Científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) de Estados Unidos descubrieron por qué la fotosíntesis es tan eficaz en la captación de luz, según un artículo publicado en la revista especializada «Proceedings of the National Academy of Sciences».
La investigación difundida hoy explica que “cuando las células fotosintéticas absorben la luz del sol, unos paquetes de energía llamados fotones saltan entre una serie de proteínas captadoras de luz hasta llegar al centro de reacción fotosintético”, es ese el momento en el que las células convierten la energía en electrones.
Esta transferencia de energía a través del complejo de captación de luz se produce con una eficiencia extremadamente alta: “Casi cada fotón de luz absorbido genera un electrón, un fenómeno conocido como eficiencia cuántica cercana a la unidad”, explicó un despacho de la agencia de noticias DPA.
El estudio de especialistas del MIT describe cómo las proteínas del complejo captador de luz, también llamado antena, alcanzan esa alta eficiencia y, por primera vez, los investigadores fueron capaces de medir la transferencia de energía entre las proteínas captadoras de luz, lo que les permitió descubrir que la disposición desorganizada de estas proteínas potencia la eficiencia de la transducción de energía.
«Para que la antena funcione, se necesita una transducción de energía a larga distancia. Nuestro hallazgo clave es que la organización desordenada de las proteínas captadoras de luz aumenta la eficacia de esa transducción de energía a larga distancia», afirmó Gabriela Schlau-Cohen, profesora asociada de Química en el MIT y autora principal del nuevo estudio.
Para este estudio, el equipo del MIT se centró en las bacterias púrpuras, que suelen encontrarse en entornos acuáticos pobres en oxígeno y se suelen utilizar como modelo para estudiar la captación fotosintética de la luz. Dentro de estas células, los fotones capturados viajan a través de complejos de captación de luz formados por proteínas y pigmentos que absorben la luz, como la clorofila.
De este modo, con espectroscopia ultrarrápida, una técnica que utiliza pulsos láser extremadamente cortos para estudiar sucesos que ocurren en escalas de tiempo de femtosegundos a nanosegundos, los científicos analizaron cómo se mueve la energía dentro de una sola de estas proteínas.
«La organización ordenada es en realidad menos eficiente que la organización desordenada de la biología, lo que nos parece realmente interesante porque la biología tiende a ser desordenada. Este hallazgo nos dice que tal vez no sea sólo un inconveniente inevitable de la biología, sino que los organismos pueden haber evolucionado para aprovecharlo», afirma Schlau-Cohen.
Con este descubrimiento, y la capacidad de medir la transferencia de energía entre proteínas, los investigadores planean explorar la transferencia de energía entre otras proteínas, como la transferencia entre proteínas de la antena y proteínas del centro de reacción. También tienen previsto estudiar la transferencia de energía entre proteínas de la antena que se encuentran en organismos distintos de las bacterias púrpuras, como las plantas verdes.
