Las plantas que viven en la tierra, como la espinaca, crecen utilizando la luz solar para realizar la fotosíntesis. Entonces, ¿cómo llevan a cabo las algas la fotosíntesis en las profundidades marinas, un entorno en el que reciben poca luz?

Las plantas que viven en la tierra, como la espinaca, crecen utilizando la luz solar para realizar la fotosíntesis. Entonces, ¿cómo llevan a cabo las algas la fotosíntesis en las profundidades marinas, un entorno en el que reciben poca luz?

Las plantas terrestres absorben principalmente la luz roja y azul del sol y la utilizan para la fotosíntesis. Sin embargo, solo una tenue luz azul verdosa llega al fondo del mar. Es por eso que las macroalgas que crecen en el océano han desarrollado una proteína, la llamada antena fotosintética, que hace un uso eficiente de esta luz azul verdosa. La antena fotosintética de las macroalgas marinas es muy similar a la de las plantas terrestres, pero difiere en la estructura de los pigmentos adheridos a ella. Las plantas terrestres tienen dos tipos de pigmentos adheridos a sus antenas fotosintéticas, a saber, los carotenoides y las clorofilas. En las macroalgas verdes marinas codio frágillos principales carotenoides son reemplazados por sifonaxantina, mientras que algo de clorofila a Las moléculas son reemplazadas por clorofila. b moléculas. sifonaxantina y clorofila b se sabe que contribuyen a aumentar la absorción de luz verde y luz azul-verde, respectivamente, pero el mecanismo no se comprende completamente.

En respuesta a esta brecha, un equipo de investigación dirigido por el profesor asociado Ritsuko Fujii del Centro de Investigación de Fotosíntesis Artificial de la Universidad Metropolitana de Osaka (ReCAP) y el estudiante de doctorado Soichiro Seki de la Facultad de Ciencias de la Universidad de la Ciudad de Osaka utilizaron microscopía electrónica criogénica para estudiar las estructuras y la unión. ambientes de pigmentos ligados a la antena fotosintética de C frágil. Los resultados permiten dilucidar el mecanismo molecular por el cual la luz verde azulada, la única luz disponible en las aguas profundas del mar, se utiliza de manera eficiente para la fotosíntesis. Sus resultados fueron publicados en Avances de la BBA el 11 de noviembre de 2022.

El análisis de alta resolución por microscopía electrónica criogénica mostró que la sifonaxantina en C frágil está severamente distorsionada y forma enlaces de hidrógeno con la proteína circundante en dos sitios. Se cree que esta característica estructural es un factor clave en la capacidad de la sifonaxantina para absorber la luz verde. Además, los investigadores descubrieron con éxito la diferencia entre la clorofila a y clorofila b, y dilucidaron varios sitios de sustitución de moléculas de clorofila. Cuando ocurre la sustitución, la región adyacente es la clorofila. b Los grupos se vuelven más amplios, lo que permite una mejor absorción de la luz azul-verde. En otras palabras, el equipo pudo obtener información sobre las coordenadas de los pigmentos, contribuyendo así a una mejor comprensión del mecanismo de una fotosíntesis más eficiente.

«Creo que aumentar la utilización de la fotosíntesis simplemente cambiando la estructura del pigmento sería una estrategia rentable», explicó el profesor Fujii. «Aprender tales estrategias de supervivencia de los organismos conduciría a un mejor uso de la luz solar y al desarrollo de fuentes de energía renovables para los humanos».

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