i

Aktuální číslo:

2026/10

Téma měsíce:

Spojení

Obálka čísla

Pomůže mechorost zvýšit účinnost fotosyntézy?

 |  27. 4. 2026
 |  Vesmír 105, 248, 2026/5

Enzym ribulózabisfosfátkarboxyláza/oxygenáza (rubisco) má za sebou dlouhou evoluční historii. Jeho význam pro fixaci atmosférického oxidu uhličitého rostlinami, a tedy i pro výživu lidstva, je klíčový (Vesmír 102, 132, 2023/3). Pro zvýšení jeho karboxylační aktivity je významné, že mnohé mořské i sladkovodní řasy, ale také jedna skupina mechorostů, hlevíky (Anthocerotopsida), si v průběhu evoluce vytvořily ve svých fotosyntetizujících plastidech strukturu zvanou pyrenoid (Vesmír 95, 621, 2016/11). V pyrenoidu se hromadí hydrogenuhličitanové anionty a z nich se uvolňuje oxid uhličitý, který se tu dostává do kontaktu s hustě a pravidelně uspořádanými molekulami enzymu rubisco. Vysoká koncentrace oxidu uhličitého významně zvyšuje karboxylační aktivitu enzymu na úkor jeho aktivity oxygenační – je fixováno více uhlíku, finálně v podobě sacharidů. Zatím se nepodařilo přenést genetickou informaci pro vytvoření pyrenoidu ze zelených řas do vyšších, suchozemských rostlin.

Nyní se ukázalo jako nadějnější pokusit se o takový přenos z hlevíku (Anthoceros agrestis, viz obr. 1). Hlevíky jsou jediné suchozemské rostliny, které mají v chloroplastech pyrenoidy. Enzymatický komplex rubisco tvoří u recentních rostlin osm velkých a osm malých proteinových podjednotek. U hlevíku A. agrestis byla nalezena také neobvyklá isoforma malé podjednotky rubisco, která dostala jméno Rbcs-STAR. Její terminální proteinová doména z ní vyčnívá, oligomerizuje a s její pomocí se na sebe mohou vázat celé komplexy rubisco (obr. 1). Vzniká trojrozměrná struktura, podobná pyrenoidu řas. Genová exprese RbcS-STAR u modelové suchozemské rostliny Arabidopsis thaliana zřejmě dostačuje k indukci kondenzátů podobných pyrenoidu. Otevírá se tak možná cesta k vytvoření pyrenoidů také v chloroplastech zemědělských plodin. Tím by se u nich mohla zvýšit účinnost fotosyntézy a produkce biomasy.

Robison T. A. et al.: Science, 2026, DOI: 10.1126/science.aea0150

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Fyziologie, Botanika
RUBRIKA: Mozaika

O autorovi

Jaromír Kutík

Doc. RNDr. Jaromír Kutík, CSc., (*1948) vystudoval fyziologii rostlin na Přírodovědecké fakultě UK v Praze. Jako emeritus se na této fakultě věnuje zejména rostlinné cytologii.
Kutík Jaromír

Doporučujeme

Jak se bakterie oddávají sexu?

Jak se bakterie oddávají sexu? uzamčeno

Pavel Payne  |  29. 9. 2026
Srovnání bakteriálních genomů ukázalo, že homologní rekombinace je u bakterií překvapivě častá. Známé mechanismy přenosu DNA však samy o sobě...
Pravidla buněčné spolupráce

Pravidla buněčné spolupráce

Jan Černý  |  29. 9. 2026
Buňky vznikly i díky tomu, že se membránou oddělily od okolního světa. Teprve když některé z těchto hranic začaly být řízeně prostupné, objevil se...
Cesta do Tibetu jako nástroj propagandy

Cesta do Tibetu jako nástroj propagandy uzamčeno

Jarmila Ptáčková  |  29. 9. 2026
V očekávání většiny cestujících do Tibetu se pravděpodobně objevují zasněžené hory, prastaré kláštery a tmavorudá roucha buddhistických mnichů....