Fotosintesia: hain ergela ez den superboterea

Jon Corres

Gaur egun, superheroien mundua pil-pilean dago. Duela pare bat urte, umeen kontua zen leotardoak jantzita tipo gaiztoak jipoitzen zituen morroi baten istorioak irakurtzea. Hiritar helduen artean galtzaileek baino ez zuten irakurle-hobby hori osatzen, baina gaur egun mundu guztia doa Hollywoodek kaleratutako superheroien azken superekoizpena ikustera. Horregatik, ez da ezohikoa Internetetik ibiltzean superheroi hauen inguruko zehaztapenak aurkitzea.

Sarean badago web orrialde bat, komikietako 15 superbotererik ergelenak zerrendatuak dituena. Horien artean Klorofila Mutila izenekoaren boterea dago: klorokinesia. Pertsonaia hau Adventure Comics #306-en agertu zen lehenengo aldiz, Superheroien Legioaren sarrera-proban huts egiten. Izan ere, superheroi horiek ere alferrikakotzat hartu zuten Klorofila Mutilaren ahalmena. Komikien munduan gertatu ohi den bezala, ez da botere honen azalpen biokimiko sakonik ematen, eta horren ordez bere eraginak erakusten dira: landareak oso azkar hazten dira superheroi honek horrela agintzen duenean. Dena den, pertsonaiaren izena eta bere boterearen izenari erreparatuta, zentzuzkoa izango litzateke bere superboterea klorofila uztartzea izatea, eta zer esanik ez, ezin da inondik inora txikikeria izan, hain garrantzi biologiko handia duen molekula bat tartean badago.

1. irudia: Chlorophyll Kid / Klorofila mutila. (Argazkia: DC Comics DataBase)

Klorofilaren funtzioak nahiko ezagunak dira gizartean: klorofila landareek eguzkiaren argia xurgatzeko duten molekula da. Landareek karbohidratoak sintetizatzeko erabiltzen dute energia hau geroago, fotosintesiaren bigarren fasean. Gizakiok zein beste animaliek landareek sortutako nutriente horiek eskuratzen ditugu era batera edo bestera. Horrenbestez, klorofila bizitzarako ezinbestekoa dela esan daiteke.

Klorofilaren molekulari so egiten badiogu molekula organiko konplexua dela ohartuko gara. Bertan porfirina eraztun bat ikus dezakegu (2. irudia) Mg2+ atomo zentral bat estekatuta duena, koordinazio-konposatu bat sortuz. Klorofilak argia xurgatu dezake, bere egituran lotura bikoitzak eta bakunak txandakatzen direlako. Hau dela eta, molekularen elektroi batzuk lekutu gabe daude, eta karbonoen artean erresonantziari esker mugi daitezke.

2. irudia: Klorofila ezberdinek duten egitura komuna. (Argazkia: Wikimedia)

Hain zuzen ere modu honetan mugitzen da pigmentuetan zehar xurgatutako energia, pigmentu baten elektroiak kitzikatu egiten dira eta erresonantziaren bidez molekulaz molekula igarotzen da kitzikapena, azken klorofila batek bere elektroiak elektroi-garraiorako kate batean sartzen dituen arte.

Klorofila molekulak ez daude aske zelulan, kloroplasto izeneko organulu batzuen mintzetan baitaude kokatuta, proteina konplexu batzuetan. Klorofilak uretik hartuko ditu elektroiak (oxigenoa askatuz) eta mintzean dauden beste hainbat konplexuei pasatuko dizkie, era berean harrapatu eta askatuko dituztenak. Modu horretan, elektroiak oxidazio-erredukzio erreakzioen bidez gune batetik bestera garraiatzen dira, erredox-potentzial txikienetik handira. Elektroi-fluxu honi esker, protoiak mintzaren alde beste aldera ponpatzen dira; horrela, potentzial elektrokimiko bat sortzen delarik. Prozesu honi esker NADPH eta ATP molekulak sortuko dira gero karbohidratoak sintetizatzeko ezinbestekoak direnak.

