Análisis bioinformático comparativo del conjunto de genes del fotosistema I, II, Y ATP sintetasa de las cianobacterias

Abstract

La fotosíntesis es el proceso fundamental en el cual, se toma energía lumínica para la síntesis de componentes orgánicos. Aunque se han realizado variados y numerosos análisis de este proceso y los organismos que lo realizan, aún hay grandes vacíos sobre el origen de este mecanismo debido a la falta de secuencias de genes específicos a este sistema que sean representativos del dominio de organismos fotosintéticos. Para probar el esquema filogenético del aparato fotosintético, se extrajeron las secuencias de genes y anotaciones implicados en los fotosistemas I y II y ATP sintetasa de cianobacterias, bacterias purpuras, bacterias verdes, heliobacterias y Eucariotes representativos de taxones fotosintéticos (Ilustración 1). El análisis se llevó a cabo en dos fases: 1- la comparación de genes ortólogos de genomas completos, para obtener el número mínimo de genes comunes implicados en la fase lumínica de la fotosíntesis mediante la aplicación A3SComp (Ceter y Caicedo, 2008) y 2- el análisis filogenético, que se efectuó mediante métodos de distancia, máxima verosimilitud, máxima parsimonia y cercanía de vecinos. El análisis combinado reveló que los Prochlorales son el grupo ancestral entre las cianobacterias (junto con el organismo gloeobacteral: Gloeobacter violaceus PCC7421, y los synechococcus: Cyanobacterium Yellowstone A-Prime y Cyanobacterium Yellowstone B-Prime), como el grupo del cual divergen las otras cianobacterias lo cual concuerda con los análisis hechos por Honda et al., 1999, mediante análisis del gen ARNr 16S. Las bacterias verdes sulfurosas se ubicaron como el linaje fotosintético más temprano en gran parte de los esquemas filogenéticos, mientras que las heliobacterias como el ancestro de los organismos con fotosíntesis oxigénica coincidiendo con lo hallado por Xiong et al., 1998. El consenso de todo el análisis filogenético y la revisión bibliográfica hecha indican que la fotosíntesis sobre la Tierra es el resultado de eventos alternos que no siguen una línea directa de eficiencia y adaptación, de la reacción en fase lumínica en diferentes ambientes, sino que esta alternancia pudo haber sido fuertemente afectada por factores ambientales tales como, disposición de nitrógenos y hierro y sus efectos, sobre la disponibilidad de oxígeno hace 2.7 – 2.5 billones de años (Brocks et al., 2003).