Was haben Cyanobakterien aus der Photosynthese gewonnen?

Soweit ich weiß, begannen Cyanobakterien mit der Photosynthese, lange bevor Pflanzenzellen, wie wir sie kennen, auftauchten. Aber Cyanobakterien scheinen Polysaccharide nicht in der gleichen Weise zu verwenden wie Pflanzenzellen (zB Baumaterialien). Welchen evolutionären Nutzen haben Cyanobakterien also aus der Photosynthese gezogen, die sie veranlasst haben könnte, Generation für Generation weiterhin Sauerstoff zu produzieren?

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Aber Cyanobakterien scheinen Polysaccharide nicht auf die gleiche Weise zu verwenden wie Pflanzenzellen (z. B. Baumaterialien).

  1. Der Calvin-Benson-Zyklus produziert Glukose, die das Ausgangsmaterial für viele Biosynthesewege ist, einschließlich des der Nukleotide (Ribose aus dem Pentose-Phosphat-Weg). Glykolytische Zwischenprodukte sind auch an der Synthese von Aminosäuren, Isoprenoiden usw. beteiligt. Im Wesentlichen stammt der gesamte Kohlenstoff, den Cyanobakterien enthalten, aus der Fixierung von Kohlenstoff (aus CO 2 ) über die Photosynthese.
  2. Auch Cyanobakterien speichern Stärke als Energiereserve ( Suzuki et al., 2013 ). Sie produzieren auch andere Polysaccharide ( Phillipis und Vincenzini, 1998 ). Darüber hinaus hat die Peptidoglykan- Zellwand einen "Glykan"-Teil, der ein Glucosederivat (ein Polysaccharid) ist.
  3. Darüber hinaus können Cyanobakterien im Dunkeln kein ATP über die photosynthetische Elektronentransportkette produzieren, und ATP wird unter dunklen Bedingungen (wenn auch deutlich weniger) über die Phosphorylierung auf Substratebene in der Glykolyse erzeugt.

Warum glauben Sie, dass der einzige Vorteil der Photosynthese die Synthese von Polysacchariden ist? Die Photosynthese ermöglicht es einem Organismus, Photonen in chemische Energie umzuwandeln. Diese chemische Energie kann als Polysaccharide gespeichert und als Baumaterial verwendet werden, aber sie kann auch einfach in eine andere Verbindung umgewandelt oder einfach dazu verwendet werden, den Stoffwechsel des Organismus zu betreiben, was die wahre Bedeutung der Photosynthese ist und der Grund, warum sie die meisten unterstützt die Ökosysteme der Welt.

Ich weiß nur, dass Polysaccharide eine große Sache sind. Ich frage mich, für welche anderen Dinge Cyanobakterien die Photosynthese verwenden würden, die sie stark genug machten, um sie in diesem Umfang weiterzuführen.
Buchstäblich alles, was ein Organismus tut, erfordert Energie. Die Photosynthese liefert einen elektrochemischen Gradienten, der zur Herstellung von ATP verwendet werden kann – das dann in vielen, vielen chemischen Reaktionen in der gesamten Zelle als Energiequelle verwendet wird. Die DNA-Synthese benötigt ATP. Die RNA-Synthese benötigt ATP. Die Proteinsynthese benötigt ATP.
Der ATP-Prozess existierte also in frühen Cyanobakterien? War es mitochindrial?
ATP kommt in allen bekannten Organismen vor, also gibt es allen Grund zu der Annahme, dass es so gewesen wäre. Bakterien haben keine Mitochondrien, also nein, es wären keine Mitochondrien gewesen.
Entschuldigung, ich meinte, dass es ein photosynthetisches ATP gibt, dh ein stärkeres als in nicht-photosynthetischen anaeroben Organismen.
Mitochondriale oxidative Phosphorylierung und cyanobakterielle Photosynthese sind wirklich zwei Sonderfälle von Elektronentransportketten, die in endlosen Formen vorkommen. Sie alle folgen demselben Prinzip, nämlich der Übertragung hochenergetischer Elektronen, Redox-Akzeptoren, günstige Reaktionen, die Energie freisetzen, die nutzbar gemacht werden kann. Der Donor hochenergetischer Elektronen kann alles sein (NADH in Oxphos oder P700 für die Photosynthese) und der Elektronenakzeptor muss nur ein negativeres Redoxpotential haben als der Donor. Solange die Übertragung des Elektrons vom Donor zum Akzeptor freisetzt..
Energie kann geerntet werden. Bei der Photosynthese ist das Donorelektron nur deshalb so energiereich, weil die Reaktionszentren Energie aus der Sonnenstrahlung auf es übertragen. Im Gegensatz dazu ist das Donorelektron in Oxphos anfangs hochenergetisch, wobei der Energieeintrag aus der anfänglichen Synthese von Nahrungsmolekülen stammt. Es gibt wirklich eine erstaunliche Vielfalt dieser Elektronentransportketten, die oft ähnliche Enzyme und Elektronenübertragungsmaschinen verwenden, aber extrem unterschiedliche Hochenergie-Donoren und oxidierende Akzeptoren haben. Es könnten beides anorganische Verbindungen wie Schwefel und Nitrate sein.
Oft wird die Energie verwendet, um Ionen durch eine Membran zu pumpen, um ATP unter Verwendung der gespeicherten Energie des elektrochemischen Gradienten zu synthetisieren, wie er in der Mitochondrienmembran auftritt. Bei den meisten Bakterien geschieht dies in der Zellmembran, was den endosymbiotischen (bakteriellen) Ursprung der Mitochondrien schön veranschaulicht. Einige Phototrophe übertragen mithilfe der Sonnenstrahlung Energie auf Elektronen, verwenden dann aber einfach dieses energetisierte Elektron, um eine chemische Bindung zu bilden (anstatt Ionen zu pumpen), die gebrochen werden kann, um Energie und das niederenergetische Elektron freizusetzen. Es gibt also sogar Möglichkeiten, Lebensmittel neben Zucker und ATP zu lagern.
Was haben Cyanobakterien aus der Photosynthese gewonnen?
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