Bitkiler, algler ve bazı bakteriler güneş ışığını kullanarak kendi besinlerini kendileri üretir. Bu besin üretim yoluna fotosentez diyoruz. Bitkiler yüzlerce milyon yıldır, algler ve fotosentetik bakteriler ise daha da uzun zamandır güneş enerjisini kullanıyorlar.
Biliminsanları fotosentez yapan canlıların güneş enerjisinden nasıl yararlandıklarını uzun süredir anlamaya çalışıyorlardı. Güneş enerjisinden yararlanmaya ilişkin bilginin güneş panelleri ve sensörler gibi insan yapımı cihazların geliştirilmesi için kullanılabileceği düşünülmekte.
ABD Argonne Ulusal Laboratuvarı ile Washington Üniversitesi’nden araştırmacılar tarafından yürütülen fotosentezin mekanizmasına ilişkin çalışmada yaklaşık yarım asırlık bir soru cevaplandı: Fotosentez sırasında güneş enerjisinden nasıl yararlanılır? İlk olarak fotosentez sırasında ışığı yakalayan ve böylelikle bir dizi elektron transfer reaksiyonun başlamasını sağlayan fotosentetik proteinler incelendi. Argonne Ulusal Laboratuvarı’nda biyofizik üzerine çalışmalar yapan Philip Laible “Fotosentez mekanizmasını anlamak için elektron transfer mekanizmasını anlamalısınız” dedi ve ekledi: “Elektronların hareketi çok önemlidir. Hücre içerisindeki işlemler elektronların hareketiyle gerçekleşir.”
Fotosentez, güneş ışığından gelen fotonların fotosentetik protein komlekslerinin içerdiği pigmentler tarafından emilmesiyle başlar. Her foton, hücre içerisindeki özel bölmelere yerleştirilmiş olan bir zar hattı boyunca birer elektronu iter. Argonne Ulusal Laboratuvarı’ndan biyokimya uzmanı Deborah Hanson, “Elektronların zardan geçişi ile birlikte sağlanan yük değişimi hücre büyümesinin ve hücrenin enerji üretmesinin sağlanması açısından kritik bir öneme sahiptir” açıklamasında bulundu. Araştırma ekibi, fotosentez mekanizmasının ilk adımları olan elektron yolculuğu hakkında analizlerde bulundu. Yaklaşık 35 yıl önce, fotosentetik protein komplekslerinin yapısı ortaya çıkarıldığında, biliminsanları ışığın emiliminin ardından elektronların transfer sürecinde bir ikilemle karşı karşıya kaldığını keşfetti. Bu ikileme göre fotosentez sırasında elektronların yolculuğu için seçilebilecek iki olası yol vardır. Bitkiler, algler ve fotosentetik bakteriler bu yollardan sadece birini kullanır. Ancak şimdiye kadar doğadaki türlerin neden bu yolu tercih ettiği bilinmiyordu.
Biliminsanları yeni çalışmalarında bir elektronun fotosentez sırasında izlediği yolu değiştirmeyi başardılar. Washington Üniversitesi’nden kimyager Dewey Holten, “Otuz yılı aşkın süredir fotosentez mekanizmasının aydınlatılmasıyla ilgileniyoruz. Elde ettiğimiz veriler bize birçok yeni olanak sağlıyor” dedi. Protein komplekslerinden çıkan elektronların izledikleri yolun anlaşılması ve bu yolun çeşitli mekanizmaların yardımıyla değiştirilmesi gelecekteki araştırmalar için heyecan verici yeni soruları ortaya çıkarıyor.
Kaynak: https://www.sciencedaily.com/releases/2020/02/200205132347.htm
