Citroën y su clara ofensiva eléctrica con el nuevo Suv C5 tras el COVID19

La fotosíntesis en acción

  • La obra, hecha posible por los pulsos ultrarápidos de rayos X en la fuente de luz coherente de Linac SLAC (LCLS), es un gran avance en el estudio a escala atómica de las transformaciones en la fotosíntesis

Comparte esta noticia!

Investigadores utilizaron un láser de rayos X en el Departamento de Energía (DOE) de 'SLAC National Accelerator Laboratory', en California (Estados Unidos), para mirar simultáneamente el comportamiento de la estructura y la química de un catalizador natural involucrado en la fotosíntesis, con el fin de conocer mejor la manera en la que las plantas generan el oxígeno que respiramos, según publica este jueves 'Science'.

   La obra, hecha posible por los pulsos ultrarápidos de rayos X en la fuente de luz coherente de Linac SLAC (LCLS), es un gran avance en el estudio a escala atómica de las transformaciones en la fotosíntesis y otros procesos biológicos e industriales que dependen de catalizadores para acelerar las reacciones de manera eficaz.

   "Toda la vida que depende de oxígeno depende de la fotosíntesis", afirmó Junko Yano, químico del 'Lawrence Berkeley National Laboratory' y colíder en el experimento. "Si se puede aprender a hacerlo como lo hace la naturaleza, se puede aplicar a principios de diseño de sistemas artificiales, como la creación de fuentes de energía renovables. Esto abre el camino para aprender mucho acerca de los cambios que ocurren en el ciclo catalizador".

   Los catalizadores son esenciales para muchos procesos industriales, como la producción de combustibles, alimentos, productos farmacéuticos y fertilizantes, y representan 9.000 millones de euros anuales en el mercado de Estados Unidos. Los catalizadores naturales son también esenciales para la química de la vida, por lo que un objetivo importante de la ciencia de los rayos X es aprender cómo funcionan en la fotosíntesis, que produce energía de la luz solar, el oxígeno y el agua.

   El experimento LCLS  se centró en el fotosistema II, un complejo de proteínas en plantas, algas y algunos microbios que lleva a cabo la etapa de producción de oxígeno de la fotosíntesis. Este proceso de cuatro pasos tiene lugar en un catalizador simple: un grupo de calcio y átomos de manganeso. En cada paso, el fotosistema II absorbe un fotón de luz solar y libera un protón y un electrón, que proporcionan la energía para unir dos moléculas de agua, los rompen y liberan una molécula de oxígeno.

   Estudios anteriores fueron capaces de congelar los cristales del catalizador en diversas etapas del proceso y ver cómo estaba. Los científicos querían ver la química que se producía lugar, pero no fue posible en otras instalaciones de rayos X, ya que los cristales frágiles tenían que ser congelados para protegerlos de daños por radiación.

PUBLICIDAD

   Sin embargo, el LCLS láser de rayos X tiene pulsos breves, medidos en cuadritrillones de un segundo, que podrían sondear los cristales a temperatura ambiente en un estado químicamente activo, antes de que se produjera cualquier daño, y generar datos sobre dos de los cuatro pasos en la generación de oxígeno.

   "Hemos decidido utilizar dos técnicas de rayos X a la vez en el LCLS: cristalografía para observar la estructura atómica global del fotosistema II y espectroscopia para documentar la posición y el flujo de electrones en el catalizador", explica Vittal Yachandra, químico en el laboratorio de Berkeley colíder del proyecto. "Los electrones son importantes porque están involucrados en la fabricación y la ruptura de enlaces y otros procesos en el corazón de las reacciones químicas", agrega.

   Otro de los autores, el físico Uwe Bergmann en SLAC, dijo: "Este resultado es un paso crítico en el objetivo final de ver el ciclo completo de la descomposición del agua en oxígeno durante la fotosíntesis." El uso de ambas técnicas también verificó que la estructura molecular de las muestras no se daña durante la medición con el LCLS, como resaltó este experto: "Es la primera vez que hemos resuelto la estructura del fotosistema II en las condiciones en las que sabemos con seguridad que la maquinaria que hace la división del agua es completamente intacta".

