La
fotosíntesis es el proceso biológico asociado a la radiación solar más
importante en la Tierra. Sin embargo, la radiación solar es una fuente de
energía voluble, por los constantes cambios en su intensidad debido a la
cobertura por nubes y a la distribución de la sombra. Investigadores de la Ludwig-Maximilians-Universität
(LMU) dirigidos por el profesor Peter Geigenberger, en colaboración con
investigadores del Instituto Max Planck y de la Universidad de París, han
identificado una serie de proteínas esenciales para la capacidad de la fotosíntesis
de adaptarse a los fluctuantes niveles de luz.
Para un crecimiento óptimo, las plantas necesitan una alta y estable tasa
de fotosíntesis debiendo ser capaces de reaccionar rápidamente a los cambios
bruscos de intensidad de luz. En caso de un aumento brusco del flujo de luz, el
exceso de energía se disipa en forma de calor o la energía se desvía a procesos
metabólicos con el fin de evitar la formación de especies reactivas del
oxígeno, dañando los fotosistemas y otros componentes celulares. Cuando la
intensidad de la luz cae, las células de las hojas deben minimizar la pérdida
de calor lo más rápidamente posible y ajustar la distribución de la
transferencia de energía a procesos metabólicos. Los investigadores de LMU
demostraron como las enzimas llamadas tiorredoxinas están íntimamente
involucradas en estos procesos de “aclimatación" a los cambios de la
radiación. Las tiorredoxinas son proteínas pequeñas, presentes en casi todos
los organismos y participan en muchos procesos metabólicos vitales. Mediante el
uso de cepas modificadas genéticamente de la Arabidopsis thaliana thale berro,
Geigenberger y sus colegas han demostrado como las tiorredoxinas desempeñan un
papel crucial para garantizar un rendimiento fotosintético óptimo. Las
proteínas abren esencialmente una válvula permitiendo que el exceso de energía
absorbida por los fotosistemas en los cloroplastos se exporte al citoplasma,
evitando así la inhibición de la fotosíntesis. Este modo de exportación de
energía es, a su vez, sostenido por un segundo sistema basado en la
tiorredoxina reductasa C (NTRC). La última enzima también es responsable de
minimizar la pérdida de luz absorbida en
forma de calor cuando las intensidades de luz son bajas. Las plantas en las
cuales la NTRC se encuentra reducida carecen de eficacia fotosintética. Una
forma de aumentar el rendimiento en las plantas de cultivo tal vez se pueda
lograr mejorando la eficiencia de la
fotosíntesis mediante el aumento de la actividad de las tiorredoxinas.
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