Kararsız güneş ışığı düzeyi Rubisco’yu yavaşlatır ve fotosentetik üretkenliği sınırlar

Vücudumuz, içerisinde ki besinler ve biyosferdeki karbonun hepsi Rubisco olarak adlandırılan tek bir enzim tarafından kontrol edilen fotosentez ile karbondioksitin asimilasyonundan oluşur.

Tahmin edileceği üzere, bu olayın önemi göz önüne alındığında, bu protein dünyada en bol bulunan protein olmasına hiç de şaşırmamalıyız. Lancaster Üniversitesi’nden araştırmacılar, Rubisco’nun börülce bitkisinde ki işlevinde yeni bir kusur keşfettiler ve bu kusurun muhtemelen diğer bitkilerde de olduğuna inanıyorlar.

İnsan Beyninin Gerçekten Yüzde kaçını kullanıyor?

Rubisco Sürecinin Kültür Bitkileri Üzerinde ki Etkisi

Bitki fizyolojisi profesörü Elizabete Carmo-Silva, “Rubisco fotosentez mekanizmasında çok önemli bir role sahip ve kültür bitkilerinde karbon asimilasyonunu sıklıkla sınırlandırıyor” ayrıca “Bitkinin yaprakları, Rubisco’nun etkinliğini güneş enerjisinin bolluğuna göre ayarlar. Ancak, bu ayarın bazı hataları olduğunu ve genellikle Rubisco’nun ne kadar aktif olduğu ile fotosentez için ne kadar güneş enerjisinin mevcut olduğu arasında bir uyumsuzluk olduğunu gözlemledik.” dedi.

Börülce bitkisi, yüksek protein ihtiva etmesi sebebiyle Afrika kıtasının her yerinde kültüre alınmaktadır, ancak Batı Afrika’da en önemli bitkisel protein kaynağı olduğundan dolayı önemi daha büyüktür. Nature Plants isimli bir yayında yayınlanan; bilim insanlarının yaptığı yakın tarihli bir çalışmada, börülce yaprakları gölgede kaldıkça, Rubisco enziminin aktivitesinin tahmin edilenden daha hızlı şekilde düştüğünü keşfetti.

Bu çok önemli bir durumdu, çünkü her gün gün doğumundan batımına kadar güneşlenme ihtiyacı olan kültür bitkileri, bulutlar veya komşu bitkiler tarafından gölgeye maruz kalabiliyor. Gölgede olan bir yaprak tekrar güneşe almaya başladığında, Rubisco aktivitesinin yeni güneş enerjisi bolluğuna ulaşması birkaç dakika sürüyor ve bu enerjiyi şekere dönüştürülmesinin gecikmesi anlamına geliyor. Bu aktivite kısa sürede eski haline dönüyor olsa da, bir gün boyunca kaybedilen üretkenlik dakikalarının etkisini toplayarak, bunun potansiyel karbondioksit alımının en az yüzde 20’sine engelolduğu tahmin ediliyor.

Fotosentetik tepkiler hemen başlamaz. Gölgeden yüksek ışığa geçerken yaprakların bu duruma kendini alıştırması birkaç dakika sürer ve bu dakikalar sırasında yaprak, ışık enerjisine sahip olduğu oranda CO2’yi özümsemez _, bu da bir önceki paragrafta ki bahsettiğimiz kayba yol açar.

Bu konuda yapılan araştırmada ki amaç; “Börülce çeşitleri arasındaki aktivasyon hızını etkileyen farklılıkları belirlemek, hangilerinin daha hızlı uyum sağladığını denemek ve belirlemek” ti.

Bu proje, Birleşik Krallık Dışişleri, Milletler Topluluğu ve Kalkınma Ofisi’nin desteğiyle güneş enerjisini daha verimli bir şekilde besine dönüştüren kültür bitkileri geliştirerek küresel gıda üretimini artırmayı amaçlayan uluslararası bir araştırma projesi olan Arttırılmış Fotosentetik Verimliliği Gerçekleştirmenin (RIPE) bir parçasıdır.

Rubisco süreci sekteye uğrarsa ne olur ?

Araştırmacılar, Rubisco aktivitesinin en düşün seviyeye gelmesi için börülce yapraklarının yalnızca beş dakika kadar kısa bir süre gölgede kalmasının yeterli olduğunu tespit etmek için yüksek verimli bir biyokimyasal yöntem kullandılar, bu yöntemle yaprakların kısa süreli gölgelenmesi bile bitkinin fotosentetik üretkenliğini ciddi oranda azaldığını gördüler.