Uno de los procesos químicos más estudiados de la naturaleza, la fotosíntesis, podría no funcionar exactamente como pensábamos, según han descubierto unos científicos por accidente.
© ShutterstockLa fotosíntesis es uno de los procesos químicos más importantes de la Tierra.
En el nuevo estudio, publicado el 22 de marzo en la revista Nature , los investigadores utilizaron una nueva técnica, conocida como espectroscopía de absorción transitoria ultrarrápida, para estudiar por primera vez cómo funciona la fotosíntesis a una escala temporal de una cuatrillonésima de segundo (0,000000000000001 segundo). En un principio, el equipo trataba de averiguar cómo las quinonas -moléculas en forma de anillo que pueden robar electrones durante los procesos químicos- influyen en la fotosíntesis. Pero, en lugar de ello, los investigadores descubrieron que los electrones podían liberarse de los fotosistemas mucho antes durante la fotosíntesis de lo que los científicos anteriormente creían posible.
"Pensábamos que sólo estábamos utilizando una nueva técnica para confirmar lo que ya sabíamos ", dijo la coautora del estudio Jenny Zhang , bioquímico especializada en la fotosíntesis en la Universidad de Cambridge en Inglaterra, en un comunicado . "En lugar de eso, encontramos una vía completamente nueva y abrimos un poco más la caja negra de la fotosíntesis".
Dos fotosistemas son utilizados durante la fotosíntesis: el fotosistema I (PSI) y el fotosistema II (PSII). El PSII proporciona principalmente electrones al PSI tomándolos de las moléculas de agua: posteriormente, el PSI excita aún más los electrones antes de liberarlos para cederlos finalmente al dióxido de carbono para crear azúcares, a través de una serie de pasos complejos.
Investigaciones anteriores habían sugerido que el andamiaje proteínico de PSI y PSII era muy grueso, lo que ayudaba a contener los electrones en su interior antes de pasarlos a donde se necesitaban. Pero la nueva técnica de espectroscopía ultrarrápida reveló que el andamiaje proteínico era más "permeable" de lo esperado y que algunos electrones podían escapar de los fotosistemas casi inmediatamente después de que la luz fuera absorbida por la clorofila dentro de los fotosistemas. Así pues, estos electrones podían llegar a su destino más rápido de lo esperado.
"La nueva vía de transferencia de electrones que hemos descubierto es totalmente sorprendente", afirma Zhang. "No sabíamos tanto sobre la fotosíntesis como creíamos".
La fuga de electrones se observó tanto en fotosistemas aislados como dentro de fotosistemas "vivos" dentro de cianobacterias.
Además de reescribir lo que sabemos sobre la fotosíntesis, el descubrimiento abre nuevas vías para futuras investigaciones y aplicaciones biotecnológicas. El equipo cree que "pirateando" la fotosíntesis para que libere más de estos electrones en etapas más tempranas, el proceso podría ser mucho más eficiente, lo que podría ayudar a producir plantas que fueran más resistentes a la luz solar o replicarse artificialmente para crear fuentes de energía renovables que ayuden a combatir el cambio climático, según el comunicado. Sin embargo, se necesita mucha más investigación antes de que esto pueda suceder.
"Muchos científicos han intentado extraer electrones de un punto anterior de la fotosíntesis, pero decían que no era posible porque la energía está muy enterrada en el andamiaje proteínico", dijo Zhang. "El hecho de que podamos [potencialmente] robarlos en un proceso más temprano es alucinante."
Comentarios del Lector
a nuestro Boletín