Thylakoid meghatározása és működése

A tilakoid- egy lemezszerű, membránhoz kötött szerkezet, amely a fényfüggő hely fotoszintézis reakciók kloroplasztokat és cianobaktériumok. A hely tartalmazza azt a klorofilt, amelyet a fény elnyelésére és biokémiai reakciókhoz való felhasználására használnak. A thylakoid szó a zöld szóból származik thylakos, ami tasakot vagy zsákot jelent. Az -oid végződéssel a "thylakoid" jelentése "tasakszerű".

A tiroidokat lamelláknak is nevezhetjük, bár ez a kifejezés használható a tiránkoid azon részének utalására, amely a grant összeköti.

A kloroplasztokban a tiroidok be vannak ágyazva a stromába (a kloroplaszt belső része). A stroma riboszómákat, enzimeket és kloroplasztot tartalmaz DNS. A tylakoid a tiroid membránból és a zárt régióból, a tiroidok lumenének nevezik. Egy rakás tiroidok érmeszerű szerkezetekből álló csoportot alkotnak, amelyet granumnak hívnak. A kloroplaszt számos ilyen struktúrát tartalmaz, együttesen grana néven ismert.

A magasabb növények speciálisan szervezett tiroidokkal rendelkeznek, amelyekben mindegyik kloroplaszt 10–100 grammával rendelkezik, amelyeket stroma thylakoidok kapcsolnak össze egymással. A stroma thylakoids alagutaknak tekinthetők, amelyek a grant összekötik. A grana thylakoids és a stroma thylakoids különböző fehérjéket tartalmaznak.

A tiroidban végrehajtott reakciók magukban foglalják a víz fotolízisét, az elektronszállító láncot és az ATP szintézist.

A fotoszintézisű pigmentek (például klorofill) be vannak ágyazva a tiroid membránba, így ez a fényfüggő reakciók helyszíne a fotoszintézisben. A grana egymásra rakott alakja a kloroplaszt nagy felület-térfogatarányát adja, elősegítve a fotoszintézis hatékonyságát.

A tiroidos lumenet fotofoszforilációra használják a fotoszintézis során. A membrán fényfüggő reakciói protonokat szivattyúznak a lumenbe, pH-ját 4-re csökkentve. Ezzel szemben a stroma pH-ja 8.

Az első lépés a víz fotolízise, ​​amely a tiroidos membrán lumenterületén zajlik. A fényből származó energiát a víz csökkentésére vagy felosztására használják. Ez a reakció elektronokat hoz létre, amelyek szükségesek az elektronszállító láncokhoz, protonokat, amelyeket a lumenbe pumpálnak egy protongradiens előállításához, és az oxigént. Bár a sejtek légzéséhez oxigénre van szükség, a reakció során keletkező gázt visszajuttatják a légkörbe.

A fotolízis során keletkező elektronok az elektronszállító láncok fényrendszereibe kerülnek. A fotórendszerek tartalmaznak egy antennakomplexet, amely klorofill és rokon pigmentek felhasználásával gyűjti a fényt különböző hullámhosszon. A Photosystem I fényt használ a NADP csökkentésére ⁺ NADPH és H előállítására⁺. A II. Fényrendszer fényt használ a víz oxidálására molekuláris oxigén (O₂), elektronok (pl^-) és protonok (H⁺). Az elektronok csökkentik a NADP-t⁺ mindkét rendszerben a NADPH-hoz.

Az ATP-t mind a Photosystem I, mind a Photosystem II rendszerből állítják elő. A tiroidok ATP szintézist használva szintetizálják az ATP-t enzim ez hasonló a mitokondriális ATPázhoz. Az enzim be van építve a tiroid membránba. A szintázmolekula CF1-része a stromába terjedt ki, ahol az ATP támogatja a fénytől független fotoszintézis reakciókat.

A tirokoid lumen fehérjéket tartalmaz, amelyeket a fehérjék feldolgozásához, a fotoszintézishez, az anyagcseréhez, a redox reakciókhoz és a védekezéshez használnak. A plasztocianin fehérje egy elektronszállító fehérje, amely elektronokat szállít a citokróm fehérjékből az I. Photosystem rendszerbe. A citokróm b6f komplex az elektronszállító lánc egy része, amely elektron átvitel útján kapcsolja össze a proton pumpálódását a tiroidok lumenébe. A citokróm komplex a Photosystem I és a Photosystem II között helyezkedik el.

Míg a növényi sejtekben található tiroidok gránáthalmokat képeznek a növényekben, bizonyos típusú algákban ezeket ki lehet rakni.

Míg az algák és a növények eukarióták, addig a cianobaktériumok fotoszintetikus prokarióták. Nem tartalmaznak kloroplasztokat. Ehelyett az egész sejt egyfajta tylakoidként működik. A cianobaktérium külső sejtfallal, sejtmembránnal és tylakoid membránnal rendelkezik. Ezen a membránon belül található a bakteriális DNS, citoplazma és karboxiszomák. A tiroid membrán funkcionális elektronátadó láncokkal rendelkezik, amelyek támogatják a fotoszintézist és a sejtek légzését. A cianobaktériumok tiroid membránjai nem képeznek grana és stroma formáját. Ehelyett a membrán párhuzamos lemezeket alkot a citoplazmatikus membrán közelében, és minden lap között elegendő hely van a phykobilisomákhoz, a fényvisszaverő szerkezetekhez.