Clorofilas

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ARTÍCULO

Transición de Bacterioclorofila a hacia Clorofila a promovida por el cambio en la composición atmosférica.
Alatriste Paulina, García Pablo, Ramírez Daniel & Vázquez Juan.
La composición atmosférica primitiva sufrió un cambio drástico debido a la aparición de organismos fotosintéticos oxigénicos. Esto conllevó a la búsqueda de nuevos pigmentos capaces de aprovechar las distintaslongitudes de onda disponibles. Mediante la reconstrucción de la historia evolutiva de dos enzimas de las rutas biosintéticas de la clorofila y la bacterioclorofila, G sintasas y P reductasas, demostramos que el uso de la Bacterioclorofila a ha precedido al uso de la Clorofila a. Proponemos un escenario de transición entre Bacterioclorofila a (~1,000 nm) y Clorofila a (700 nm) y la pérdida de variasenzimas en la vía biosintética ancestral.

Introducción y Antecedentes
Ocho minutos pasan desde que un fotón es despedido de la superficie solar hasta que llega a la atmósfera terrestre, si se cuenta con suerte, éste llegará a un organismo especializado y ocurrirá un proceso que hace pensar a algunos en la intervención de un diseño inteligente; es el mecanismo con el mayor rendimiento energéticoconocido, y sin su aparición evolutiva no hubiera sido posible el desarrollo de la vida como la conocemos actualmente; se trata de la fotosíntesis. Se estima que el surgimiento de los primeros organismos, si se les puede llamar bacterias, sucedió aproximadamente hace 3,500 millones de años [1]. Después, estos organismos encontraron la manera de usar la energía solar como fuente de energíaquímica; presumiblemente algún linaje ancestral eucarionte engulló a alguna de estas primeras bacterias fototróficas, dando lugar a lo que hoy se conoce como cloroplastos; este es el escenario que señala la teoría endosimbiótica de la vida. Las mitocondrias requieren de oxígeno para operar, así que su surgimiento no hubiera podido ocurrir sin antes haber aparecido el oxígeno por la fotosíntesis [2], estosignifica que los eucariontes no pudieron haber evolucionado hasta que la vida fotosintética estuvo bien establecida y hubo dejado su marca indeleble en la atmósfera de la Tierra. Las algas verdes y las cianobacterias en ambientes marinos son las que proveen el 70% del oxígeno libre producido, el resto es producido por las plantas terrestres.
NATURALEZA FILOGENÉTICA © 2010 PUBLICACIÓN EN LÍNEAAVANZADA

El mecanismo de la fotosíntesis se puede separar en dos tipos: la anoxigénica es usada por bacterias, no arroja oxígeno molecular como subproducto y sólo contiene ya sea uno u otro de los dos fotosistemas existentes; la otra es la oxigénica, usada por cianobacterias, algas y plantas, utiliza los dos fotosistemas y es la responsable de la aparición del oxígeno en la atmósfera, se cree queésta última surgió después de la anoxigénica [1]. El principal impacto que desencadenó el uso de los sistemas fotosintéticos, es el cambio radical en la composición química de la atmósfera, actualmente está compuesta por un ~79% de nitrógeno, ~18% de oxígeno, y el restante en una mezcla de gases en los que se encuentra el dióxido de carbono, argón, entre otros. Por otro lado, se estima que laatmósfera antigua, antes de la aparición de los organismos fotosintéticos, estuvo compuesta por una proporción igual de nitrógeno, esto se explica por la gran actividad volcánica que se sabe existía en esa época. A diferencia de la atmósfera actual, se tenía una proporción de dióxido de carbono del casi 20%, además de otros gases como metano e hidrógeno [2] (fig. 1). Una vez establecidos losorganismos fotosintéticos oxigénicos, hubieron de pasar millones de años para que la concentración de oxígeno fuera significativa en la atmósfera. Lo anterior se debe a que tuvieron que saturarse mediante su oxidación todos aquellos iones metálicos disueltos en el mar y en la corteza terrestre para que el oxígeno molecular pudiese acumularse en la atmósfera. La presencia de grandes cantidades de...
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