Pakar Temukan Fakta Mengejutkan Fotosintesis, Beda dari Buku Pelajaran

Sebuah studi baru menemukan fakta mengejutkan tentang fotosintesis yang ternyata berbeda jauh dari materi dalam buku-buku pelajaran. 

Fotosintesis sendiri adalah proses di mana tanaman, ganggang, dan beberapa bakteri mengubah karbon dioksida dan air menjadi oksigen dan gula untuk digunakan sebagai energi.

Untuk melakukan proses ini, organisme menggunakan sinar Matahari untuk mengoksidasi atau mengambil elektron dari air, lalu memberikan elektron kepada molekul karbon dioksida.

Lihat Juga : Studi Ungkap 40 Tahun Mendatang Usia Manusia Bisa Lebih Panjang

Reaksi kimia ini membutuhkan fotosistem atau protein kompleks yang mengandung klorofil untuk memindahkan elektron di antara molekul yang berbeda. Klorofil sendiri adalah pigmen yang menyerap cahaya dan memberikan warna hijau pada daun tanaman dan ganggang.

Dalam studi terbaru yang diterbitkan 22 Maret di jurnal Nature, para peneliti menggunakan teknik baru yang dikenal sebagai ultrafast transient absorption spectroscopy. Teknik ini digunakan untuk mempelajari bagaimana fotosintesis bekerja pada skala waktu seperseribu detik (0,000000000000001 detik) untuk pertama kalinya.

Tim ini awalnya mencoba mencari tahu bagaimana kuinon, atau molekul berbentuk cincin yang dapat mencuri elektron selama proses kimia, berdampak pada fotosintesis. Namun, para peneliti menemukan elektron dapat dilepaskan dari fotosistem jauh lebih awal selama fotosintesis daripada yang diyakini para ilmuwan sebelumnya.

"Kami pikir kami hanya menggunakan teknik baru untuk mengonfirmasi apa yang telah kami ketahui," kata Jenny Zhang, penulis studi yang juga seorang ahli biokimia yang berspesialisasi dalam fotosintesis di University of Cambridge di Inggris dalam sebuah pernyataan, dikutip dari Live Science.

"Sebaliknya, kami menemukan jalur yang sama sekali baru, dan membuka kotak hitam fotosintesis sedikit lebih jauh," tambahnya.

Dua fotosistem digunakan selama fotosintesis, yakni fotosistem I (PSI) dan fotosistem II (PSII). PSII berfungsi dalam menyediakan elektron untuk PSI dengan mengambilnya dari molekul air.

PSI kemudian mengeksitasi elektron-elektron tersebut lebih lanjut sebelum melepaskannya untuk kemudian diberikan kepada karbon dioksida untuk membuat gula melalui serangkaian langkah yang kompleks.

Penelitian sebelumnya menunjukkan perancah protein dalam PSI dan PSII sangat tebal yang membantu menahan elektron di dalamnya sebelum diteruskan ke tempat yang dibutuhkan.

Namun, teknik spektroskopi ultrafast yang baru mengungkapkan perancah protein bergerak lebih cepat dari yang diperkirakan dan beberapa elektron dapat keluar dari fotosistem segera setelah cahaya diserap oleh klorofil di dalam fotosistem.

Oleh karena itu, elektron-elektron ini dapat mencapai tempat tujuannya lebih cepat dari yang diharapkan.

"Jalur transfer elektron baru yang kami temukan di sini benar-benar mengejutkan. Kami ternyata tidak tahu banyak tentang fotosintesis seperti yang kami kira sebelumnya," kata Zhang.

Proses ini ditemukan pada fotosistem terisolasi dan dalam fotosistem "hidup" di dalam cyanobacteria.