Durata de viață a complexelor de fotosinteză la plantele superioare Max-Planck-Gesellschaft
Cloroplastele și fotosinteză
În fotosinteză, plantele folosesc energia luminii solare pentru a fixa CO2 și a construi compuși organici din acesta. În același timp, apa este oxidată, creând oxigen molecular. Această secvență de reacții este localizată în cloroplaste și poate fi împărțită în două subetape: reacțiile dependente de lumină ale transportului fotosintetic de electroni, care au loc în membranele tilacoide și care furnizează agenți reducători sub formă de NADPH și energie chimică sub formă de ATP pentru asimilarea CO2 și cei din stroma a cloroplastelor care apar reacții ale ciclului Calvin. Ciclul Calvin asimilează CO2 în carbohidrați, consumând ATP și NADPH.
ATP și NADPH: Prea mult este dăunător
O activitate descrescătoare a ciclului Calvin duce la un consum mai mic de ATP și NADPH. Pentru a evita o scurgere masivă de electroni pe acceptori alternativi, în special oxigen molecular, asociată cu aceasta, transportul fotosintetic de electroni trebuie să fie limitat. În caz contrar, ar exista o producție crescută de specii reactive de oxigen (ROS), care ar putea distruge aparatul de fotosinteză și ar putea cauza procese de moarte celulară. Prin urmare, este de o importanță crucială pentru viabilitatea plantei de a adapta capacitatea producției fotosintetice de ATP și NADPH la cerințele respective [1].
Două complexe proteice reglează transportul fotosintetic al electronilor
Adaptarea transportului fotosintetic de electroni la cerere se realizează în principal prin schimbarea conținutului a două complexe proteice din membrana tilacoidă: Pe de o parte, conținutul complexului citocrom b6f (b6f), care catalizează etapa de limitare a ratei transportului de electroni fotosintetic, este ajustat în altele, conținutul plastidei ATP sintază este strict reglementat. Ultimul complex enzimatic folosește forța motorului protonului acumulată de transportul fotosintetic al electronilor pentru sinteza ATP. Conținutul ambelor complexe se poate modifica cu mai mult de un factor de zece în timpul dezvoltării frunzelor sau în adaptarea la stres [1].
Fig.1: Biogeneza și degradarea complexelor fotosintetice la plantele superioare. Explicații suplimentare în text.