viernes, 23 de diciembre de 2016

Fotosíntesis adaptable para mejorar la producción.

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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