Oxígeno del agua: cómo las plantas lo ensamblan pieza a pieza exprés

Original: "New water oxidation mechanism in Photosystem II resolves major experimental controversies"
· Yulia Pushkar
arXiv:2601.14273 · 2026-01-09 · CC BY 4.0 · 2 min
Los científicos han descubierto cómo la proteína de la fotosíntesis une dos átomos de oxígeno en una sola molécula.

En cada hoja, bajo la luz, funciona una fábrica que descompone el agua en oxígeno e hidrógeno. El oxígeno sale al aire que respiramos, y el hidrógeno lo usa la planta para alimentarse. El corazón de esta fábrica es un complejo proteico con cuatro átomos de manganeso y un átomo de calcio. Es allí donde el agua pierde electrones y se convierte en oxígeno.

Durante mucho tiempo no se podía entender cómo dos átomos de oxígeno, que antes estaban en diferentes moléculas de agua, terminan juntos y se unen. El nuevo trabajo propone este escenario: un átomo de oxígeno (llamémoslo O3) proviene de una molécula de agua y se coloca junto al manganeso. El segundo átomo (O6) ya lo tiene la proteína listo. Cuando llega la luz, los electrones saltan y los átomos se acercan. El enlace entre ellos se forma como una cremallera: las dos mitades se juntan y los dientes se enganchan entre sí.

La proteína no solo acerca los átomos. Controla sus cargas mediante enlaces débiles, como un director de orquesta que no toca, pero decide cuándo debe entrar cada instrumento.

Esta vía de unión resulta energéticamente más favorable que la que antes se consideraba principal. En lugar de esperar a que dos átomos de oxígeno se encuentren por sí solos en un espacio reducido, la proteína lleva a uno de ellos al lugar adecuado y lo mantiene hasta que llega el segundo. Es como armar un mueble: primero colocas una pieza en la ranura y luego atornillas la segunda.

Los científicos notaron una similitud con la hemoglobina, la proteína que transporta oxígeno en la sangre. Allí también hay un “bolsillo” que retiene el oxígeno hasta que se necesita. La naturaleza suele usar los mismos trucos.

Comprender este mecanismo es importante para crear sistemas artificiales que produzcan oxígeno o combustible limpio a partir de agua y luz solar. Si aprendemos a repetir este truco, podremos construir fábricas parecidas a una hoja, pero aún más eficientes.

Cada año, las plantas producen alrededor de 300 mil millones de toneladas de oxígeno. Eso equivale aproximadamente al peso de todas las personas de la Tierra multiplicado por 40.

Científicos
William Lawrence BraggArchimedesDaniel BernoulliLeonhard EulerFred HoyleMargaret Burbidge
Conceptos
división del agua fotosíntesis enlace de hidrógeno oxígeno fotoquímica clorofila hidrocarburo extracción de energía producción de hidrógeno monóxido de carbono quema de helio química atmosférica calcio óxido de titanio niobato de litio hidrógeno dióxido de carbono proceso triple alfa (proceso de Hoyle)