Tilalakoidný

Tilakoid v chloroplaste

Čo sú tilakoidy?

Ten Tilalakoidný Sú to kompartmenty vo forme plochých vriec umiestnených v chloroplastoch v rastlinných bunkách, v cyanobaktériách a rianoch. Zvyčajne sa organizujú v štruktúre nazývanej grana - Granum- a vyzerať ako hromada mincí.

Tilakoidy sa považujú za tretí chloroplastový membránový systém, okrem vnútornej a vonkajšej membrány uvedenej organely. Membrána tejto štruktúry sa oddeľuje vo vnútri tilakoidu chloroplastovej strómy a má sériu pigmentov a proteínov zapojených do metabolických dráh.

V tilakoidoch existujú základné biochemické reakcie na fotosyntézu, proces, ktorým rastliny berú slnečné svetlo a transformujú ho na uhľohydráty. Konkrétne majú potrebné zariadenie ukotvené do svojej membrány na vykonanie fázy závislej od slnečného žiarenia, kde je svetlo uväznené a premenené na energiu (ATP) a NADPH.

Charakteristiky tilakoidov

- Tilakoidy sú vnútorným trojrozmerným membránovým systémom chloroplastov. Plne zrelé chloroplasty majú naskladané 40 až 60 grany, s priemerom medzi 0,3 a 0,6 um.

- Počet tilakoidov, ktoré tvoria granány.

- Skladané tilakoidy sú navzájom spojené a vytvárajú kontinuálny priehradku v chloroplaste. Interiér tilakoidu je pomerne priestranný oddiel vodnej povahy.

- Tilakoidná membrána je nevyhnutná pre fotosyntézu, pretože sa tu koná prvá fáza procesu.

Tulakoidná štruktúra

Tilakoidy sú štruktúry, ktoré dominujú v úplne zrelom chloroplaste. Ak je v tradičnom optickom mikroskope zobrazený chloroplast, je možné pozorovať druhy zŕn.

Sú to stohovanie tilakoidov; Preto sa prví pozorovatelia týchto štruktúr nazývali „Grana“.

S pomocou elektronického mikroskopu sa obraz mohol rozšíriť a dospelo sa k záveru, že povaha týchto zŕn bola skutočne naskladaná tilakoidmi.

Tvorba a štruktúra tilakoidnej membrány závisí od tvorby chloroplastu z ešte diferencovaného plastidium, známeho ako protoplastidio. Prítomnosť svetla stimuluje konverziu na chloroplasty a následne tvorbu naskladaných tilakoidov.

Môže vám slúžiť: spermie: funkcie, časti, životný cyklus

Membrána

U chloroplastov a cyanobaktérií nie je membrána tilakoidu v kontakte s vnútornou časťou plazmatickej membrány. Tilakoidná membránová tvorba sa však začína invagináciou vnútornej membrány.

V cyanobaktériách a u určitých druhov rias sú tilakoidy tvorené jedinou vrstvou lamely. Naopak, v zrelých chloroplastoch sa nachádza zložitejší systém.

V tejto poslednej skupine môžete rozlíšiť dve základné časti: Grana a Stroma Lamella. Prvý pozostáva z malých naskladaných albumov a druhý je zodpovedný za spojenie týchto stohov navzájom, vytvárajúc štruktúru pokračuje: lúmen tilakoidu.

Lipidové zloženie membrány

Lipidy, ktoré tvoria membránu, sú vysoko špecializované a pozostávajú z takmer 80 % diacylglycerolu galaktozyl: monogalaktozyl diacylglycerol a diglaktozyl diacylglycerol. Tieto galaktolipidy majú vysoko nenasýtené reťazce, typické pre tilakoidy.

Podobne aj tilakoidná membrána obsahuje lipidy, ako je fosfatidylglycerol, v menšom pomere. Spomenuté lipidy nie sú homogénne distribuované vo oboch vrstvách membrány; Existuje určitý stupeň asymetrie, ktorý podľa všetkého prispieva k prevádzke štruktúry.

Zloženie membránového proteínu

Fotosystémy I a II sú dominantné proteínové zložky v tejto membráne. Sú spojené s komplexom cytochrómu B₆F a ATP syntetázy.

Zistilo sa, že väčšina prvkov fotosystému II sa nachádza v balených membránach grany, zatiaľ čo fotosystém I sa väčšinou nachádza v neoantidovaných tilalaidných membránach. To znamená, že existuje fyzické oddelenie oboch fotosystémov.

Tieto komplexy zahŕňajú komplexné membránové proteíny, periférne proteíny, kofaktory a rôzne pigmenty.

Tilalakoidné brehy

Interiér tilakoid pozostáva z vodnej a hrubej látky, ktorej zloženie sa líši od zloženia strómy. Zúčastnite sa fotofosforylácie, ukladanie protónov, ktoré vygenerujú protónovú motorovú silu pre syntézu ATP. V tomto procese môže pH lúmenu dosiahnuť 4.

V lummenovom proteóme modelového organizmu Thalian Arabidopsis Bolo identifikovaných viac ako 80 proteínov, ale ich funkcie neboli úplne objasnené.

Lumen proteíny sa podieľajú na regulácii tilalakoidnej biogenézy a aktivity a nahradenie proteínov, ktoré tvoria fotosyntetické komplexy, najmä fotosystém II a NAD (P) H D edrogensa.

