Una misteriosa bacteria del desierto ha desarrollado su capacidad única para realizar la fotosíntesis

La fotosíntesis literalmente ha cambiado nuestro mundo. Las plantas que «comen» la luz del sol y «respiran» oxígeno han transformado toda la atmósfera de la Tierra en la atmósfera que ahora respiramos, alimentando nuestros ecosistemas con energía.

Ahora, los investigadores han descubierto un tipo de bacteria astuta utilizando una técnica de fotosíntesis robada. Y su aparato molecular devorador de luz no se parece a nada que hayamos visto antes.

«La arquitectura del complejo es muy elegante. Una verdadera obra maestra de la naturaleza» Dice Michal Koplasic del Instituto de Microbiología de la Academia Checa de Ciencias. «No solo tiene una buena estabilidad estructural, sino que también tiene una alta eficiencia de captación de luz».

Si bien sabemos mucho de bacterias fotosintéticas De hecho, lo que sucede dentro de la vivienda del desierto de Gobi Gemmatimonas phototropica único.

En algún momento de la historia de las bacterias, robó un conjunto completo de genes relacionados con la fotosíntesis de genes más antiguos. proteobacteria Una clase completamente diferente de bacterias.

Esto indica la fuerza de las bacterias. Habilidades de transferencia horizontal de genes (notorio por propagar fácilmente la resistencia a los antibióticos), lo que permite que un tipo de organismo completamente diferente obtenga poderes para comer luz solar.

Este nuevo compuesto de moléculas absorbentes de luz solar de grado científico, altamente estable, contiene un centro de reacción central y un anillo interior de captura de luz solar. hemos visto antes en otras bacteriasy un nuevo tipo de anillo exterior.

Estos tres componentes juntos los hacen más grandes que los complejos de fotosíntesis descritos anteriormente.

Gemmatimonas phototropica Complejo de fotosíntesis. (Tristán I. Kroll/Universidad de Cambridge)

Los anillos exteriores capturan la luz solar, y los anillos adicionales de 800 y 816 nm se suman a las bandas de absorción de 868 nm del anillo interior. Luego desplazan sus fotones capturados hacia el centro de reacción donde cromóforocomo los pigmentos verdes de clorofila en las plantas.

Aquí es donde se lleva a cabo la fotosíntesis. La luz solar capturada induce a los portadores de cromo a transferir sus electrones a lo largo de una vía que cataliza los átomos del agua en una reacción en cadena utilizando dióxido de carbono para producir azúcares.

Los fragmentos de luz se convierten en parte de la energía de unión que mantiene unidas las moléculas de azúcar, las mismas que los animales podemos descomponer para obtener nuestra energía.

G. phototropica El centro de reacción es similar al de las proteobacterias y tiene los mismos cromóforos que los de Bacterias moradas que comen el sol. Sin embargo, se diferencia de otros centros de reacción conocidos por una disposición única de moléculas de estabilización.

Si bien esta estructura fotosintética requeriría más energía para construirla que otras especies familiares, Los investigadores explican«Esto puede compensarse con su excepcional estabilidad y fuerza… el complejo probablemente representa una ventaja evolutiva».

“Este estudio estructural y funcional tiene implicaciones emocionantes porque muestra que G. fototrófica desarrolló de forma independiente una arquitectura de recolección y captura de energía solar compacta, robusta y altamente eficiente”, Dice Bo Qian, biólogo estructural de la Universidad de Sheffield.

Un día, también podremos robar G. phototropica Antiguos secretos de la fotosíntesis para construir un futuro solar Biología sintética.

Esta investigación fue publicada en progreso de la ciencia.