10.4 C
بروكسل
الخميس مارس 28، 2024
الأخبارنظرة جديدة في عملية التخليق الحيوي: كيف تطور البكتيريا الزرقاء آلات التمثيل الضوئي الخاصة بها

نظرة جديدة في عملية التخليق الحيوي: كيف تطور البكتيريا الزرقاء آلات التمثيل الضوئي الخاصة بها

إخلاء المسؤولية: المعلومات والآراء الواردة في المقالات هي تلك التي تنص عليها وهي مسؤوليتهم الخاصة. المنشور في The European Times لا يعني تلقائيًا الموافقة على وجهة النظر ، ولكن الحق في التعبير عنها.

ترجمات إخلاء المسؤولية: يتم نشر جميع المقالات في هذا الموقع باللغة الإنجليزية. تتم النسخ المترجمة من خلال عملية آلية تعرف باسم الترجمات العصبية. إذا كنت في شك ، فارجع دائمًا إلى المقالة الأصلية. شكرا لتفهمك.

غشاء ثايلاكويد سيانوبكتيري

رسم توضيحي لغشاء الثايلاكويد السيانوبكتيري. الائتمان: Luning Liu et al.

كشفت دراسة جديدة أجراها باحثون في جامعة ليفربول عن كيفية قيام الكائنات الحية القديمة في التمثيل الضوئي - البكتيريا الزرقاء - بتطوير آليات التمثيل الضوئي الخاصة بهم وتنظيم بنية غشاء التمثيل الضوئي الخاصة بهم من أجل الالتقاط الفعال للضوء الشمسي ونقل الطاقة.

ينتج التمثيل الضوئي الأكسجين ، الذي تقوم به النباتات والطحالب والبكتيريا الزرقاء ، الطاقة والأكسجين للحياة على الأرض ويمكن القول أنه أهم عملية بيولوجية. تعد البكتيريا الزرقاء من أوائل الصور الضوئية التي يمكنها إجراء عملية التمثيل الضوئي للأكسجين وتقديم مساهمات كبيرة في الغلاف الجوي للأرض والإنتاج الأولي.

يتم تنفيذ تفاعلات التمثيل الضوئي المعتمدة على الضوء من خلال مجموعة من مركبات التمثيل الضوئي والجزيئات الموجودة في أغشية الخلايا المتخصصة ، والتي تسمى أغشية الثايلاكويد. في حين أن بعض الدراسات قد أبلغت عن هياكل مجمعات التمثيل الضوئي وكيفية إجرائها لعملية التمثيل الضوئي ، إلا أن الباحثين ما زالوا لا يفهمون سوى القليل عن كيفية بناء أغشية الثايلاكويد الأصلية وتطويرها لتصبح كيانًا وظيفيًا في الخلايا الزرقاء البكتيرية.

طور فريق البحث ، بقيادة البروفيسور لونينج ليو من معهد الأنظمة والبيولوجيا الجزيئية والتكاملية بالجامعة ، طريقة للتحكم في تكوين أغشية الثايلاكويد أثناء نمو الخلايا واستخدم أحدث البروتينات والتصوير المجهري لتوصيف عملية النضج التدريجي لأغشية الثايلاكويد. يتم نشر نتائجهم في المجلة طبيعة الاتصالات.

قال البروفيسور ليو: "نحن سعداء حقًا بالنتائج". "يرسم بحثنا صورة حول كيفية توليد الصور الضوئية ثم تطوير أغشية التمثيل الضوئي الخاصة بها ، وكيف يتم دمج مكونات التمثيل الضوئي المختلفة ووضعها في غشاء الثايلاكويد لإجراء عملية التمثيل الضوئي الفعالة - وهو سؤال طويل الأمد في هذا المجال."

قال المؤلف الأول للدراسة ، الدكتور توماس هوكو: "وجدنا أن أغشية الثايلاكويد المركبة حديثًا تظهر بين غشاء الخلية المحيطية ، الذي يطلق عليه غشاء البلازما ، وطبقة الثايلاكويد الموجودة مسبقًا. من خلال اكتشاف تركيبات البروتين وأنشطة التمثيل الضوئي أثناء عملية تطوير الثايلاكويد ، نجد أيضًا أن بروتينات التمثيل الضوئي يتم التحكم فيها جيدًا في المكان والزمان لتتطور وتتجمع في أغشية الثايلاكويد. "

يُظهر البحث الجديد أن غشاء الثايلاكويد الأزرق هو نظام بيولوجي ديناميكي حقًا ويمكنه التكيف بسرعة مع التغيرات البيئية أثناء نمو البكتيريا. في الثايلاكويدات ، يمكن لبروتينات التمثيل الضوئي أن تنتشر من موضع إلى آخر وتشكل "جزر بروتينية" وظيفية للعمل معًا لتحقيق كفاءة عالية في التمثيل الضوئي.

وأضاف البروفيسور ليو: "نظرًا لأن البكتيريا الزرقاء تقوم بعملية التمثيل الضوئي الشبيهة بالنباتات ، فإن المعرفة المكتسبة من أغشية البكتيريا الزرقاء الثايلاكويد يمكن أن تمتد إلى زراعة الثايلاكويدات". "إن فهم كيفية تطوير آلية التمثيل الضوئي الطبيعي وتنظيمها في الصور الضوئية أمر حيوي لضبط وتحسين أداء التمثيل الضوئي. يوفر هذا حلولًا لتحسين عملية التمثيل الضوئي للنباتات والمحاصيل بشكل مستدام ، في سياق تغير المناخ وتزايد عدد السكان. قد يفيد بحثنا أيضًا التصميم المستوحى من الحيوية وتوليد أجهزة التمثيل الضوئي الاصطناعية من أجل نقل الإلكترون وإنتاج الطاقة الحيوية بكفاءة. "

المرجع: "استكشاف مسار التكوُّن الحيوي وديناميكيات أغشية الثايلاكويد" بقلم توماس هوكو ، تاو ني ، جريجوري ف.دايكس ، ديبورا إم.سيمبسون ، فيليب براونريدج ، فابيان د. كونرادي ، روبرت ج.بينون ، بيتر جي نيكسون ، كونراد دبليو مولينو ، بيجون زانغ ولو-نينغ ليو ، 9 يونيو 2021 ، طبيعة الاتصالات.
DOI: 10.1038/s41467-021-23680-1

تم إجراء البحث بالتعاون مع مركز الجامعة لأبحاث البروتينات ، ومركز التصوير الخلوي ، ووحدة الفحص المجهري الإلكتروني الطبي الحيوي ، وكذلك مع باحثين من جامعة أكسفورد ، وجامعة كوين ماري في لندن ، وإمبريال كوليدج لندن. تم تمويل البحث من قبل BBSRC و Royal Society و Wellcome Trust و Leverhulme Trust.

- الإعلانات -

المزيد من المؤلف

- المحتوى الحصري -بقعة_صورة
- الإعلانات -
- الإعلانات -
- الإعلانات -بقعة_صورة
- الإعلانات -

يجب أن يقرأ

أحدث المقالات

- الإعلانات -