Fotosintezin sirləri atom səviyyəsində açıldı və bir milyard il əvvəl Yer kürəsini yaşıl mənzərəyə çevirən bu super güc bitkisi haqqında əhəmiyyətli yeni anlayışlar təmin etdi.

John Innes Mərkəzinin tədqiqatçıları fotosintetik zülalların necə əmələ gəldiyini araşdırmaq üçün cryo-EM adlı qabaqcıl mikroskopiya metodundan istifadə ediblər.

Cell -də nəşr olunan araşdırma , bu sahədə gələcək fundamental kəşfləri stimullaşdırmaq və daha davamlı bitkilərin inkişafı üçün uzunmüddətli hədəflərə kömək etmək üçün bir model və resurslar təqdim edir.

Fotosintetik zülal istehsalını başa düşmək

Qrup rəhbəri və məqalənin həmmüəllifi Dr Michael Webster dedi: “Xloroplast genlərinin transkripsiyası bitkiləri böyümək üçün lazım olan enerji ilə təmin edən fotosintetik zülalların yaradılmasında əsas addımdır. Ümid edirik ki, bu prosesi daha yaxşı başa düşməklə – təfərrüatlı molekulyar səviyyədə – daha güclü fotosintetik aktivliyə malik bitkiləri inkişaf etdirmək istəyən tədqiqatçıları təchiz edəcəyik.

“Bu işin ən mühüm nəticəsi faydalı resursun yaradılmasıdır. Tədqiqatçılar xloroplast polimerazın atom modelini yükləyə və onun necə işləyə biləcəyinə dair öz fərziyyələrini və onları sınaqdan keçirəcək eksperimental strategiyaları hazırlamaq üçün istifadə edə bilərlər.

Fotosintez xloroplastların içərisində, öz genomlarını ehtiva edən bitki hüceyrələrinin içərisindəki kiçik bölmələrdə baş verir və bitkilər tərəfindən udulmadan və birlikdə seçilməmişdən əvvəl sərbəst yaşayan fotosintetik bakteriyalar kimi keçmişlərini əks etdirir.

John Innes Mərkəzindəki Webster qrupu, bitkilərin fotosintetik zülalları, bu zərif kimyəvi reaksiyanı həyata keçirən molekulyar maşınları, atmosferdəki karbon dioksidi və suyu sadə şəkərlərə çevirən və əlavə məhsul olaraq oksigeni necə istehsal etdiyini araşdırır.

Protein istehsalında ilk mərhələ transkripsiyadır, burada bir genin “messenger RNT ” istehsal etmək üçün oxunmasıdır. Bu transkripsiya prosesi RNT polimeraza adlı bir ferment tərəfindən həyata keçirilir.

Xloroplast RNT Polimerazının Mürəkkəbliyi

50 il əvvəl xloroplastların özünəməxsus RNT polimerazını ehtiva etdiyi aşkar edilmişdir. O vaxtdan bəri alimlər bu fermentin nə qədər mürəkkəb olduğuna təəccüblənirlər. Onun əcdadından, bakterial RNT polimerazasından daha çox alt vahidə malikdir və hətta insan RNT polimerazalarından da böyükdür.

Webster qrupu xloroplastların niyə belə mürəkkəb RNT polimeraza malik olduğunu anlamaq istədi. Bunu etmək üçün onlar xloroplast RNT polimerazanın struktur arxitekturasını vizuallaşdırmaq lazım idi.

Tədqiqat qrupu ağ xardal bitkilərindən təmizlənmiş xloroplast RNT polimeraz nümunələrinin təsviri üçün kriogen elektron mikroskopiya (kriyo-EM) adlı üsuldan istifadə edib.

Atom Səviyyəsi Analizindən İnsights

Bu şəkilləri emal edərək, molekulyar kompleksdə 50.000-dən çox atomun mövqelərini ehtiva edən bir model qura bildilər.