jueves 18  de  abril 2024
UNIVERSO

Rubisco, la enzima que sustenta la vida en la Tierra sigue en evolución

La Rubisco, la enzima que alimenta nuestro planeta evoluciona de una manera muy lenta. Se pensaba que estaba atrapada en una rutina evolutiva, según estudio

Por Yolanda Ojeda

MIAMI.- Una investigación dirigida por la Universidad de Oxford, del Reino Unido, descubrió que la Rubisco, la enzima que alimenta toda la vida en la Tierra, no está estancada en una rutina evolutiva como se pensaba, por el contrario mejora todo el tiempo aunque lo hace de una manera muy lenta.

Este hallazgo podría potencialmente abrir nuevas rutas para fortalecer la seguridad alimentaria. Los resultados se publicaron en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

La enzima más abundante en la Tierra proporciona la energía que alimenta la vida en nuestro planeta durante los últimos 3.000 millones de años. Si bien Rubisco fija miles de millones de toneladas de CO2 cada año, la enzima ha sido considerada notoriamente ineficiente. Esto ha creado una paradoja biológica que ha desconcertado a los investigadores durante décadas.

La enzima ribulosa-1,5-bifosfato carboxilasa/oxigenasa, más comúnmente conocida por el corto nombre de RuBisCO o simplemente Rubisco cataliza el primer paso importante para la fijación del carbono.

La proteína más abundante

La Rubisco es la proteína más abundante en el mundo, ya que está presente en cada planta que se somete a la fotosíntesis y la síntesis molecular. Compone hasta el 20-25% de la proteína soluble de las hojas. Estiman que cada persona en la Tierra está soportada por cerca de 44 kg de Rubisco.

Muchos científicos de plantas han debatido por varios años si la enzima está atrapada en una "rutina evolutiva", lo que hace imposible que mejore. Pero la nueva investigación de la Universidad de Oxford ha revelado que mejora continuamente, pero se produce a un ritmo muy lento.

El autor principal, Jacques Bouvier, estudiante de doctorado en el Departamento de Biología de Oxford, dijo en un comunicado: "Nuestra investigación demuestra por primera vez que la evolución está mejorando constantemente y es posible seguir mejorando la enzima. Es importante destacar que esta información proporciona un optimismo renovado para los esfuerzos por diseñar la enzima para ayudar a alimentar al mundo".

Lento, pero seguro

Los investigadores analizaron secuencias del gen Rubisco de una amplia gama de organismos fotosintéticos y cuantificaron la tasa de evolución de la enzima por primera vez.

Descubrieron que su secuencia se ha alterado en incrementos diminutos de solo un cambio de base cada 900.000 años, un marcado contraste con el genoma del COVID-19, por ejemplo, que evoluciona un cambio de base cada dos semanas.

Esto sitúa a Rubisco en el 1% de los genes de evolución más lenta de la Tierra, pero a pesar de este lento ritmo de cambio, los investigadores descubrieron que la enzima está aprovechando esta evolución para mejorar la fijación de CO2. Los autores también descubrieron que esta fijación de CO2 que progresa lentamente está dando como resultado progresos en la fotosíntesis; Las plantas están evolucionando en su capacidad de convertir CO2 en azúcar, pero el ritmo de mejora es tan lento que parece congelado.

Durante décadas, los científicos han aspirado a diseñar una Rubisco mejorada para impulsar el crecimiento y el rendimiento de las plantas cultivadas. Pero a pesar de muchos esfuerzos, el éxito ha sido limitado.

Esperanza renovada

Sin embargo, las ideas de este estudio ofrecen una esperanza renovada. En particular, desentrañar el misterio de lo que está frenando el ritmo de evolución de la enzima puede descubrir nuevas formas de mejorar el rendimiento de los cultivos.

Jacques Bouvier añadió: "Dado que el Rubisco asimila los azúcares que alimentan la vida en la Tierra, mejorar esta enzima es una de las vías más prometedoras para ayudar a combatir la inseguridad alimentaria. Ha habido un acalorado debate sobre si hay posibilidades de optimizar la enzima; nuestra nueva investigación proporciona una respuesta clara a esta pregunta".

Este nuevo conocimiento ofrece aliento a los esfuerzos que apuntan a aumentar el rendimiento de los cultivos alimentarios, de fibra y combustibles centrándose en la ingeniería de la Rubisco. Mejorar la enzima proteínica más abundante en la biosfera podría ser clave para satisfacer las necesidades alimentarias de una población global en crecimiento

FUENTE: Europa Press /Infobae /Redacción Diario las Américas

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