Ánh sáng xanh tím kích thích tổng hợp các axit amin và protein như thế nào?

Ánh sáng xanh tím kích thích tổng hợp nhiều loại axit amin và protein ở thực vật thông qua việc kích thích quá trình quang hợp. Theo các nghiên cứu cho thấy, ánh sáng xanh tím mang lại nhiều giá trị về mặt kinh tế cũng như dinh dưỡng của thực vật, cây trồng.

Thế nào là ánh sáng xanh tím?

Ánh sáng xanh tím kích thích tổng hợp (tiếng Anh là Blue Violet) là một dạng ánh sáng có bước sóng ngắn nhất trong bảng quang phổ ánh sáng có thể nhìn thấy, nằm trong khoảng từ 380 – 450 nanomet. Ánh sáng xanh tím kích thích tổng hợp có năng lượng cao nhất trong nhóm ánh sáng nhìn thấy và xuất hiện trong ánh sáng mặt trời, ánh sáng từ đèn LED, màn hình điện tử hoặc các nguồn sáng nhân tạo khác.

Hiện nay, ánh sáng xanh cũng được nhắc đến rất nhiều bởi có thể làm hại thị lực nếu tiếp xúc thời gian dài, tần suất liên tục. Đây cũng là lý do vì sao nhìn màn hình điện thoại, máy tính,… nhiều khiến mắt mờ, mỏi và dễ gặp các tật khúc xạ như cận, viễn, loạn thị,…

Ánh sáng xanh tím kích thích tổng hợp axit amin, protein theo cơ chế nào?

Ánh sáng xanh tím kích thích tổng hợp nhiều loại axit amin và protein nhờ hai cơ chế chủ yếu là:

Cơ chế tác động trực tiếp: Ánh sáng xanh tím kích thích tổng hợp có thể kích hoạt nhiều gen liên quan đến quá trình hình thành axit amin và protein. Điều này được thực hiện qua quá trình truyền nhận tín hiệu tế bào, ánh sáng xanh tím kích hoạt thụ thể trên bề mặt tế bào. Khi này, tín hiệu sẽ được truyền vào bên trong tế bào, từ đó kích hoạt các gen liên quan đến việc tổng hợp axit amin và protein.

Cơ chế tác động gián tiếp: Ánh sáng xanh tím có thể kích thích quá trình tổng hợp axit amin gián tiếp thông qua tác dụng thúc đẩy quá trình quang hợp. Quang hợp là quá trình tạo nên năng lượng cho các loài thực vật bằng cách sử dụng ánh sáng mặt trời để tạo nên ATP, cung cấp năng lượng cho hoạt động tổng hợp các hoạt chất khác, trong đó có axit amin và protein.

Trong cả 2 cơ chế trên của ánh sáng xanh tím kích thích tổng hợp đều có tác động mạnh mẽ đến quá trình hình thành, tổng hợp nên axit amin và protein. Điều này mang ý nghĩa quan trọng đối với thực vật bởi axit amin và protein là thành phần chính cấu tạo tế bào thực vật. Cụ thể hơn, ánh sáng xanh tím kích thích tổng hợp những axit amin như:

• Nhóm axit amin thiết yếu: Tác động từ ánh sáng xanh tím giúp tổng hợp các axit amin thiết yếu như Lysine, Methionine, Arginine, Valine, Leucine, Isoleucine, Phenylalanine, Threonine.
• Nhóm axit amin không thiết yếu: Ánh sáng xanh tím kích thích tổng hợp các axit amin không thiết yếu gồm Aspartic acid, Glutamic acid, Alanine, Glycine, Serine, Proline, Cysteine, Tyrosine.

Ngoài axit amin, ánh sáng xanh tím còn kích thích tổng hợp các loại protein như:

• Chlorophyll;
• Rubisco;
• Enzyme tổng hợp nên protein;
• Hormone thực vật.

