A fotossíntese literalmente mudou nosso mundo. As plantas ‘comendo’ a luz do sol e ‘exalando’ oxigênio transformaram toda a atmosfera da Terra na que agora respiramos e abastecem nossos ecossistemas com energia.
Agora, os pesquisadores pegaram uma espécie astuta de bactéria com tecnologia de fotossíntese roubada. E seu dispositivo molecular comedor de luz é diferente de qualquer outro que já vimos.
“A arquitetura do complexo é muito elegante. Uma verdadeira obra-prima da natureza”, diz Michal Koblizek, do Instituto de Microbiologia da Academia Tcheca de Ciências. “Ele tem não apenas boa estabilidade estrutural, mas também grande eficiência de colheita de luz.”
Embora já conheçamos muitas bactérias fotossintéticas, o que está acontecendo dentro do deserto de Gobi, Gemmatimonas phototrophica, é único.
Em algum momento durante a história da bactéria, ela roubou todo um conjunto de genes relacionados à fotossíntese de uma proteobactéria mais antiga ? um filo de bactérias completamente diferente.
Isso mostra o poder das habilidades horizontais de transferência de genes das bactérias (notórias por espalhar facilmente a resistência aos antibióticos), permitindo que um tipo totalmente diferente de organismo obtenha poderes de comer luz solar.
Este complexo de moléculas de captura de luz solar novo para a ciência, altamente estável, tem um centro de reação central, um anel interno de captura de luz solar visto antes em outras bactérias e um novo tipo de anel externo.
Juntos, esses três componentes o tornam maior do que os complexos fotossintetizantes descritos anteriormente.
Os anéis externos capturam a luz solar, com o anel extra adicionando bandas de absorção de 800 e 816 nm à absorção de 868 nm do anel interno. Eles então canalizam seus fótons capturados em direção ao centro de reação onde os cromóforos, como os pigmentos verdes de clorofila nas plantas, são encontrados.
É aqui que ocorre a fotossíntese. A luz solar capturada excita os cromóforos para que transfiram seus elétrons ao longo de um caminho que induz os átomos da água a uma série de reações usando dióxido de carbono para produzir açúcares.
Os pedaços de luz tornam-se parte da energia de ligação que une as moléculas de açúcar ? as mesmas que nós, animais, podemos separar para obter nossa energia.
O centro de reação de G. phototrophica é semelhante aos encontrados em proteobactérias e tem os mesmos cromóforos observados em bactérias púrpuras que se alimentam de luz solar. No entanto, difere de outros centros de reação conhecidos com um arranjo único de moléculas estabilizadoras.
Embora essa estrutura fotossintetizadora exija mais energia para ser construída do que outros tipos mais familiares, explicam os pesquisadores, ?isso pode ser compensado por sua extraordinária estabilidade e pela robustez do? complexo provavelmente representa uma vantagem evolutiva?.
“Este estudo estrutural e funcional tem implicações interessantes porque mostra que G. phototrophica desenvolveu de forma independente sua própria arquitetura compacta, robusta e altamente eficaz para coletar e capturar energia solar”, diz o biólogo estrutural Pu Qian, da Universidade de Sheffield.
Um dia, nós também poderemos roubar os antigos segredos da fotossíntese de G. phototrophica para construir um futuro de biologia sintética movida a energia solar.
Publicado em 21/02/2022 19h01
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