Skrivnostna puščavska bakterija je razvila lastno, edinstveno sposobnost fotosinteze

Lažno obarvan SEM Gemmatimonas phototrophica. (Jason Dean/Češka akademija znanosti)

Fotosinteza je dobesedno spremenila naš svet. Rastline, ki 'jedo' sončno svetlobo in 'izdihavajo' kisik, so spremenile celotno Zemljino atmosfero v tisto, ki jo zdaj dihamo, in naše ekosisteme napajajo z energijo.

Zdaj so raziskovalci ujeli zvito vrsto bakterij z ukradeno tehnologijo fotosinteze. In njihova molekularna naprava, ki jedo svetlobo, je drugačna od vseh, ki smo jih kdaj videli.

„Arhitektura kompleksa je zelo elegantna. Prava mojstrovina narave,' pravi Michal Koblizek z Inštituta za mikrobiologijo Češke akademije znanosti. 'Nima samo dobro strukturno stabilnost, ampak tudi veliko učinkovitost pri pridobivanju svetlobe.'

Medtem ko vemo za veliko fotosintetske bakterije že, kaj se dogaja v stanovanju v puščavi Gobi Gemmatimonas phototrophica je edinstven.

Nekje v zgodovini bakterije je ukradla cel niz genov, povezanih s fotosintezo, iz starejšega proteobakterija – popolnoma drugačna vrsta bakterij.

To kaže na moč bakterij sposobnosti horizontalnega prenosa genov (razvpito po enostavnostiširjenje odpornosti na antibiotike), kar omogoča povsem drugačni vrsti organizma, da pridobi moč prehranjevanja s sončno svetlobo.

Ta v znanosti nov, zelo stabilen kompleks molekul za zajem sončne svetlobe ima osrednji reakcijski center, notranji obroč za zajem sončne svetlobe že videno v druge bakterije in nov tip zunanjega obroča.

Te tri komponente skupaj ga naredijo večjega od prej opisanih fotosinteznih kompleksov.

Gemmatimonas phototrophica fotosintetski kompleks. (Tristan I. Croll/Univerza v Cambridgeu)

Zunanji obroči grabijo sončno svetlobo, pri čemer dodatni obroč doda absorpcijski pas 800 in 816 nm k absorpciji 868 nm notranjega obroča. Nato usmerjajo svoje zajete fotone navzdol proti reakcijskemu centru, kjer se kromoforji , tako kot zeleni klorofilni pigmenti v rastlinah, najdemo.

Tu poteka fotosinteza. Zajeta sončna svetloba spodbudi kromoforje, da prenesejo svoje elektrone po poti, ki vodi atome iz vode v vrsto reakcij, pri katerih se za proizvodnjo sladkorjev uporablja ogljikov dioksid.

Delčki svetlobe postanejo del vezne energije, ki povezuje molekule sladkorja skupaj – iste tiste, ki jih lahko mi živali nato razbijemo, da pridobimo svojo energijo.

G. phototrophica's reakcijski center je podoben tistim v proteobakterijah in ima enake kromoforje kot v vijolične bakterije, ki se prehranjujejo s sončno svetlobo . Vendar se od drugih znanih reakcijskih centrov razlikuje po edinstveni razporeditvi stabilizacijskih molekul.

Medtem ko bi ta struktura za fotosintezo potrebovala več energije za izgradnjo kot druge bolj znane vrste, pojasnjujejo raziskovalci , 'to bi se lahko izravnalo z njegovo izjemno stabilnostjo in robustnostjo … kompleksa verjetno predstavlja evolucijsko prednost.'

'Ta strukturna in funkcionalna študija ima vznemirljive posledice, ker to kaže G. phototrophica je neodvisno razvil svojo lastno kompaktno, robustno in zelo učinkovito arhitekturo za pridobivanje in lovljenje sončne energije,' pravi Strukturni biolog Univerze v Sheffieldu Pu Qian.

Nekega dne bomo morda tudi mi lahko kradli G. phototrophica's starodavne skrivnosti fotosinteze za izgradnjo prihodnosti na sončno energijo sintetična biologija .

Ta raziskava je bila objavljena v Znanstveni napredek .

Priljubljene Kategorije: Mnenje , Okolju , Nekategorizirano , Zdravje , Narave , Tehn , Fizika , Družbe , Razlagalec , Ljudi ,

O Podjetju

Objava Neodvisnih, Dokazanih Dejstev Poročil O Zdravju, Prostoru, Naravi, Tehnologiji In Okolju.