Retinalofototrof
Bir retinalofototrof, iki farklı fotoototrof türünden biridir, bir fototrof alt sınıfıdır ve hücre uyarımlaması ve ışığı enerjiye dönüştürmek için kullandıkları ağtabaka(retina) bağlayıcı proteinler olarak adlandırılır.[1][2][3][4] Tüm fotoototroflar gibi, retinalofototroflar da hücresel süreçlerini başlatmak için fotonları emer.[2][3][4] Ancak, tüm fotoototrofların aksine, retinalofototroflar, kimyasal tepkimelerini güçlendirmek için klorofil veya bir elektron taşıma zinciri kullanmazlar.[2][3][5] Bu, retinalofototrofların, inorganik karbonu (karbon dioksit gibi moleküler bileşiklerde bulunan karbon) organik bileşiklere dönüştüren temel bir fotosentetik süreç olan geleneksel karbon fiksasyonundan yoksun oldukları anlamına gelir.[4][5] Bu nedenle uzmanlar, bunların fotoototrofik benzeri olan klorofototroflardan daha az verimli olduğunu düşünüyor.[6]
Enerji dönüşümü[değiştir | kaynağı değiştir]
Retinalofototroflar, bir proton hareket gücü aracılığıyla yeterli enerji dönüşümü sağlar.[3][4] Retinalofototroflarda proton hareket gücü, rodopsin benzeri proteinlerden, özellikle bakteriyörodopsin ve proteorodopsinden üretilir ve hücresel bir zar boyunca proton pompaları görevi görür.[1][4]
Retinalofototroflar, bir protein pompasını etkinleştirmede gerekli fotonları yakalamak için karotenoidler olarak bilinen organik pigmentleri, yani beta-karotenoidleri kullanır.[3][4][7] Retinalofototroflarda bulunan beta-karotenoidler, enerji dönüşümü için olağandışı adaylardır, ancak retinaldehit veya retinal oluşumu için gerekli olan yüksek A Vitamini aktivitesine sahiptirler.[3][4][7] A Vitamininden yapılandırılmış bir kromofor molekülü olan retinal, karotenoidler arasındaki bağlar ayrılma (en:cleavage) adı verilen bir işlemle bozulduğunda oluşur.[3][4][7] Aşırı ışık duyarlılığı nedeniyle retina, proton hareket gücünün aktivasyonu için idealdir ve retinalofototroflara benzersiz bir mor renk verir.[1][4] Retinal yeterince ışığı emdiğinde, izomerleşir, böylece rodopsin benzeri proteinlerin kovalent bağları arasında konformasyonel (yani yapısal) bir değişikliği zorlar.[1][3][4] Aktivasyon üzerine, bu proteinler, hücre zarının içi ve dışı arasında bir elektrokimyasal düşüm (gradyan) oluşturmak için iyonların geçişine izin veren bir ağ geçidini taklit eder.[1][4] Proton pompaları aracılığıyla gradyan boyunca dışarı doğru yayılan iyonlar, daha sonra hücre yüzeyindeki ATP sentaz proteinlerine bağlanır.[1][4] Hücreye geri yayılırken, protonları ATP'nin (ADP ve bir fosfor iyonundan) oluşumunu kolaylaştırarak (katalize ederek) retinalofototrofik kendi kendine beslenmeyi ve tomurcuklanarak üreme (proliferasyon) için enerjiyi sağlar.[1][4]
Sınıflandırma[değiştir | kaynağı değiştir]
Retinalofototroflar, yaşamın tüm alanlarında, ancak ağırlıklı olarak Bakteriler ve Arkea taksonomik gruplarında bulunur.[2][5][6] Bilim adamları, retinalofototrofinin meydana gelmesi için yalnızca iki gen gerektiğinden, retinalofototrofun genel ekolojik bolluğunun horizontal veya lateral gen transferiyle ilişkili olduğuna inanıyor: esas olarak, retinal bağlayıcı protein sentezi (bop) için bir gen ve retinal kromofor sentezi (blh) için bir gen.[3][4]
