Takto príroda využíva chaos okolo seba. Chemici zistili, prečo je fotosyntetický zber svetla taký efektívny
Fotosyntéza je jeden z najdôležitejších procesov na Zemi. Vďaka nej rastliny za pomoci svetla, vody a oxidu uhličitého vytvárajú kyslík, ktorý je pre život na Zemi nevyhnutný.
Efektivita zachytávania svetla
Tento proces pomáha rastlinám a tým pádom aj životu prosperovať miliardy rokov. Chemici z celého sveta sa snažia prísť dlhé roky na to, ako tento proces prenosu energie cez proces na zachytávanie svetla môže byť tak účinný. Takmer každý absorbovaný fotón svetla totiž generuje elektrón, čo jav známy ako „near-unity quantum efficiency,“ uvádza portál Phys v tlačovej správe.
Ten vyjadruje, ako efektívne sa kvantový systém správa pri prevode fotónov na iný typ energie, ako je napríklad elektrický signál. Kvantová účinnosť (quantum efficiency) je v podstate číslo, ktoré vyjadruje pomer medzi počtom zachytených fotónov a počtom vytvorených užitočných nosičov náboja (elektrón, diera). „Near-unity quantum efficiency“ potom znamená, že takmer všetky zachytené fotóny sú úspešne konvertované na elektrón (prípadne dieru).
V novej štúdii publikovanej v žurnále Proceedings of the National Academy of Sciences sa vedcom z MIT podarilo poskytnúť potenciálne vysvetlenie toho, prečo je proces zachytávania svetla pri fotosyntéze tak účinný. Podarilo sa im totiž odsledovať prenos energie medzi proteínmi zachytávajúcimi svetlo, čo im umožnilo zistiť, že za zvyšovaním účinnosti prenosu energie stojí ich neorganizované usporiadanie.
Ako to dokázali?
K výsledkom vedci dospeli na základe študovania purpurových baktérií, ktoré patria medzi fotosyntetizujúce baktérie. Tieto baktérie sa často nachádzajú vo vodnom prostredí chudobnom na kyslík a bežne sa používajú ako model pre štúdie fotosyntetického zberu svetla.
V minulosti sa prostredníctvom ultrarýchlej laserovej spektroskopie podarilo pozorovať, ako sa energia pohybuje v rámci jedného z proteínov, ktorý zachytáva svetlo. Merať však ako sa energia pohybuje medzi jednotlivými proteínmi bola omnoho náročnejšia úloha.
Preto bolo potrebné vytvoriť syntetické membrány na nanometrovej škále, ktoré mali zloženie podobné skutočným bunkovým membránam. Riadením veľkosti týchto membrán, alebo ako ich vedci nazvali „nanodiskov“, dokázali kontrolovať vzdialenosť medzi proteínmi uloženými v nich. Výskumníci do nanodiskov vložili dve verzie proteínu slúžiaceho na zachytávanie svetla, ktoré sú známe ako LH2 (proteín zachytávajúci svetlo za normálnych svetelných podmienok) a LH3 (proteín zachytávajúci svetlo za znížených svetelných podmienok).
Pretože LH2 a LH3 absorbujú mierne odlišné vlnové dĺžky svetla, experti mohli znovu použiť ultrarýchlu spektroskopiu na pozorovanie prenosu energie medzi nimi.
Ukázalo sa, že pre bielkoviny, ktoré boli uložené blízko seba stačilo fotónu na prechod zhruba 6 pikosekúnd, zatiaľ čo na väčšiu vzdialenosť prechod trval 15 pikosekúnd. Samozrejme platí, že čím dlhšie fotón cestuje, tým je prenos energie menej efektívny.
Výsledky hovoria jasne
V konečnom dôsledku sa potom paradoxne ukázalo, že proteíny usporiadané do mriežkovej štruktúry vykazujú menej efektívny prenos energie, ako proteíny, ktoré sú organizované v náhodne vytvorených štruktúrach.
