Biyokimyaçılar üçün ilk sual yaranır: fotosintezlə oksigen istehsalı, yoxsa aerob maddələr mübadiləsi ilə oksigen istehlakı?

Fotosintezdə yosunlar və bitkilər günəş işığını qəbul edərək karbon qazını və suyu böyümək üçün yanacağa çevirərək əlavə məhsul kimi oksigeni buraxırlar. Heyvanlar isə istehlak etdikləri yanacağı enerjiyə çevirmək üçün oksigendən istifadə edir və karbon dioksidi buraxır, bu proses aerob metabolizm adlanır.

Beləliklə, hansı birinci gəldi? Proceedings of the National Academy of Sciences jurnalında çıxan yeni bir məqalədə beynəlxalq tədqiqatçılar konsorsiumu tərəfindən təkamüllə bağlı sualın cavabına səbəb ola biləcək mümkün itkin halqa molekulunun təsadüfi kəşfinin təfərrüatları açıqlanır.

Yer və Planet Elmləri Departamentinin keçmiş postdoktorantı və məqalənin aparıcı müəllifi Feliks Ellinq deyib: “Əvvəldən bizdə belə bir fikir var idi ki, bu, fotosintezin təkamülü və oksigenlə nəfəs almaq qabiliyyəti ilə əlaqəli ola bilər”.

Professor Ann Pearson-un Molekulyar Biogeokimya və Üzvi Geokimya Laboratoriyasında işləyən Ellinq qeyri-adi bir şey kəşf edərkən aerob maddələr mübadiləsinin təkamülü ilə əlaqəli olmayan xüsusi molekullar axtarırdı: azotdan istifadə edən bitkilərdə molekulda cüzi dəyişiklik, daha çox, bu kimi bir şey aşkar etdi. bakteriya deyil, fotosintez lazımdır.

Hazırda Almaniyanın Kiel Universitetində fakültədə oxuyan Ellinq, “Biz tamamilə fərqli bir layihə üçün bakteriyaları yoxlayırdıq” dedi.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=8188791252&adk=2329133447&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1740478923&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-02-accidental-discovery-hint-chicken-egg.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTAuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMzLjAuNjk0My4xMjciLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90KEE6QnJhbmQiLCI5OS4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzMy4wLjY5NDMuMTI3Il0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzMy4wLjY5NDMuMTI3Il1dLDBd&dt=1740478922963&bpp=1&bdt=63&idt=69&shv=r20250220&mjsv=m202502200101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Dd606465ca292edbd%3AT%3D1740391608%3ART%3D1740478888%3AS%3DALNI_MYgWlojxSNcnNmVIf_Ffsv2AtGSvQ&gpic=UID%3D00001043c7736ecb%3AT%3D1740391608%3ART%3D1740478888%3AS%3DALNI_MZEJhtS9BvVA2wUskr2oxa8iW1_rA&eo_id_str=ID%3D2ef8f05ef9da7b6b%3AT%3D1740391608%3ART%3D1740478888%3AS%3DAA-AfjaExhn3EpdjGfR62WdKed2r&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=1142107122448&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=864&u_w=1536&u_ah=824&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=2016&biw=1519&bih=738&scr_x=0&scr_y=0&eid=95352638%2C95347433%2C95350015&oid=2&pvsid=2303997391289455&tmod=372723268&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C1536%2C824%2C1536%2C738&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDFd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=72

Tədqiqatçılar tapdıqları şey metil-plastokinon idi, xinon adlanan molekul tipində bir dəyişiklik . Bütün həyat formalarında tapılan quinonların iki əsas növdə mövcud olduğu düşünülürdü: oksigen tələb edən aerob quinonlar və anaerob olmayanlar.

Aerob quinonlar daha sonra iki növə bölünür – bitkilər tərəfindən fotosintez etmək üçün istifadə olunanlar və digəri bakteriya və heyvanlar tərəfindən oksigenlə nəfəs almaq üçün istifadə olunur.

“Əsasən, həyatın bütün formaları maddələr mübadiləsi üçün quinonlardan istifadə edir” deyə Ellinq izah etdi. Oksigenlə nəfəs alan bir bakteriyada “bitkilərin fotosintez etmək üçün istifadə etdiyinə bənzəyən” xinonun tapılması olduqca qeyri-adi idi. Tədqiqatçılar başa düşdülər ki, metil-plastokinon üçüncü növdür və ola bilsin ki, ikisi arasında çatışmayan bir əlaqədir.

Tədqiqat Böyük Oksidləşmə hadisəsi adlanan hadisəyə işıq salır. Həmin dövr – təxminən 2,3 – 2,4 milyard il əvvəl – siyanobakteriyaların (bir növ yosun) aerob maddələr mübadiləsini mümkün edən fotosintez nəticəsində əhəmiyyətli miqdarda oksigen yaratmağa başladığı dövrdür.

Bu inkişaf fotosintezin birinci gəldiyini ifadə etsə də, metil-plastokinonun kəşfi başqa bir fərziyyəni dəstəkləyir. Sadəcə olaraq, bəzi bakteriyalar oksigendən istifadə etmək qabiliyyətinə malik idi, hətta siyanobakteriyalar onu istehsal etməyə başlamazdan əvvəl.

Başqa sözlə, “toyuq və yumurta eyni vaxtda idi” dedi Ellinq.

Ellinqin laboratoriyasında araşdırmaya başladığı PVK İncəsənət və Elmlər Professoru Pearson və Ətraf Mühit Elmləri Professoru Murray və Martha Ross fotosintez yolu ilə oksigenin meydana gəlməsi zamanı biokimyəvi emal sisteminə sahib olmağın böyük bir addım olduğunu vurğuladılar.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .Abunə ol

“Oksigenlə əlaqəli reaksiyalar çox zərərlidir və metabolik əlavə məhsulların öhdəsindən gəlmək üçün mexanizmləri olmayan hüceyrələr üçün olduqca ölümcül ola bilər” dedi. Onları təbii qəbul etsək də, “aerob metabolik həyat tərzimizdə sağ qalmaq üçün hüceyrələrimizdə istifadə etdiyimiz kimyəvi sistemlər əslində olduqca mürəkkəbdir”.

Sadəcə olaraq, “biz nəfəs almağı belə öyrəndik” dedi Pearson. “Və bir dəfə oksigenlə nəfəs ala və bunu təhlükəsiz edə bilsəniz, bu, ətrafımızda gördüyümüz bütün həyatın şaxələnməsinə yol açır.”

Xinon strukturlarının şaxələndirilməsinin izlərini öz bədənimizdə, o cümlədən insan mitoxondrilərindəki quinonlar arasında bitkilərdəkilərlə müqayisədə əsas fərqləri tapmaq olar.

“Biz hesab edirik ki, tapdığımız bu molekulun ilkin və ya əcdad formasıdır və sonralar iki formaya uyğunlaşdırılmışdır – biri yosunlarda və bitkilərdə xüsusi funksiyaları olan, digəri isə bugünkü mitoxondriyadakı alternativ formadır” dedi Ellinq.

“Bu molekul bir zaman kapsuludur” dedi Ellinq. “2 milyard ildən çox sağ qalmış bir molekulun canlı fosili.”

Daha çox məlumat: Feliks J. Ellinq və digərləri, Yeni quinon biosintetik yol aerob maddələr mübadiləsinin təkamülünü işıqlandırır, Milli Elmlər Akademiyasının əsərləri (2025). DOI: 10.1073/pnas.2421994122

Jurnal məlumatı: Milli Elmlər Akademiyasının Materialları 

Harvard Gazette tərəfindən təmin edilmişdir