Recentemente, pesquisadores encontraram uma habilidosa espécie de bactéria do deserto com capacidade de fotossíntese. Eles apontam que seu surpreendente dispositivo molecular de alimentação solar é diferente de tudo o que já vimos antes.
A fotossíntese é um processo onde ocorre a transformação da energia luminosa em energia química. Com produção de energia através da luz solar e fixação de carbono oriundo da atmosfera, é a maneira pela qual um organismo consegue acessar seu alimento.
Através das plantas, que consomem luz solar e “respiram” oxigênio de volta, a fotossíntese transformou por completo a atmosfera terrestre na que respiramos hoje, e abastecem abundantemente os nossos ecossistemas com energia.
Ainda que já conheçamos uma variedade de bactérias fotossintetizantes, o que ocorre dentro da bactéria do deserto estudada, a Gemmatimonas phototrophica, é algo único.
A bactéria do deserto e sua estrutura molecular distinta
Michael Koblizek, do Instituto de Microbiologia da Acadêmia Tcheca de Ciências, se impressionou com a estrutura molecular da bactéria.
“A arquitetura do complexo é muito elegante. Uma verdadeira obra-prima da natureza. Não tem apenas uma boa estabilidade estrutural, mas também grande eficiência na colheita de luz”, disse ele.
Em algum momento evolutivo da bactéria, elar roubou todo um conjunto de genes relacionados à fotossíntese de uma proteobactéria mais antiga – sendo ela de um filo completamente diferente.
Isso mostra o poder das habilidades horizontais de transferência de genes das bactérias (notórias por disseminar facilmente a resistência aos antibióticos), permitindo um tipo completamente novo de organismo de obter poderes absorvedores de luz solar.
Esse complexo de moléculas capturadoras de luz solar recém-descoberto e incrivelmente estável é constituído por um centro de reação, um anel interno que captura luz – anteriormente visto em outras bactérias – e um tipo novo de anel externo.
Essas três estruturas, unidas, são maiores do que outros complexos fotossintetizantes previamente vistos.
A fotossíntese em ação
Os anéis externos capturam a luz solar, com o anel extra adicionando bandas de absorção de 800 e 816 nm à absorção de 868 nm do anel interno. Então, eles direcionam os fótons capturados até o centro de reação, onde os cromóforos – como ocorre com os pigmentos verdes de clorofila nas plantas – se encontram.
É nesse momento onde a fotossíntese entra em ação. A luz solar capturada agita os cromóforos, estimulando-o as transferir seus elétrons ao longo de um caminho que induz os átomos d’água a série de reações usando dióxido de carbono para produzir açúcares.
As partículas de luz se tornam parte da energia de ligação que mantém as moléculas de açúcar unidas – as que nós, animais, podemos então quebrar para obter nossa energia.
O centro de reação da G. phototrophica é semelhante aos encontrados em proteobactérias e tem os mesmos cromóforos vistos em bactérias roxas que absorvem luz solar. Contudo, diferencia-se de outros centros de reação conhecidos, pois possui um arranjo distinto de moléculas estabilizadoras.
Essa estrutura fotossintetizante poderia tomar mais energia para se formar do que em outros tipos familiares, mas os pesquisadores explicam que “isso pode compensado por sua extraordinária estabilidade e robustez do… complexo, que provavelmente representa uma vantagem evolutiva”.
“Esse estudo estrutural e funcional tem implicações empolgantes, porque mostra que a G. phototropica desenvolveu, independentemente, a sua própria arquitetura compacta, robusta e altamente eficiente para coletar e capturar energia solar”, disse o biólogo estrutural Pu Qian, da Universidade de Sheffield.
Um dia, talvez seja possível roubarmos os segredos fotossintéticos da G. phototrophica para gerar uma futura biologia sintética movida à energia solar.
O estudo foi publicado na Science Advances.
