros días de la vida en la Tierra, una época en que el oxígeno no era abundante en la atmósfera. Su trabajo es publicado por Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
La fotosíntesis tiene lugar en etapas. En la "primera etapa", la luz se absorbe y se usa para producir moléculas de energía, con oxígeno como subproducto. Estas moléculas de energía se usan para alimentar la "segunda etapa" de la fotosíntesis, en la que el dióxido de carbonodel aire se fija en azúcares a base de carbono, como glucosa y sacarosa.
Trabajando con la alga verde Chlamydomonas, el equipo de investigación, que también incluyó a los estudiantes graduados Rick Kim y Tyler Wittkopp de la Universidad de Stanford, Karim Walters de la Universidad Estatal de Pensilvania, y el profesor visitante Stephen Herbert de la Universidad de Wyoming, se centró en unproteína, CGL71. Ya se sabía que estaba involucrado en el ensamblaje de la matriz de proteínas que forman la parte del aparato fotosintético involucrado en la primera etapa de la fotosíntesis, la que convierte la luz solar en las moléculas de energía que alimentan la segunda etapa yeso también tiene un subproducto de oxígeno, pero hasta ahora se entendía poco sobre el papel de CGL71 en este proceso de ensamblaje
El equipo pudo descubrir que al menos un aspecto del trabajo de CGL71 es proteger el aparato fotosintético del oxígeno durante su ensamblaje. Sí, es cierto, del oxígeno. Verá, la fotosíntesis se desarrolló por primera vez en bacterias hace unos 3 mil millones de años., una época en que la atmósfera de la Tierra tenía muy poco oxígeno. Por supuesto, a medida que las bacterias fotosintéticas se volvieron cada vez más pobladas en la Tierra antigua, la atmósfera cambió, creando finalmente el aire rico en oxígeno que respiramos hoy.
El oxígeno es una molécula muy reactiva que puede alterar los grupos de proteínas que contienen hierro y azufre que son cruciales para la fotosíntesis. Al igual que CGL71, estos grupos son críticos para la primera etapa de la fotosíntesis, donde mueven electrones para crear electroneslas moléculas de energía. Así como el oxígeno puede oxidar el hierro que forma una herradura o sartén, puede dañar las proteínas de hierro y azufre del aparato fotosintético.
Entonces, a medida que el oxígeno se acumulaba en la atmósfera de la Tierra, el mecanismo fotosintético necesitaba protección de su propio subproducto, y CGL71 es un componente que evolucionó para mantener el aparato fotosintético estable en estas nuevas condiciones.
"Cuando observamos esta proteína de ensamblaje crítica, CGL71, es como si estuviéramos mirando hacia atrás en el tiempo a la era en que el aparato fotosintético tuvo que adaptarse gradualmente a las condiciones atmosféricas cambiantes de nuestro planeta", 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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