მეცნიერებმა ფოტოსინთეზის შესახებ ათწლეულების საიდუმლო ამოხსნეს

ინდოეთის სამეცნიერო ინსტიტუტისა და კალიფორნიის ტექნოლოგიური უნივერსიტეტის მეცნიერებმა ფოტოსინთეზის ადრეული ეტაპის ერთ-ერთი ყველაზე დაფარული მექანიზმი გამოავლინეს.
ეს პროცესი მცენარეების, წყალმცენარეებისა და ზოგიერთი ბაქტერიისთვის სასიცოცხლო მნიშვნელობისაა. სწორედ მისი დამსახურებით შთანთქავენ მცენარეები ნახშირორჟანგსა და გამოყოფენ ჟანგბადს.
მეცნიერებმა დაადგინეს, თუ რატომ გადაადგილდებიან ელექტრონები ცილებისა და პიგმენტების კომპლექსის მხოლოდ ერთი მხარეს.
მიუხედავად იმისა, რომ ფოტოსინთეზის პროცესი დეტალურადაა შესწავლილი, მასში ბუნდოვანი ჯერ კიდევ ბევრი რამაა. ფოტოსინთეზი ელექტრონების სხვადასხვა პიგმენტურ მოლეკულას შორის გავრცელებას გულისხმობს. მისი სისწრაფე პროცესის საფუძვლიანად გამოკვლევას ართულებს. გარდა ამისა, სხვადასხვა ორგანიზმში ფოტოსინთეზი განსხვავებულად მიმდინარეობს, რაც საქმეს კიდევ უფრო ართულებს.
მეცნიერებმა ფოტოსინთეზის საწყისი ეტაპი დეტალურად შეისწავლეს. ამ დროს ცილებისა და პიგმენტების დიდი კომპლექსი, ანუ ფოტოსისტემა II, მზის სინათლეს შთანთქავს და წყალს შლის, რის შედეგადაც ჟანგბადი და ელექტრონები წარმოიქმნება.
ფოტოსისტემა II-ის სტრუქტურა სიმეტრიულია და ორი ცილური სტრუქტურისგან, D1 და D2-სგან, შედგება. ორივე ნაწილში ერთნაირი პიგმენტებია განლაგებული, მაგრამ უცნაურია, რომ ელექტრონები მხოლოდ D1 ნაწილში მოძრაობს.
“სტრუქტურული სიმეტრიის მიუხედავად, ფუნქციურად მხოლოდ D1 განშტოებაა აქტიური. ეს თემა დიდი ხნის განმავლობაში გაურკვევლად რჩებოდა”, — ამბობს კვლევის თანაავტორი ადითია კუმარ მანდალი.
მეცნიერებმა დაადგინეს, რომ D2 სტრუქტურაში ენერგეტიკული ბარიერი ორჯერ უფრო მაღალია, რაც ელექტრონებს ამ გზით მოძრაობის საშუალებას არ აძლევს. აღმოჩნდა, რომ D2-ში წინაღობა თითქმის 100-ჯერ მეტია, ვიდრე D1-ში.
კვლევის ავტორები აცხადებენ, რომ განსხვავება შესაძლოა, ცილაში ჩაშენებულ პიგმენტებზე იყოს დამოკიდებული. განსხვავებული სტრუქტურის გამო, D1-ში ქლოროფილს უფრო ადვილად შეუძლია ელექტრონის მიღება და გადაცემა, ვიდრე D2-ში.
ამის მიუხედავად, მეცნიერები აღნიშნავენ, რომ ამ სტრუქტურის შეცვლა შესაძლებელია. თუ D2-ში ქლოროფილისა და ფეოფიტინის კონცენტრაციას შევცვლით შესაძლოა, ელექტრონების მოძრაობა ცილის ამ სტრუქტურაშიც დაიწყოს.
ეს აღმოჩენა ფოტოსინთეზის პროცესის უკეთ გაგებაში გვეხმარება და შეიძლება, მასზე დაფუძნებულ თანამედროვე ტექნოლოგიებს დაედოს საფუძვლად.
კვლევა გამოქვეყნდა ჟურნალ PNAS-ში.
· გადახედვა მეცნიერება ფსილოციბინმა ადამიანის უჯრედების სიცოცხლის ხანგრძლივობა 50%-ით გაზარდა — კვლევა ფსილოციბინმა ადამიანის უჯრედების სიცოცხლის ხანგრძლივობა 50%-ით გაზარდა — კვლევა
· გადახედვა მეცნიერება ცხოველების ენის გაგებაში დაგვეხმარება — როგორ ხელოვნური ინტელექტი ცხოველების ენის გაგებაში დაგვეხმარება — როგორ