Bilim İnsanları, Fotosentezin Sırlarını Çözmeye Bir Adım Daha Yaklaştı

Arizona Devlet Üniversitesi’nden (ASU) bir grup bilim insanı, oldukça büyük fotosentetik süperkompleks bir yapıyı belirleyerek fotosentezin sırlarını çözmeye bir adım daha yaklaştı. Bu önemli keşif, Nature Structural & Molecular Biology’de yayımlandı.

School of Molecular Sciences (Moleküler Bilimler Okulu) ve Biodesign Intitute’s Center for Applied Strcutural Discovery’de (Uygulamalı Yapısal Keşifler İçin Biyotasarım Enstitüsü Merkezi) doçent olan Yuval Mazor “Süperkompleksler, bütün fotosentetik organizmalarda bulunan fotokimyasal reaksiyon merkezleri ve duyargalı proteinlerin ortak noktası.” dedi.

Bitkiler, algler ve siyanobakteriler fotosentezi, oksijen üretmek ve karbonu azaltmak için kullanıyor. Oksijenik fotosentezlerdeki birincil ışık reaksiyonlarını yönlendiren İki adet pigment-protein karmaşıklığı bulunuyor. Bunlar, fotosistem I (PSI) ve fotosistem II (PSII). Bu fotosistemlerin işleyişini anlamak, bilim camiasının uzun süredir peşinde olduğu bir şey.

Geçtiğimiz birkaç yılda tek parçacıklı kriyojenik elektron mikroskopisi (cryo-EM), yapısal biyolojide bir devrimi tetikledi ve oldukça baskın bir disiplin haline geldi. Cryo-EM, birkaç yıl önce incelemesi mümkün olmayan biyolojik yapıların incelenmesini sağlıyor ve büyük detaylardaki daha önce görülmemiş karmaşıklıktaki yapıları ortaya çıkarıyor.

Bu teknik, karmaşık PSI-IsiA’nın yapısını açıklama konusunda etkili ASU’daki bilim insanları tarafından kullanılıyor. Laboratuvar ortamında bu süperkompleksler, siyanobakteriler tarafından düşük demir ortamı ve yüksek ışık akımı altında oluşturuldu. Gerçek dünyada, demir oldukça düşük bir konsantrasyonda ve yüksek ışık ise bir istisnadan çok bir kanun gibi, yani PSI-IsiA, fotosistem 1’de oldukça sık bulunan bir form.

PSI-IsiA süperkompleksinin içerisinde 591 klorofil bulunuyor ve bu da herhangi bir fotosentetik süperkomplekslerdeki en yüksek bağlı pigment anlamına geliyor.

En nihayetinde bakılacak olursa, IsiA fotosentetik süperkompleksinin, karmaşıklığını ve fonksiyonlarını anlamak, Dünya’dan stabil olarak enerji tedarik edebilmemizi sağlayacak. Hiç şüphesiz ki bu da 21. yy’ın en büyük mücadelelerinden bir tanesi.