PUBLICIDAD

   En experimentos futuros, estos investigadores esperan poder estudiar todos los pasos llevados a cabo por el fotosistema II en una resolución más alta, dejando al descubierto la completa transformación de moléculas de agua en moléculas de oxígeno, algo que se considera una clave para desbloquear el uso potencial del sistema en la fabricación de combustibles alternativos. "Conseguir algunas de las instantáneas críticas de esta transición sería la meta final", concluyó Jan Kern, en Berkeley Lab y SLAC y autor principal del artículo.

ECOticias.com – ep

Controlando los mosquitos con larvicida biológico en el paraje del...

Controlando los mosquitos con larvicida biológico en el paraje del Guadalhorce (Málaga) y su entorno

¿Qué pasa la tala de robles centenarios en Cóbreces (Cantabria)?

¿Qué pasa la tala de robles centenarios en Cóbreces (Cantabria)?

Comentario/s

Deja tu comentario

El ámbito del ecoturismo ‘romperá moldes’ este verano
EcoTurismo

El ámbito del ecoturismo ‘romperá moldes’ este verano

El sector del turismo rural y ecológico prevé una alta ocupación para este verano tras la crisis generada por el...

Extremadura ofrece un turismo rural en un destino ‘seguro, saludable y rodeado de una naturaleza privilegiada’
EcoTurismo

Extremadura ofrece un turismo rural en un destino ‘seguro, saludable y rodeado de una naturaleza privilegiada’

La Asociación de Turismo Norte de Extremadura (Aturnex) ha lanzado la campaña "A tu aire" para promover el turismo rural en un...

Reactivan el Centro de Educación para el Turismo Sostenible (CETS) de Alcalá de Guadaira
EcoTurismo

Reactivan el Centro de Educación para el Turismo Sostenible (CETS) de Alcalá de Guadaira

El Ayuntamiento de Alcalá de Guadaíra (Sevilla) ha reactivado el Centro de Educación para el Turismo Sostenible (CETS)...

Extremadura se suma a la ‘Feria Internacional de Turismo Reino de Navarra’ (Navatur)
EcoTurismo

Extremadura se suma a la ‘Feria Internacional de Turismo Reino de Navarra’ (Navatur)

La provincia cacereña se dará a conocer en FIO, uno de los encuentros "más importantes" a nivel internacional, no solo...

Innovación con la máscara de deporte
Deportes de Aventura

Innovación con la máscara de deporte

La marca española de ropa deportiva Idawen reiventa la máscara de deporte, reutilizable, con filtros intercambiables y...

Málaga potencia con fondos la ‘Gran Senda’
Deportes de Aventura

Málaga potencia con fondos la ‘Gran Senda’

La Diputación de Málaga ha sacado a licitación por 941.928,87 euros el mantenimiento y el equipamiento de la Gran Senda...

Castilla – La Mancha se suma a la ‘Fiets en Wandelbeurs de Holanda’
Deportes de Aventura

Castilla – La Mancha se suma a la ‘Fiets en Wandelbeurs de Holanda’

Castilla-La Mancha ha mostrado este fin de semana "con mucho éxito" la "variada" oferta para el turismo activo, el senderismo, el...

El senderismo ayudará a las empresas de turismo activo en Canarias
Deportes de Aventura

El senderismo ayudará a las empresas de turismo activo en Canarias

En el conjunto de empresas de turismo activo se encuentran tanto aquellas que te ofrecen realizar senderismo como las que se dedican a rutas...

La contaminación ‘induce’ al Alzheimer
CO2

La contaminación ‘induce’ al Alzheimer

Investigadores del CIBERFES en Barcelonabeta Brain Research Center (BBRC), centro de la Fundación Pasqual Maragall, en...

¿Unas líneas aéreas neutras en carbono en 2050?
CO2

¿Unas líneas aéreas neutras en carbono en 2050?

El Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI) y la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), forman parte del...

Asturias. Nos preocupa los picos de tolueno alcanzados de Gijón
CO2

Asturias. Nos preocupa los picos de tolueno alcanzados de Gijón

Nos preocupan los elevados valores horarios del peligroso tolueno que se alcanzan en Gijón que pudiera estar asociado a la...

Bodegas Torres reduce CO2 ‘con nota’
CO2

Bodegas Torres reduce CO2 ‘con nota’

La bodega familiar del Penedès, que este año cumple su 150 aniversario, se ha fijado como nueva meta reducir las emisiones de...