3. irudia: Fotosintesiaren prozesu eskematikoa. (Argazkia: Wikimedia)

Fotosintesiaren prozesua ez da ordea elektroi jauzi lineal batera murrizten. Horrela izango balitz, elektroi garraioa P700 delako fotosistemara iristean bukatuko litzateke. Ordea, P700-ak argia xurgatzen duenean kitzikatzen da eta bere erredox-potentziala izugarri murrizten da (0,5 V-tik -1,2 V-tara), honi esker elektroi fluxu berria hasten delarik (4. irudia). Azpimarratu behar da P700-aren forma aktibatua (P700*) agente biologiko erreduzitzailerik indartsuena dela.

4. irudia: Fotosintesiaren Z eskema moduan ezagutzen dena. Ardatzean konplexu bakoitzaren erredukzio-potentziala adierazten da. (Iturria: The University of Arizona)

Beraz, fotosintesiari esker, argi-energia energia elektrokimiko bihurtzen da. Horrenbestez, argia dagoen bitartean, etengabe alda daiteke energia hori zelularentzako erabilgarria den energia batera. Azaldu denaren arabera, klorofilak energia (eta materia organikoa) eskuratzeko balio du, baina nola lagundu dezake horrek gaizkileen aurkako borroka batean? Klorokinesia klorofilaren jarduera estimulatzeko ahalmena baldin bada (eta horrekin batera landare-zelularen metabolismo osoa), botere ikaragarria izan daiteke. Gaitasun hori nahiko ez balitz, Klorofila Mutilak baditu trebezia gehiago. Izan ere, komikietan erakusten da bere eskuek landare itxura hartzen dutela. Beraz baliteke Klorofila Mutilak landareen zenbait ezaugarri bereganatu izana, horien artean kloroplastoak izatea. Esan liteke hau zorakeria bat dela, onartuta dagoelako animalia-zelulek ez dutela kloroplastorik. Hala ere, ez da hain tontakeria handia. Izan ere, animalia batzuek (itsaso-barraskilo batzuek), algen kloroplastoak berenganatu eta erabili ditzakete kleptoplastia izeneko fenomenoaren bidez.

Orain, irudika dezagun aurretik azaldutako klorofilaren botereak dituen gizaki bat. Bere nutriente-erreserbek eta oxigeno harrerak ez lukete bere energia lortzeko gaitasuna mugatuko. Argia dagoen bitartean bere energia amaigabea izango litzateke. Gainera, kloroplastoak osorik barneratuta, CO2-tik abiatuta karbohidratoak sintetizatzeko makineria ere barneratuko luke, eta hortaz, bere materia-iturria ere amaigabea izango litzateke. Horrela azalduta, beste superheroiek aintzakotzat hartu beharko lukete hain izaki boteretsua. Edo behintzat, Batman bezalako superbotererik gabeko pertsonaiek, hori ziur, nahiz eta Klorofila Mutilak gauean Batman bezain ondo ez jardun.

Gehiago jakiteko:

———————————————————————————-

Egileaz: Jon Corres Biokimika eta Biologia Molekularreko gradua ikasten ari da UPV/EHUko Zientzia eta Teknologia Fakultatean. Oskar Gonzalez irakasleak bultzatutako Oreka kimikoa eguneroko bizitzan jardueraren harira idatzi zuen lantxo hau.

———————————————————————————

Iruzkin 1

Eman iritzia

Asteon zientzia begi-bistan #160 - Zientzia Kaiera

[…] Klorofila da ardatz artikulu honetan. Klorofila landareek eguzkiaren argia xurgatzeko duten molekula da. Landareek karbohidratoak sintetizatzeko erabiltzen dute energia hau geroago, fotosintesiaren bigarren fasean. Klorofilaren molekula konplexua da. Jon Corresek azaltzen digu bertan porfirina eraztun bat dagoela (2. irudia) Mg2+ atomo zentral bat estekatuta duena, koordinazio-konposatu bat sortuz. Klorofilak argia xurgatu dezake, bere egituran lotura bikoitzak eta bakunak txandakatzen direlako. Hau dela eta, molekularen elektroi batzuk lekutu gabe daude, eta karbonoen artean erresonantziari esker mugi daitezke. Klorofila molekulak ez daude aske zelulan, kloroplasto izeneko organulu batzuen mintzetan baitaude kokatuta. Klorofilak energia (eta materia organikoa) eskuratzeko balio du. […]

Eman iritzia

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>