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\u201cPara comprender c\u00f3mo la biolog\u00eda alimenta todas sus actividades arraigadas, debe comprenderse la transferencia de electrones\u201d, dijo el biof\u00edsico de Argonne National Laboratory Philip Laible, autor principal del estudio publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences. \u201cEl movimiento de electrones es crucial: es c\u00f3mo se realiza el trabajo dentro de una c\u00e9lula\u201d.<\/p>\n
En los organismos fotosint\u00e9ticos, estos procesos comienzan con la absorci\u00f3n de un fot\u00f3n de luz por los pigmentos localizados en las prote\u00ednas. Cada fot\u00f3n impulsa un electr\u00f3n a trav\u00e9s de una membrana ubicada dentro de compartimientos\u00a0especializados dentro de la c\u00e9lula.<\/p>\n
\u201cLa separaci\u00f3n de la carga a trav\u00e9s de una membrana, y la estabilizaci\u00f3n de la misma, es cr\u00edtica, ya que genera energ\u00eda que estimula el crecimiento celular\u201d, dijo la bioqu\u00edmica de Argonne y coautora Deborah Hanson, en un comunicado.<\/p>\n
El equipo de investigaci\u00f3n de Argonne y la Universidad de Washington ha obtenido una valiosa informaci\u00f3n sobre los pasos iniciales de este proceso: el viaje del electr\u00f3n.<\/p>\n
Hace casi 35 a\u00f1os, cuando se dio a conocer la primera estructura de este tipo de complejos, los cient\u00edficos se sorprendieron al descubrir que despu\u00e9s de\u00a0la absorci\u00f3n de la luz, los procesos de transferencia de electrones enfrentaron un dilema: hay dos v\u00edas posibles para que el electr\u00f3n viaje.<\/p>\n
En la naturaleza, las plantas, las algas y las bacterias fotosint\u00e9ticas usan solo una de ellas, y los cient\u00edficos no ten\u00edan idea de por qu\u00e9.<\/p>\n
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Lo que s\u00ed sab\u00edan era que la propulsi\u00f3n del electr\u00f3n a trav\u00e9s de la membrana, que efectivamente cosechaba la energ\u00eda del fot\u00f3n, requer\u00eda m\u00faltiples pasos.<\/p>\n
Los cient\u00edficos de Argonne y de la Universidad de Washington han logrado interferir con cada uno de ellos para cambiar la trayectoria del electr\u00f3n. \u201cHemos estado en este camino durante m\u00e1s de tres d\u00e9cadas, y es un gran logro que abre muchas oportunidades\u201d, dijo Dewey Holten, qu\u00edmico de la Universidad de Washington.<\/p>\n
El reciente estudio muestra c\u00f3mo descubrieron una versi\u00f3n de ingenier\u00eda de este complejo de prote\u00ednas que cambi\u00f3 la utilizaci\u00f3n de los caminos, habilitando el que estaba inactivo mientras que deshabilita el otro.<\/p>\n
\u201cEs notable que hayamos logrado cambiar la direcci\u00f3n de la transferencia inicial de electrones\u201d, dijo Christine Kirmaier, qu\u00edmico de la Universidad de Washington y l\u00edder del proyecto.<\/p>\n
\u201cEn\u00a0la naturaleza, el electr\u00f3n eligi\u00f3 una ruta el 100 por ciento del tiempo. Pero a trav\u00e9s de nuestros esfuerzos, hemos podido hacer que el electr\u00f3n cambie a una ruta alternativa el 90 por ciento del tiempo. Estos descubrimientos plantean preguntas interesantes para futuras investigaciones\u201d.<\/p>\n
Como resultado de sus esfuerzos, los cient\u00edficos ahora est\u00e1n m\u00e1s cerca que nunca de poder dise\u00f1ar sistemas de transferencia de electrones en los que puedan enviar un electr\u00f3n por un camino de su elecci\u00f3n.<\/p>\n
\u201cEsto es importante porque estamos ganando la capacidad de aprovechar el flujo de energ\u00eda para comprender los principios de dise\u00f1o que conducir\u00e1n a nuevas aplicaciones de sistemas abi\u00f3ticos\u201d, dijo Laible.<\/p>\n
\u201cEsto nos permitir\u00eda mejorar en gran medida la eficiencia de muchos dispositivos alimentados por\u00a0energ\u00eda solar, potencialmente haci\u00e9ndolos mucho m\u00e1s peque\u00f1os.<\/p>\n
Tenemos una tremenda oportunidad aqu\u00ed para abrir disciplinas completamente nuevas de reacciones bioqu\u00edmicas impulsadas por la luz, que no han sido previstas por naturaleza. Si podemos hacer eso, eso es enorme \u201c.<\/p>\n