La fotosíntesis cambió literalmente nuestro mundo. Las plantas ‘comiendo’ la luz del sol y ‘exhalando’ oxígeno transformaron toda la atmósfera de la Tierra en la que ahora respiramos, y alimentan nuestros ecosistemas con energía.
Ahora, los investigadores han capturado una astuta especie de bacteria con tecnología de fotosíntesis robada. Y su dispositivo molecular devorador de luz no se parece a ninguno que hayamos visto.
“La arquitectura del complejo es muy elegante. Una verdadera obra maestra de la naturaleza” dice Michal Koblizek del Instituto de Microbiología de la Academia Checa de Ciencias. “No solo tiene una buena estabilidad estructural, sino también una gran eficiencia de recolección de luz”.
Si bien sabemos de un montón de bacterias fotosintéticas ya, lo que está sucediendo dentro de la vivienda del desierto de Gobi Gemmatimonas phototropica es único.
En algún momento durante la historia de la bacteria, robó un conjunto completo de genes relacionados con la fotosíntesis de un más antiguo proteobacteria – un filo completamente diferente de bacterias.
Esto demuestra el poder de las bacterias. habilidades horizontales de transferencia de genes
Este complejo de moléculas que capturan la luz solar, altamente estable y nuevo para la ciencia, tiene un centro de reacción central, un anillo interior que captura la luz solar. visto antes en otras bacteriasy un nuevo tipo de anillo exterior.
Juntos, estos tres componentes lo hacen más grande que los complejos fotosintéticos descritos anteriormente.
Gemmatimonas phototropica complejo fotosintético. (Tristán I. Croll/Universidad de Cambridge)
Los anillos exteriores captan la luz del sol, y el anillo adicional agrega bandas de absorción de 800 y 816 nm a la absorción de 868 nm del anillo interior. Luego canalizan sus fotones capturados hacia el centro de reacción donde el cromóforoscomo los pigmentos verdes de clorofila en las plantas.
Aquí es donde se lleva a cabo la fotosíntesis. La luz solar capturada excita a los cromóforos para que transfieran sus electrones a lo largo de un camino que induce a los átomos del agua a una serie de reacciones que utilizan dióxido de carbono para producir azúcares.
Los fragmentos de luz se convierten en parte de la energía de enlace que une las moléculas de azúcar, las mismas que los animales podemos romper para obtener nuestra energía.
G. phototropica El centro de reacción es similar a los que se encuentran en las proteobacterias y tiene los mismos cromóforos que se ven en bacterias púrpuras que comen luz solar. Sin embargo, se diferencia de otros centros de reacción conocidos por una disposición única de moléculas estabilizadoras.
Si bien esta estructura de fotosíntesis requeriría más energía para construirse que otros tipos más familiares, los investigadores explican“esto podría compensarse con su extraordinaria estabilidad y la robustez del… complejo probablemente representa una ventaja evolutiva”.
“Este estudio estructural y funcional tiene implicaciones emocionantes porque muestra que G. fototrófica ha desarrollado de forma independiente su propia arquitectura compacta, robusta y altamente eficaz para recolectar y atrapar la energía solar”, dice Pu Qian, biólogo estructural de la Universidad de Sheffield.
Un día, nosotros también podremos robar G. phototropica Antiguos secretos de la fotosíntesis para construir un futuro de energía solar. Biología sintética.
Esta investigación fue publicada en Avances de la ciencia.