Môže vám slúžiť: Promielocito: Charakteristiky, funkcie a patológie

Funkcie tilakoidov

Proces fotosyntézy, životne dôležitý pre zeleninu, sa začína v tilakoidoch. Membrána, ktorá ich vymedzuje s chloroplastovým stromom.

Fázy fotosyntézy

Fotosyntéza je možné rozdeliť do dvoch veľkých štádií: ľahké reakcie a tmavé reakcie.

Ako už názov napovedá, reakcie, ktoré patria do prvej skupiny, môžu pokračovať iba v prítomnosti svetla, zatiaľ čo reakcie druhej skupiny môžu vzniknúť s tým alebo bez neho. Všimnite si, že nie je potrebné, aby prostredie bolo „tmavé“, je nezávislé iba od svetla.

Prvá skupina reakcií, „svetlo“, sa vyskytuje v tilakoide a dá sa zhrnúť takto: Light + chlorofyl + 12 h₂O + 12 NADP⁺ + 18 ADP + 18 P_Jo à 6 o₂ + 12 NADPH + 18 ATP.

Druhá skupina reakcií sa vyskytuje v stróme chloroplastu a berie ATP a NADPH syntetizovaný v prvej fáze, aby sa znížil uhličitý oxid uhličitý na glukózu (C (C (c₆H₁₂Ani₆). Druhá fáza je možné zhrnúť v: 12 NADPH + 18 ATP + 6 CO₂ à C₆H₁₂Ani₆ + 12 NADP⁺ + 18 ADP + 18 P_Jo + 6 h₂Ani.

Svetlo -závislá fáza

Svetlové reakcie zahŕňajú sériu štruktúr známych ako fotosystémy, ktoré sa nachádzajú v tilakoidnej membráne a obsahujú vo vnútri 300 pigmentových molekúl, medzi týmito chlorofylom.

Existujú dva typy fotosystému: prvý má maximálny vrchol absorpcie svetla 700 nanometrov a je známy ako P₇₀₀, Zatiaľ čo druhý sa volá P₆₈₀. Obidve sú integrované do tilakoidnej membrány.

Proces začína, keď jeden z pigmentov absorbuje fotón a tento „odráža“ smerom k iným pigmentom. Keď molekula chlorofylu absorbuje svetlo, elektrón skočí a iná molekula ju absorbuje. Molekula, ktorá stratila elektrón, je teraz oxidovaná a má záporné zaťaženie.

P₆₈₀ Chytiť ľahkú energiu z chlorofylu a. V tomto fotosystéme je elektrón vrhnutý do energetického systému na primárny akceptor elektrónov.

Tento elektrón padá do fotosystému I prostredníctvom reťazca elektrónového dopravníka. Tento systém oxidačných a redukčných reakcií je zodpovedný za prenos protónov a elektrónov z jednej molekuly do druhej.

Môže vám slúžiť: lymfoblasty

Inými slovami, existuje tok elektrónov z vody do fotosystém II, do fotosystému I a Nadph.

Fotofosforylácia

Časť protónov generovaných týmto systémom reakcií sa nachádza vo vnútri tilakoidu (tiež nazývaného tilakoidný luz), čím vytvára chemický gradient, ktorý vytvára protónovú motorovú silu.

Protóny sa presúvajú z tilakoidného priestoru do strómu, priaznivo sledujú elektrochemický gradient; to znamená, že opúšťajú tilakoid.

Priechod protónov však nie je nikde v membráne, musia to urobiť prostredníctvom komplexného enzymatického systému nazývaného ATP syntezáza.

Tento protónový pohyb smerom k stromu. Syntéza ATP pomocou svetla sa nazýva fotofosforylácia.

Tieto spomenuté fázy sa vyskytujú súčasne: Chlorofyl fotosystém II stráca elektrón a musí ho nahradiť elektrónom z prasknutia molekuly vody; Fotosystém, ktorý zachytávam svetlo, oxiduje a spúšťa elektrón, ktorý chytí NADP⁺.

Stratený elektrón fotosystému I je nahradený výsledkom fotosystému II. Tieto zlúčeniny sa použijú pri následných reakciách fixácie uhlíka v cykle Calvin.

Vývoj

Vývoj fotosyntézy ako procesu kyslíka, ktorý sa používa, umožňoval život, ako ju poznáme.

Navrhuje sa, aby bola fotosyntéza vyvinutá pred niekoľkými miliardami rokov pred predkom, ktorá viedla k súčasným cyanobaktériám založeným na anxickom fotosyntetickom komplexe.

Navrhuje sa, že vývoj fotosyntézy bol sprevádzaný dvoma nevyhnutnými udalosťami: vytvorenie fotosystému P₆₈₀ a genéza systému vnútorných membrán, bez spojenia s bunkovou membránou.

Existuje podstatný proteín VIPP1 na tvorbu tilakoidov. Tento proteín je skutočne prítomný v rastlinách, riasach a cyanobaktériách, ale v baktériách, ktoré vykonávajú anoxickú fotosyntézu, chýba, ale chýba.

Predpokladá sa, že tento gén by mohol pochádzať z duplikácie génov v možnom predkovi cyanobaktérií. Existuje iba jeden cyanobakteriálny prípad, ktorý je schopný vykonávať fotosyntézu kyslíka a nemá tilakoidy: druh Gloeobacter Violaceus.