Fotosyntetyczne zabezpieczenie

[KopalniaWiedzy.pl 318]

Mechanizm sprzężenia zwrotnego zabezpiecza rośliny przed uszkodzeniem przez światło. Zespół z Imperial College London odkrył, że kluczowy dla fotosyntezy fotoukład II (PSII) dostosowuje swoją aktywność, by uniknąć uszkodzenia przez światło i tlen.

Fotoukład II wykorzystuje energię słoneczną, by usunąć elektrony z wody. Te z kolei są wykorzystywane do związania CO₂ z atmosfery. Gdy liście zamykają aparaty szparkowe, by zabiec utracie wody, zatrzymuje się także wymiana gazowa i dwutlenek węgla nie może się dostać do systemu. Gdy CO₂ z wnętrza liścia się wyczerpuje, elektrony nie mają z czym reagować. Mimo że CO₂ nie dostaje się do środka, światło jest nadal obecne, generując nadmiar elektronów. Zaczyna powstawać tlen singletowy, który może uszkodzić fotoukład II.

Posługując się metodami spektroelektrochemicznymi, Brytyjczycy odkryli mechanizm chroniący fotoukład II. Okazało się, że elektrony wyzwalają uwalnianie z enzymów jonu HCO3⁻. Zjawisko to spowalnia rozkład wody (i transfer elektronów) oraz tworzenie tlenu singletowego (¹O₂).

Naukowcy sugerują dwukierunkowy mechanizm: z jednej strony powodujący gromadzenie elektronów niski poziom CO₂ wyzwala uwalnianie HCO3⁻, z drugiej zaś poziom CO₂ w lokalnym środowisku liścia może wpływać na wiązanie HCO3⁻.

Teraz, kiedy rozumiemy nowy mechanizm w laboratorium [badania prowadzono na błonach wzbogaconych PSII], kolejnym krokiem będzie zdefiniowanie, kiedy uruchamia się on w terenie: w lesie, szklarni, doniczce, morzu, jeziorze czy sadzawce - podkreśla prof. Bill Rutherford.

Wcześniej, współpracując z zespołem z Uniwersytetu Stanowego Michigan, Rutherford wyjaśnił, w jaki sposób światło może uszkodzić fotosystem II. Naukowcy zademonstrowali, że zmiany w natężeniu światła generują pulsy pola elektrycznego. Wyniki studium pokazały, że nawet trzepotanie liści na wietrze może tworzyć niebezpieczne pulsy pola, które skutkują fotoinhibicją, czyli procesem negatywnie wpływającym na wzrost.

« powrót do artykułu