LOS EXPERTOS DESCUBREN LA CLAVE DE LA FOTOSÍNTESIS

Los científicos han resuelto la estructura de uno de los componentes clave de la fotosíntesis, un descubrimiento que podría llevar a "rediseñar" la fotosíntesis para lograr mayores rendimientos y satisfacer las necesidades urgentes de seguridad alimentaria.

El estudio, dirigido por la Universidad de Sheffield y publicado hoy en la revista Nature, revela la estructura del citocromo b6f, el complejo proteínico que influye significativamente en el crecimiento de las plantas a través de la fotosíntesis.

La fotosíntesis es la base de la vida en la Tierra y proporciona los alimentos, el oxígeno y la energía que sustentan la biosfera y la civilización humana.

Mediante un modelo estructural de alta resolución, el equipo descubrió que el complejo proteico proporciona la conexión eléctrica entre las dos proteínas clorofílicas (Fotosistemas I y II) que funcionan con luz y que se encuentran en el cloroplasto de la célula vegetal y convierten la luz solar en energía química.

Lorna Malone, primera autora del estudio y estudiante de doctorado en el Departamento de Biología Molecular y Biotecnología de la Universidad de Sheffield, declaró: "Nuestro estudio aporta nuevos e importantes conocimientos sobre cómo el citocromo b6f utiliza la corriente eléctrica que pasa por él para alimentar una 'batería de protones'. Esta energía almacenada puede utilizarse para producir ATP, la moneda energética de las células vivas. En última instancia, esta reacción proporciona la energía que las plantas necesitan para convertir el dióxido de carbono en los carbohidratos y la biomasa que sostienen la cadena alimentaria mundial".

El modelo estructural de alta resolución, determinado mediante microscopía crioelectrónica de una sola partícula, revela nuevos detalles de la función adicional del citocromo b6f como sensor para ajustar la eficiencia fotosintética en respuesta a las condiciones ambientales siempre cambiantes. Este mecanismo de respuesta protege a la planta de los daños causados por la exposición a condiciones adversas, como la sequía o el exceso de luz.

El Dr. Matt Johnson, lector de Bioquímica de la Universidad de Sheffield y uno de los supervisores del estudio, añadió: "El citocromo b6f es el corazón palpitante de la fotosíntesis, que desempeña un papel crucial en la regulación de la eficiencia fotosintética.

"Estudios anteriores han demostrado que manipulando los niveles de este complejo podemos cultivar plantas más grandes y mejores. Con los nuevos conocimientos que hemos obtenido de nuestra estructura podemos esperar rediseñar racionalmente la fotosíntesis en las plantas de cultivo para lograr los mayores rendimientos que necesitamos urgentemente para mantener una población mundial proyectada de 9 a 10 mil millones de personas para 2050".

La investigación se ha realizado en colaboración con el Centro Astbury de Biología Molecular Estructural de la Universidad de Leeds.

Los investigadores pretenden ahora establecer cómo el citocromo b6f está controlado por una miríada de proteínas reguladoras y cómo estos reguladores afectan a la función de este complejo.

Fuente: Sciencedaily