Ánh sáng xanh tím là yếu tố quan trọng trong quá trình sinh trưởng của cây trồng, thường đến từ môi trường tự nhiên như ánh nắng mặt trời,… Việc hiểu rõ tác động của ánh sáng xanh tím sẽ giúp chúng ta có thể cải thiện năng suất cây trồng cũng như chất lượng nông sản, từ đó thúc đẩy kinh tế đi lên.

Ý nghĩa của ánh sáng xanh tím đối với quá trình quang hợp

Ánh sáng xanh tím kích thích tổng hợp có vai trò quan trọng đối với quá trình quang hợp của thực vật. Chúng được hấp thu bởi các sắc tố quang hợp có trong cây trồng, bao gồm chlorophyll a và chlorophyll b. Trong đó, chlorophyll a có khả năng hấp thụ ánh sáng xanh tím tốt hơn so với chlorophyll b.

Vai trò của ánh sáng xanh tím trong quá trình quang hợp ở thực gồm hai giai đoạn chủ yếu là:

• Giai đoạn sáng: Ánh sáng xanh tím sẽ kích hoạt quá trình quang phân nước. Nước trải qua quá trình này sẽ phân tách thành hydro và oxy. Lượng oxy được giải phóng vào khí quyển còn hydro sẽ được sử dụng để tổng hợp thành ATP, NADPH. 2 loại phân tử năng lượng cao này sẽ được cây dùng trong giai đoạn tối của quá trình quang hợp.
• Giai đoạn tối: Khi này, ánh sáng xanh tím kích thích tổng hợp axit amin, protein thông qua khởi động quá trình cố định carbon, trong đó, carbon dioxide sẽ được cố định thành các phân tử hữu cơ. Những phân tử này sau đó được dùng để tạo nên năng lượng và chất dinh dưỡng cần thiết cho cây.

Ngoài ra, tác động của ánh sáng xanh tím còn liên quan đến một số quá trình khác của thực vật như:

• Sự mở và đóng khí khổng: Ánh sáng xanh tím có thể kích thích, làm khí khổng mở ra để cây hấp thụ carbon dioxide từ bên ngoài, đồng thời giải phóng oxy sau quá trình phân tách nước.
• Sự phát triển của lá cây: Ánh sáng xanh tím kích thích lá phát triển khỏe mạnh, góp phần giúp cây quang hợp hiệu quả hơn.

Tác động thực tế của ánh sáng xanh tím đối với cây trồng

Các nghiên cứu đã chứng minh, ánh sáng xanh tím kích thích tổng hợp axit amin và điều chỉnh sự sinh sản của cây trồng. Ví dụ như nhờ cường độ ánh sáng xanh tím mạnh mà lá cây phát triển nhanh, từ đó cây cũng sẽ ra hoa sớm hơn. Trong thực tế, ánh sáng xanh tím có tác động đến thực vật theo nhiều cách khác nhau như:

Tăng cường quang hợp: Ánh sáng xanh tím có thể thúc đẩy quang hợp mạnh mẽ hơn, giúp cây có nhiều năng lượng hơn để thực hiện nhiều quá trình tổng hợp chất dinh dưỡng khác. Một nghiên cứu thực hiện năm 2019 cho kết quả rằng cây cà chua được chiếu sáng bằng ánh sáng xanh tím có năng suất tăng đến 15%.

Tăng chất lượng nông sản: Ánh sáng xanh tím tăng cường chất lượng nông sản, cụ thể như độ ngọt của trái cây, hàm lượng vitamin, chất khoáng và dinh dưỡng có trong rau củ,… Một nghiên cứu thực hiện năm 2015 chứng minh rau bina được chiếu ánh sáng xanh tím có thể tăng đến 20% lượng vitamin K so với cách trồng và chiếu sáng thông thường.

Ánh sáng xanh tím kích thích tổng hợp axit amin, protein trong cây một cách tự nhiên và đem lại nhiều lợi ích cho cả kinh tế và sức khỏe. Tuy nhiên bạn không nên tự ý chiếu ánh sáng xanh tím cho cây trồng vì hiện nay, phương pháp này chưa được áp dụng rộng rãi và có hướng dẫn cụ thể từ giới chuyên môn.