Descubrimientos pioneros acerca del papel dual del dióxido de carbono en la fotosíntesis

Investigadores de la Universidad Umeå han descubierto que el dióxido de carbono, en su forma iónica de bicarbonato, tiene una función de regulación en la división de agua en la fotosíntesis. Esto significa que el dióxido de carbono tiene un papel adicional de ser reducido a azúcar.

Es de sobra conocido que el carbono inorgánico en la forma de dióxido de carbono, CO₂, en reducido en un proceso impulsado por luz conocido como fotosíntesis de compuestos orgánicos en los cloroplastos. Una cosa menos conocida es que el carbono inorgánico también afecta a la velocidad del transporte de los electrones fotosintéticos, y por tanto, a la velocidad de producción de oxígeno fotosintético. Estos resultados fueron publicados por primera vez por el ganador del premio Nobel Otto Warburg y sus colaboradores a finales de los aós 50.

La explicación para el efecto de estimulación fue lógica en ese momento ya que proponía que el dióxido de carbono era la fuente del oxígeno que producen las plantas. Dicha idea resultó ser incorrecta muchos años después y en su lugar ahora sabemos que el agua, H₂O, es la fuente de oxígeno en la atmósfera.

El efecto estimulación observado por el carbono inorgánico en el transporte de electrones fotosintéticos, ha continuado causando in acalorado debate entre los investigadores de la fotosíntesis en todo el mundo y ha resultado en cientos de artículos publicados sobre este tema. El grupo de investigadores ha desarrollado técnicas muy sensibles basadas en "Espectroscopía de Masas de Membrana de Entrada" que puede ser usada para medir la producción de gases en muestras fotosintéticas bajo condiciones controladas analíticamente.

Con este método sensible fueron capaces de comprobar una temprana hipótesis de que el bicarbonato está actuando como aceptor para los protones que son producidos cuando el agua se divide en el fotosistema II. Si es así, además la producción de dióxido de carbono impulsada por luz, la producción de oxígeno debería ser detectada. Para su deleite, los científicos pudieron detectar cantidades relativamente grandes de dióxido de carbono en los experimentos de espectrometría de masas. Por tanto, parece como si dos especies diferentes de carbono, ambas derivadas del ciclo del ácido carbónico, tiene las propiedades químicas óptimas para ser usadas como terminal aceptor de electrones (CO₂) casi al final de la reacción fotosintética y al mismo tiempo como aceptor de protones (HCO₃-) muy al final de la reacción fotosintética.

Via Teknat