La reacción de Mehler lleva el nombre de Alan H. Mehler, quien, en 1951, presentó datos sobre el efecto de que los cloroplastos aislados reducen el oxígeno para formar peróxido de hidrógeno ( H
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2). [1] Mehler observó que el H
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2formado de esta manera no presenta un intermedio activo en la fotosíntesis; más bien, como especie de oxígeno reactivo, puede ser tóxico para los procesos biológicos circundantes como agente oxidante . En la literatura científica, la reacción de Mehler a menudo se usa indistintamente con el ciclo agua-agua [2] para referirse a la formación de H
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2por fotosíntesis. En sentido estricto , el ciclo del agua abarca la reacción de Hill , en la que el agua se divide para formar oxígeno, así como la reacción de Mehler, en la que el oxígeno se reduce para formar H
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2y, finalmente, la recolección de esta H
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2 por antioxidantes para formar agua.
A partir de la década de 1970, el profesor Kozi Asada aclaró que los electrones que emergen de la ferredoxina del fotosistema I pueden reducir el oxígeno para formar superóxido , que luego es reducido por la superóxido dismutasa para formar H
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2. Este fotoquímico H
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2luego se reduce por la acción de la ascorbato peroxidasa para formar agua y ascorbato oxidado . Asada argumentó que el oxígeno presenta un sumidero importante para el exceso de energía de excitación adquirida durante la exposición de la planta a la luz brillante. A menudo comenzaba los seminarios preguntando: "¿Por qué las plantas no se queman con el sol a pesar de estar expuestas a la luz?". [3]
El papel fotoprotector que desempeña el ciclo del agua ha sido motivo de debate. En las plantas terrestres, la transferencia de electrones al oxígeno desde la ferredoxina a PSI representa fácilmente menos del 10% del transporte total de electrones fotosintéticos. [4] [5] [6] En las algas y otros organismos fotosintéticos unicelulares, sin embargo, esta cantidad puede representar del 20 al 30% del transporte total de electrones. Es posible que la reducción de oxígeno por los electrones libres que emergen del PSI evite que los componentes de la cadena de transporte de electrones se reduzcan en exceso. [7]
El ciclo del agua no está relacionado con la fotorrespiración , ya que comprende diferentes reacciones y no produce un consumo neto de oxígeno.