Dünyanın En Önemli Biyokimyasal Reaksiyonu: Bitkilerde CO2 Alımını Arttırmak İçin Fotosentez Buluşu
Kopenhag Üniversitesi’ndeki yeni araştırmaya göre, bitki hücrelerindeki bir grup protein, fotosentezin düzenlenmesinde bir zamanlar düşünülenden çok daha önemli bir rol oynuyor. Araştırma, fotosentez düzenlemesini tam olarak anlama ve iklime fayda sağlamak için bitkilerde CO2 alımını artırma yolunda önemli bir adımdır.
📌Bu yazı SciTechDaily sayfasında yayınlanan bir makalenin çevirisidir. Orjinal makaleye buradan ulaşabilirsiniz.
Dünya atmosferinden daha fazla CO2 emebilecek ve böylece dünyanın iklim sorunlarının çözülmesine yardımcı olabilecek bitkiler yetiştirebildiğinizi hayal edin. İnsanlar, gıda üretimini artırmak ve binlerce yıl hayatta kalmamızı sağlamak için bitkileri seçti, yetiştirdi ve optimize etti.
Ancak Dünya’daki yaşamın en önemli ve temel işlevi olan fotosentez, şimdiye kadar, insan faaliyetlerinden kaynaklanan sera gazı emisyonlarının gezegenimizi tehdit ettiği bir çağda, bitki seçimi veya üreme ile ilgili değildi. Yeni teknolojilerle, dünyanın dört bir yanındaki bilim insanları artık fotosentezi yönlendiren bitkilerin iç süreçlerini anlamaya çalışıyorlar.
PNAS bilimsel dergisinde yayınlanan yeni bir çalışmada, Kopenhag Üniversitesi Bitki ve Çevre Bilimleri Bölümü’nden araştırmacılar, bitki yaprak hücrelerinde bulunan ve CURT1 adı verilen bir grup proteinin fotosentezde sanıldığından çok daha önemli bir rol oynadığını keşfettiler.
“CURT1 proteinlerinin bir bitkinin yeşil yaprak gelişimini tohum aşamasından itibaren kontrol ettiğini keşfettik. Bu nedenle, proteinlerin fotosentezin ne kadar etkili bir şekilde kurulduğu üzerinde büyük bir etkisi var” diye açıklıyor araştırmanın baş yazarı Doçent Mathias Pribil.
Fotosentezi Başlatan Proteinler
CURT1 proteinlerinin daha önceleri daha mütevazı bir rol oynadığına ve sadece tam gelişmiş yapraklarda bulunduğuna inanılıyordu. Ancak, son teknoloji Görüntüleme tekniklerini kullanan araştırmacılar, bir dizi deneysel deniz teresi (Arabidopsis) bitkisinin büyümesini x30.000 yakınlaştırdı. Bu durum, bitkileri moleküler düzeyde incelemelerine izin verdi. Araştırmacılar, CURT1 proteinlerinin bitkilerinin yaşamlarının ilk aşamalarından itibaren mevcut olduğunu görebildiler.
“Topraktan çıkış, bitki için kritik bir andır, çünkü güneş ışığına maruz kalır ve hayatta kalabilmek için hızla fotosentez yapması gerekir. Burada, CURT1 proteinlerinin fotosentezi harekete geçiren ve bitkinin hayatta kalmasını sağlayan süreçleri koordine ettiğini görebiliriz, bu daha önce bilmediğimiz bir şey” diye açıklıyor Mathias Pribil.
Fotosentez, bir bitki yaprağının hücreleri içinde bir tür organ olan bitki hücrelerinde, 0,005 mm uzunluğundaki eliptik gövdeler olan kloroplastlarda gerçekleşir. Her kloroplastın içinde bir zar, proteinleri ve fotosentezi mümkün kılan diğer işlevleri barındırır.
“CURT1 proteinleri bu zarın şeklini kontrol ederek, bitki çevresindeki ortamın nasıl değiştiğine bağlı olarak bir bitki hücresindeki diğer proteinlerin hareket etmesini ve fotosentezi çevreleyen önemli görevleri gerçekleştirmesini kolaylaştırır. Bu, güneş ışığı yoğun olduğunda hafif hasat protein komplekslerini onarmak veya güneş ışığı zayıf olduğunda bir kloroplastın ışık enerjisini toplama yeteneğini artırmak olabilir” diye açıklıyor Pribil.
Gelecekte İyileştirilmiş CO2 Alımı
Yeni bulgu, Dünya’nın en önemli biyokimyasal reaksiyonuna daha derin bir bakış açısı sağlıyor. Gerçekten de bitkiler olmasaydı, gezegenimizde ne hayvanlar ne de insanlar olmazdı. Şimdiye kadar, sonuç sadece tere bitkisi için geçerlidir, ancak CURT1 proteinlerinin fotosentez için önemi diğer bitkilere de yayılmamış olsaydı Pribil “çok şaşırırdı”.
“Bu, fotosentezi kontrol eden tüm bileşenleri anlama yolunda önemli bir adım. Buradaki soru, fotosentezi optimize etmek amacıyla genel olarak bitkilerdeki CURT1 protein kompleksini geliştirmek için bu yeni bilgiyi kullanıp kullanamayacağımızdır” diyor ve ekliyor:
“Araştırmamızın çoğu, bitkilerin daha fazla CO2 emebilmesi için fotosentezi daha verimli hale getirme etrafında dönüyor. Tarım tarihi boyunca en iyi mahsulleri seçip yetiştirdiğimiz gibi, şimdi de doğanın mümkün olan en iyi CO2 emici olmasına yardım etmekle ilgili” diyor Mathias Pribil.
🔎 CURT1 Protein Gerçekleri
- URT1, fotosentezin daha verimli çalışmasını sağlayan iç kloroplast zarının yapısal süreçlerini koordine eden bir protein grubudur.
- Bir zamanlar bu protein grubunun sadece olgun yapraklı bitkilerde bulunduğu ve proteinin daha az önemli bir rol oynadığı düşünülüyordu. Bilim adamları artık protein grubunun fotosentezi yönetmede merkezi olduğunu biliyorlar.
- Protein grubu ayrıca bitki yapraklarının güneş ışığının gücüne bağlı olarak ışık hasat etme yeteneklerini artırmasına veya azaltmasına yardımcı olur.
- Dengesiz bir CURT1 protein içeriğine sahip bitkiler — çok fazla veya çok az olsun — daha yüksek ölüm oranına ve genellikle daha zayıf büyümeye sahipti.
