Retinalofototrof - Retinalophototroph

Bir retinalofototrof iki farklı fotoototrof türünden biridir, fototrofların bir alt kategorisidir ve hücre sinyallemesi ve ışığı enerjiye dönüştürmek için kullandıkları retinal bağlayıcı proteinler olarak adlandırılır.[1][2][3][4] Tüm fotoototroflar gibi, retinalofototroflar da hücresel süreçlerini başlatmak için fotonları emer.[2][3][4] Bununla birlikte, tüm fotoototrofların aksine, retinalofototroflar, kimyasal reaksiyonlarını güçlendirmek için klorofil veya bir elektron taşıma zinciri kullanmazlar.[5][2][3] Bu, retinalofototrofların, inorganik karbonu (karbon dioksit gibi moleküler bileşiklerde bulunan karbon) organik bileşiklere dönüştüren temel bir fotosentetik süreç olan geleneksel karbon fiksasyonundan yoksun oldukları anlamına gelir.[5][4] Bu nedenle uzmanlar, bunların fotoototrofik meslektaşları olan klorofototroflardan daha az verimli olduğunu düşünüyor.[6]

Enerji dönüşümü

Retinalofototroflar, bir proton hareket kuvveti yoluyla yeterli enerji dönüşümü sağlar.[3][4] Retinalofototroflarda, proton güdü kuvveti, rodopsin benzeri proteinlerden, özellikle bakteriyörodopsin ve proteorodopsinden üretilir ve hücresel bir membran boyunca proton pompaları görevi görür.[1][4]

Retinalofototroflar, bir protein pompasını aktive etmek için gerekli fotonları yakalamak için, karotenoidler, yani beta-karotenoidler olarak bilinen organik pigmentleri kullanır.[7][3][4] Retinalofototroflarda bulunan beta-karotenoidler, enerji dönüşümü için alışılmadık adaylardır, ancak retinaldehit veya retina oluşumu için gerekli olan yüksek A Vitamini aktivitesine sahiptirler.[7][3][4] A Vitamininden yapılandırılmış bir kromofor molekülü olan retinal, karotenoidler arasındaki bağlar bölünme adı verilen bir işlemle bozulduğunda oluşur.[7][3][4] Akut ışık duyarlılığı nedeniyle retina, proton hareket kuvvetinin aktivasyonu için idealdir ve retinalofototroflara benzersiz bir mor renk verir.[1][4] Retina yeterince ışığı emdiğinde, izomerleşir, böylece rodopsin benzeri proteinlerin kovalent bağları arasında konformasyonel (yani yapısal) bir değişikliği zorlar.[1][3][4] Aktivasyon üzerine, bu proteinler, hücre zarının içi ve dışı arasında bir elektrokimyasal gradyan oluşturmak için iyonların geçişine izin veren bir ağ geçidini taklit eder.[1][4] Proton pompaları aracılığıyla gradyan boyunca dışarı doğru yayılan iyonlar, daha sonra hücre yüzeyindeki ATP sentaz proteinlerine bağlanır.[1][4] Hücreye geri yayıldıklarında, protonları ATP'nin (ADP ve bir fosfor iyonundan) oluşumunu katalize ederek retinalofototrofik kendi kendine devam etme ve proliferasyon için enerji sağlar.[1][4]

Taksonomi

Retinalofototroflar, yaşamın tüm alanlarında bulunur, ancak ağırlıklı olarak Bakteri ve Archaea taksonomik gruplar.[5][2][6] Bilim adamları, retinalofototrofinin genel ekolojik bolluğunun yatay veya yanal gen transferiyle ilişkili olduğuna inanıyor, çünkü retinalofototrofinin gerçekleşmesi için yalnızca iki gen gerekiyor: esasen, retina bağlayıcı protein sentezi (bop) için bir gen ve retinal kromofor sentezi (blh) için bir gen.[3][4]

