Prostorsko urejena dinamika cianobakterijske vezave ogljika

Cianobakterije[1](modrozelene alge, modrozelene bakterije ali cianofite) uvrščamo med prokariontske alge oziroma med fototrofne bakterije. Najdemo jih skoraj povsod, v morjih, oceanih, sladkih vodah, slanih in sušnih območjih. Sposobne so opravljati fotosintezo, s katero dobijo potrebno energijo za svoje delovanje. Ob enem pa proizvajajo tudi kisik, potreben za življenje na Zemlji.Veljajo za najstarejše organizme v fosilnem zapisu (predkambrij-3.5 milijarde let nazaj), ki naj bi proizvedle večino kisika v Zemeljskem ozračju.

Pri fotosintezi cianobakterij je ključnega pomena vezava ogljika[2], kjer se preko Calvinovega cikla[3] plinasti CO2 pretvori v ogljikove hidrate(sladkorje). Za vezavo ogljika so ključnega pomena karboksisomi[4], organeli podobni proteinskim mikropredelom, s katerimi cianobakterije dobijo potrebne encime za fiksacijo ogljika iz citoplazme. S fluorescentno označenimi karboksisomi je bilo pokazano, da se le-ti uredijo linearno. Kot posledica se ob delitvi celic karboksisomi delijo nenaključno, saj vsaka hčerinska celica dobi enako število karboksisomov. Z mutacijo citoskeletnega proteina ParA je bila urejenost karboksisomov motena, ob sami delitvi celice, pa so se karboksisomi delili naključno in povzročili neparno vezavo ogljika po različnih delitvah. Sklepamo, da cianobakterije uporabljajo citoskelet za kontrolo prostorske ureditve karboksisomov in posledično uravnavanje metaboličnih procesov vezave ogljika[5].

Cianobakterije[6] so tako razvile pravi »organizacijski sistem«, podoben sistemu pri nuklinskih kislinah, ki vsaki hčerinski celici dodeli dovolj veliko število karboksisomov za pravilno delovanje.