Vzhľadom na to, že v prírode, respektíve v biológii je organizácia často označovaná za „chaotickú“ alebo „náhodnú“ tieto zistenia sú pre vedcov extrémne dôležité. Znamená to totiž, že hoci rôzne biologické systémy pôsobia neorganizovane, v skutočnosti táto neorganizovanosť má hlbší zmysel – tým je efektívnejšie plnenie svojich úloh. Inak povedané, organizmy sa vyvinuli tak, aby chaotické usporiadane jednotlivých štruktúr využili vo svoj prospech.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú
Najskôr zima, potom drastické teplo. Jadrová vojna spôsobí v mestách peklo, ľudstvo by hneď nevyhynulo
Musk vulgárne vynadal veliteľovi ISS. O pár hodín chcel odstaviť vesmírnu stanicu
Stačí im špeciálne svetlo a rozpúšťadlo. Vedci našli nový spôsob efektívnej recyklácie
Urobili ďalšie dôležité výpočty. NASA má nové správy o potenciálne nebezpečnom asteroide
Kedysi boli sci-fi. Toto je TOP 8 technológií, ktoré sú dnes realita
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Trump osobitne vyzdvihol Fica na konferencii CPAC. Pozdravil ho slovami: „Ďakujem ti, Robert“
V 26 rokoch som sa stal milionárom: Investuj správne a nikdy nebudeš musieť pracovať. Tu je môj plán
Najpredávanejšie jedlo v Bystrici je držková, v Bratislave bôčik, hovorí majiteľ podniku s vysokokvalitným mäsom
Predčasné parlamentné voľby v Nemecku vyhrali kresťanskí demokrati z únie CDU/CSU, tvrdí exit poll
Tabaková sa pustila do Huliaka a nazvala ho „obéznym autolakérom“. „Ak Huliak bude minister športu, podám výpoveď“
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Za málo peňazí dostaneš famózny stroj. Toto sú najlepšie a najlacnejšie drony na slovenskom trhu
- Analytik odhalil krutú pravdu o plyne. Kým Česi šetria na plné obrátky, Slováci kúria bezhlavo
- Mali byť hitom, no nikto ich nechcel. TOP 8 technologických prepadákov slávnych značiek
- Dva svetové hity za pár dní. Známa služba všetkých prekvapila, nové sci-fi milujú aj Slováci
- Lepší akčný seriál v súčasnosti nenájdeš. Dorazila nová séria obľúbeného titulu, kritici nešetria chválou
-
- Analytik odhalil krutú pravdu o plyne. Kým Česi šetria na plné obrátky, Slováci kúria bezhlavo
- Mali byť hitom, no nikto ich nechcel. TOP 8 technologických prepadákov slávnych značiek
- Lepší akčný seriál v súčasnosti nenájdeš. Dorazila nová séria obľúbeného titulu, kritici nešetria chválou
- Ak nepredáš auto, poškodíme ti ho. Majitelia populárnej značky čelia vyhrážkam po celom svete
- Netflix prerazil dno a zabil milovanú fantasy. Zaklínač na tom nikdy nebol horšie
-
- Majú zásoby 85 miliárd m³. Do Európy začne prúdiť nový zdroj plynu z prekvapivej krajiny
- Mali byť hitom, no nikto ich nechcel. TOP 8 technologických prepadákov slávnych značiek
- Analytik odhalil krutú pravdu o plyne. Kým Česi šetria na plné obrátky, Slováci kúria bezhlavo
- Podmanil si divákov v 75 štátoch vrátane Slovenska. Drsný film dostal pokračovanie na Netflixe (TRAILER)
- Ľudstvo objavuje „nový svet“. V hĺbke 2 000 metrov našli mimoriadne vzácny zdroj energie
Ak chceš zhodnotiť peniaze, štát ti dá šancu. Slovensko spúšťa predaj dlhopisov
Klasickým robotom zvoní umieračik. Vedci vytvorili materiál, ktorý sa hýbe úplne sám
Súboj roka sa vyostruje. Musk a OpenAI sa hádajú o výkone svojich modelov
V reálnom čase mení tvar aj farbu. Číňania vyvinuli masku inšpirovanú známymi filmami
Vedci varujú pred veľkým problémom. DeepSeek umožňuje tvorbu škodlivého softvéru
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Trump osobitne vyzdvihol Fica na konferencii CPAC. Pozdravil ho slovami: „Ďakujem ti, Robert“
V 26 rokoch som sa stal milionárom: Investuj správne a nikdy nebudeš musieť pracovať. Tu je môj plán
Najpredávanejšie jedlo v Bystrici je držková, v Bratislave bôčik, hovorí majiteľ podniku s vysokokvalitným mäsom
Predčasné parlamentné voľby v Nemecku vyhrali kresťanskí demokrati z únie CDU/CSU, tvrdí exit poll
Tabaková sa pustila do Huliaka a nazvala ho „obéznym autolakérom“. „Ak Huliak bude minister športu, podám výpoveď“
Copyright© 2025 by Startitup, s. r. o. Všetky práva vyhradené