Pirenoid

Pirenoidi su subćelijske mikrostrukture u hloroplastima mnogih algi,^[1] i u jednoj grupi kopnenih biljaka, roškastih/lističavih mahovina.^[2] Pirenoidi su povezani sa djelovanjem mehanizma za koncentriranje ugljika (CCM). Njihova glavna funkcija je djelovanje kao središta fiksacije ugljik-dioksida (CO₂) stvaranjem i održavanjem okoline bogate ovim plinom oko fotosintetskog enzima ribuloza-1,5-bisfosfat karboksilaza/oksigenaza (RuBisCO). Čini se da stoga pirenoidi imaju ulogu analognu onoj karboksisoma u cijanobakterijama.

Alge su ograničene na vodene sredine, čak i u vodenim staništima, a to ima posljedice u pristupu CO₂ za fotosintezu. CO₂ difundira 10.000 puta sporije u vodi nego u zraku, i također se sporo uravnoteži. Rezultat toga je da je voda kao medij često lahko otpušta, a sporo veže CO₂ iz zraka. Konačno, CO₂ izjednačava se sa bikarbonatom (HCO₃⁻) kada se rastvori u vodi, i to čini na zavisnosti od pH osnove. Naprimjer, u morskoj vodi pH je takav da se otopljeni anorganski ugljik (DIC) nalazi uglavnom u obliku HCO₃^–.

Neto rezultat ovoga je niska koncentracija slobodnog CO₂ koja je jedva dovoljna da RuBisCO alge djeluje na četvrtini svoje maksimalne brzina, a samim tim, dostupnost CO₂ ponekad može predstavljati veliko ograničenje fotosinteze algi.

1. ^ Giordano, M., Beardall, J., & Raven, J. A. (2005). CO₂ concentrating mechanisms in algae: mechanisms, environmental modulation, and evolution. Annu. Rev. Plant Biol., 56, 99-131. PubMed
2. ^ Villarreal, J. C., & Renner, S. S. (2012) Hornwort pyrenoids, carbon-concentrating structures, evolved and were lost at least five times during the last 100 million years. Proceedings of the National Academy of Sciences,109(46), 1873-1887. PubMed