Çevre ile etkileşimler

Görünür basitliklerine rağmen, retinalofototroflar, nispeten aşırı ortamlarda varoluşlarına dönüşen çok yönlü iyon kullanımına sahiptir.[3] Örneğin, retinalofototroflar, inorganik karbon eksikliğine rağmen, yeterli ışığın yanı sıra sodyum, hidrojen veya klorür konsantrasyonlarının hayati metabolik süreçlerini destekleyebilecek koşulları barındırdığı 200 metrenin üzerindeki derinliklerde gelişebilir.[3] Çalışmalar ayrıca sodyum ve hidrojen iyonlarının retinalofototrofun besin alımı ve ATP sentezi ile doğrudan ilişkili olduğunu, klorürün ise ozmotik dengeden sorumlu süreçleri yönlendirdiğini göstermiştir.[4] Retinalofototroflar yaygın olmasına rağmen, araştırmalar onların da niş olabileceğini göstermiştir.[1][6] Okyanus yüzeyine olan yakınlıklarına bağlı olarak, retinalofototroflar ışığı belirli dalga boyları içinde emmede daha iyi olacak şekilde gelişti.[1][6] En önemlisi, retinalofototrofların birincil üretici olarak yaygınlığı, deniz ortamlarının aşağıdan yukarıya mekaniğine ve sonuç olarak dünya çapında fauna ve floranın başarısına önemli ölçüde katkıda bulunur.[1][6]

Referanslar

  1. ^ a b c d e f g h ben j Béjà, Oded; Spudich, Elena N .; Spudich, John L .; Leclerc, Marion; DeLong, Edward F. (Haziran 2001). "Okyanusta proteorhodopsin fototrofisi". Doğa. 411 (6839): 786–789. doi:10.1038/35081051. ISSN  0028-0836.
  2. ^ a b c d Chew, Aline Gomez Maqueo; Bryant, Donald A (Ekim 2007). "Bakterilerde Klorofil Biyosentezi: Yapısal ve Fonksiyonel Çeşitliliğin Kökenleri". Mikrobiyolojinin Yıllık İncelemesi. 61 (1): 113–129. doi:10.1146 / annurev.micro.61.080706.093242. ISSN  0066-4227.
  3. ^ a b c d e f g h ben j k Hallenbeck, Patrick C., ed. (2017). "Fototrofik Prokaryotlarda Modern Konular". doi:10.1007/978-3-319-51365-2. Alıntı dergisi gerektirir | günlük = (Yardım)
  4. ^ a b c d e f g h ben j k l m n Ö "Fiziksel bilimler ve teknoloji Akademik Basın ansiklopedisi, 2. baskı". Çevrimiçi Seçim İncelemeleri. 35 (02): 35–0665-35-0665. 1997-10-01. doi:10.5860 / seçim.35-0665. ISSN  0009-4978.
  5. ^ a b c Burnap, Robert; Wim, Vermaas (2012). Fonksiyonel Genomik ve Fotosentetik Sistemlerin Evrimi. Springer Hollanda.
  6. ^ a b c d e Gómez-Consarnau, Laura; Kuzgun, John A .; Levine, Naomi M .; Cutter, Lynda S .; Wang, Deli; Seegers, Brian; Arístegui, Javier; Fuhrman, Jed A .; Gasol, Josep M .; Sañudo-Wilhelmy, Sergio A. (Ağustos 2019). "Mikrobiyal rodopinler, denizde tutulan güneş enerjisine en büyük katkı sağlayan unsurlardır". Bilim Gelişmeleri. 5 (8): eaaw8855. doi:10.1126 / sciadv.aaw8855. ISSN  2375-2548.
  7. ^ a b c Graham, Joel E .; Bryant, Donald A. (2008-12-15). "Synechoxanthin için Biyosentetik Yol, Euryhaline tarafından Sentezlenen Aromatik Karotenoid, Tek Hücreli Cyanobacterium Synechococcus sp. Suşu PCC 7002". Bakteriyoloji Dergisi. 190 (24): 7966–7974. doi:10.1128 / JB.00985-08. ISSN  0021-9193.