10. Bakteriális fotoszintézis

10.1 Oxigéntermelő fotoszintézis baktériumokban

A cianobaktériumok sejtmag nélküli prokarióta szervezetek, amelyek képesek a vizet hasznosítani és oxigént fejleszteni. A cianobaktériumokat hosszú ideig az algák közé sorolták és csak a 70-es években derült ki, hogy ezek a legősibb oxigéntermelő fotoszintetikus szervezetek földünkön. Fossziliák tanúsága szerint, a cianobaktériumok legalább 3 milliárd évvel ezelőtt alakultak ki.
A cianobaktériumok fotoszintetikus apparátusa nagyon hasonló az eukarióta fotoszintetizáló szervezetekéhez, azaz két fotokémiai rendszert tartalmaznak. A fő különbség az antenna rendszerben van, mivel a cianobaktériumokban a klorofill-a/b-t tartalmazó fénybegyűjtő antennát az ún. fikobiliszómák helyettesítik. Az elsődleges fotokémiai reakciók, az elektrontranszport, fotofoszforiláció és a CO2 fixálás folyamata nagyon hasonló a kloroplasztiszokban végbemenő folyamatokhoz. Az ún. endoszimbiotikus elmélet szerint az eukarióta sejtek kloroplasztisza úgy alakult ki, hogy fotoszintézisre nem képes sejtek cianobaktériumokat kebeleztek be.
Az elmúlt évtizedekben olyan oxigéntermelő baktériumokat is felfedeztek, amelyek fikobiliszómák helyett klorofill-a/b-t tartalmazó fénybegyűjtő komplexekkel rendelkeznek. Ezen szervezetek az ún. proklorifiták. Felfedezésük után elterjedt volt az a hipotézis, hogy ezek képviselik a cianobaktériumok és kloroplasztisszal rendelkező egysejtű algák közötti evolúciós láncszemet. Kiderült azonban, hogy a prokloronok fénybegyűjtő proteinjei nem mutatnak számottevő homológiát a növényi LHC proteinekkel. Ehelyett a cianobaktériumokban megtalálható klorofill-a-t kötő proteinekkel állnak rokonságban, amik akkor szintetizálódnak, amikor a fikobiliszómák képződése vashiány miatt gátolt. Ezért a jelenleg elfogadott hipotézis szerint a proklorofiták a cianobaktériumok evolúciós oldalágait képviselik.

A fejezet letöltése PDF formátumban