Çevre ile etkileşim[değiştir | kaynağı değiştir]
Görünür sadeliklerine rağmen, retinalofototroflar, nispeten aşırı ortamlarda varoluşlarına dönüşen çok yönlü iyon kullanımına sahiptir.[3] Örneğin, retinalofototroflar, inorganik karbon eksikliğine rağmen, yeterli ışığın yanı sıra sodyum, hidrojen veya klorür konsantrasyonlarının, hayati metabolik süreçlerini destekleyebilecek koşulları barındırdığı 200 metrenin üzerindeki derinliklerde gelişebilir.[3] Çalışmalar ayrıca sodyum ve hidrojen iyonlarının retinalofototrofun besin alımı ve ATP sentezi ile doğrudan ilişkili olduğunu, klorürün ise ozmotik dengeden sorumlu süreçleri yönlendirdiğini göstermiştir.[4] Retinalofototroflar yaygın olmasına rağmen, araştırmalar onların da niş olabileceğini göstermiştir.[1][6] Okyanus yüzeyine olan yakınlıklarına bağlı olarak, retinalofototroflar ışığı belirli dalga boylarında absorbe etmede daha iyi olacak şekilde gelişmiştir.[1][6] En önemlisi, retinalofototrofların birincil üretici olarak yaygınlığı, deniz ortamlarının aşağıdan yukarıya destekleyiciliğine ve sonuç olarak dünya çapında direy(fauna) ve bitey(flora) ergisine önemli ölçüde katkıda bulunur.[1][6]
Kaynakça[değiştir | kaynağı değiştir]
- ^ a b c d e f g h i j Béjà, Oded; Spudich, Elena N.; Spudich, John L.; Leclerc, Marion; DeLong, Edward F. (June 2001). "Proteorhodopsin phototrophy in the ocean". Nature (İngilizce). 411 (6839). ss. 786-789. doi:10.1038/35081051. ISSN 0028-0836. 25 Mayıs 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 9 Ocak 2021.
- ^ a b c d Chew, Aline Gomez Maqueo; Bryant, Donald A (October 2007). "Chlorophyll Biosynthesis in Bacteria: The Origins of Structural and Functional Diversity". Annual Review of Microbiology (İngilizce). 61 (1). ss. 113-129. doi:10.1146/annurev.micro.61.080706.093242. ISSN 0066-4227. 14 Ekim 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 9 Ocak 2021.
- ^ a b c d e f g h i j k Hallenbeck, Patrick C., (Ed.) (2017). "Modern Topics in the Phototrophic Prokaryotes". doi:10.1007/978-3-319-51365-2.
- ^ a b c d e f g h i j k l m n o "Academic Press encyclopedia of physical science and technology, 2nd ed". Choice Reviews Online. 35 (02). 1 Ekim 1997. ss. 35-0665-35-0665. doi:10.5860/choice.35-0665. ISSN 0009-4978.
- ^ a b c Burnap, Robert; Wim, Vermaas (2012). Functional Genomics and Evolution of Photosynthetic Systems. Springer Netherlands.
- ^ a b c d e Gómez-Consarnau, Laura; Raven, John A.; Levine, Naomi M.; Cutter, Lynda S.; Wang, Deli; Seegers, Brian; Arístegui, Javier; Fuhrman, Jed A.; Gasol, Josep M.; Sañudo-Wilhelmy, Sergio A. (August 2019). "Microbial rhodopsins are major contributors to the solar energy captured in the sea". Science Advances (İngilizce). 5 (8). ss. eaaw8855. doi:10.1126/sciadv.aaw8855
. ISSN 2375-2548.
- ^ a b c Graham, Joel E.; Bryant, Donald A. (15 Aralık 2008). "The Biosynthetic Pathway for Synechoxanthin, an Aromatic Carotenoid Synthesized by the Euryhaline, Unicellular Cyanobacterium Synechococcus sp. Strain PCC 7002". Journal of Bacteriology (İngilizce). 190 (24): 7966-7974. doi:10.1128/JB.00985-08 . ISSN 0021-9193. 9 Temmuz 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 9 Ocak 2021.
