Regulación Dinámica del Sistema de Captación de Luz a través de Transiciones de Estado en Plantas Terrestres y Algas Verdes
Autores: Shang, Hui; Li, Mei; Pan, Xiaowei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
La fotosíntesis constituye el único proceso natural conocido que captura la energía solar para convertir el dióxido de carbono y el agua en biomasa. Las reacciones primarias de la fotosíntesis son catalizadas por los complejos del fotosistema II (PSII) y del fotosistema I (PSI). Ambos fotosistemas se asocian con complejos de antena cuya función principal es aumentar la capacidad de captura de luz del núcleo. Para mantener una actividad fotosintética óptima en un entorno de luz natural en constante cambio, las plantas y las algas verdes regulan la energía de foto-excitación absorbida entre PSI y PSII a través de procesos conocidos como transiciones de estado. Las transiciones de estado representan un mecanismo de adaptación a la luz a corto plazo para equilibrar la distribución de energía entre los dos fotosistemas al reubicar las proteínas del complejo de captura de luz II (LHCII). La excitación preferencial de PSII (estado 2) resulta en la activación de una quinasa de cloroplasto que a su vez fosforila LHCII, un proceso seguido por la liberación de LHCII fosforilado de PSII y su migración a PSI, formando así el supercomplejo PSI-LHCI-LHCII. El proceso es reversible, ya que LHCII es desfosforilado y regresa a PSII bajo la excitación preferencial de PSI. En los últimos años, se han reportado estructuras de alta resolución del supercomplejo PSI-LHCI-LHCII de plantas y algas verdes. Estos datos estructurales proporcionan información detallada sobre los patrones de interacción de LHCII fosforilado con PSI y sobre la disposición de los pigmentos en el supercomplejo, lo cual es crítico para construir las vías de transferencia de energía de excitación y para una comprensión más profunda del mecanismo molecular del progreso de las transiciones de estado. En esta revisión, nos centramos en los datos estructurales del supercomplejo del estado 2 de plantas y algas verdes y discutimos el estado actual del conocimiento sobre las interacciones entre la antena y el núcleo de PSI y las posibles vías de transferencia de energía en estos supercomplejos.
Descripción
La fotosíntesis constituye el único proceso natural conocido que captura la energía solar para convertir el dióxido de carbono y el agua en biomasa. Las reacciones primarias de la fotosíntesis son catalizadas por los complejos del fotosistema II (PSII) y del fotosistema I (PSI). Ambos fotosistemas se asocian con complejos de antena cuya función principal es aumentar la capacidad de captura de luz del núcleo. Para mantener una actividad fotosintética óptima en un entorno de luz natural en constante cambio, las plantas y las algas verdes regulan la energía de foto-excitación absorbida entre PSI y PSII a través de procesos conocidos como transiciones de estado. Las transiciones de estado representan un mecanismo de adaptación a la luz a corto plazo para equilibrar la distribución de energía entre los dos fotosistemas al reubicar las proteínas del complejo de captura de luz II (LHCII). La excitación preferencial de PSII (estado 2) resulta en la activación de una quinasa de cloroplasto que a su vez fosforila LHCII, un proceso seguido por la liberación de LHCII fosforilado de PSII y su migración a PSI, formando así el supercomplejo PSI-LHCI-LHCII. El proceso es reversible, ya que LHCII es desfosforilado y regresa a PSII bajo la excitación preferencial de PSI. En los últimos años, se han reportado estructuras de alta resolución del supercomplejo PSI-LHCI-LHCII de plantas y algas verdes. Estos datos estructurales proporcionan información detallada sobre los patrones de interacción de LHCII fosforilado con PSI y sobre la disposición de los pigmentos en el supercomplejo, lo cual es crítico para construir las vías de transferencia de energía de excitación y para una comprensión más profunda del mecanismo molecular del progreso de las transiciones de estado. En esta revisión, nos centramos en los datos estructurales del supercomplejo del estado 2 de plantas y algas verdes y discutimos el estado actual del conocimiento sobre las interacciones entre la antena y el núcleo de PSI y las posibles vías de transferencia de energía en estos supercomplejos.