Съдържание
- Основи на хлоропласта
- Произход на хлоропласта
- Определение на тилакоид
- Тилакоидно пространство и структура
- Тилакоиди и фотосинтеза
- Chemiosmosis
Хлоропластите са свързани с мембрана органели, присъстващи в зелени растения и водорасли. Те съдържат хлорофил, биохимиката, използвана от растенията за фотосинтеза, която превръща енергията от светлина в химическа енергия, която засилва дейността на растението.
В допълнение, хлоропластите съдържат ДНК и помагат на организма да синтезира протеини и мастни киселини. Те съдържат структури, подобни на дискове, които са мембрани, наречени тилакоиди.
Основи на хлоропласта
Хлоропластите измерват дължина около 4 до 6 микрона. Хлорофилът в хлоропластите прави растенията и водораслите зелени. Освен тилакоидните мембрани, всеки хлоропласт има външна и вътрешна мембрана, а някои видове имат хлоропласти с допълнителни мембрани.
Гелообразната течност вътре в хлоропласт е известна като строма. Някои видове водорасли имат клетъчна стена между вътрешната и външната мембрана, съставена от молекули, съдържащи захари и аминокиселини. Вътрешността на хлоропласта съдържа различни структури, включително ДНК плазмиди, тилакоидно пространство и рибозоми, които са малки протеинови фабрики.
Произход на хлоропласта
Смята се, че хлоропластите и донякъде свързаните митохондрии някога са били собствени „организми“, така да се каже. Учените вярвали, че някъде в ранната история на живота организмите, подобни на бактерии, погълнали това, което знаем като хлоропласти, и ги включили в клетката като органела.
Това се нарича "ендосимбиотична теория". Тази теория се подкрепя от факта, че хлоропластите и митохондриите съдържат собствена ДНК. Това вероятно е "остатъчен" от време, когато те са били собствени "организми" извън клетка.
Сега по-голямата част от тази ДНК не се използва, но някои ДНК на хлоропласт са от съществено значение за тилакоидните протеини и функциите. Има приблизително 28 гена в хлоропластите, които му позволяват да функционира нормално.
Определение на тилакоид
Тилакоидите са плоски, дисковидни образувания, открити в хлоропласта. Те приличат на подредени монети. Те са отговорни за синтеза на АТФ, водната фотолиза и са компонент на електронната транспортна верига.
Те могат да бъдат намерени и в цианобактерии, както и в растителни и водорасли хлоропласти.
Тилакоидно пространство и структура
Тилакоидите плават свободно в стромата на хлоропласта на място, наречено тилакоидно пространство. Във висшите растения те образуват структура, наречена гранула, която прилича на куп монети с височина 10 до 20. Мембраните свързват различни грана помежду си по спираловиден образец, въпреки че някои видове имат свободно плаваща грана.
Тилакоидната мембрана е съставена от два слоя липиди, които могат да съдържат молекули фосфор и захар. Хлорофилът е вграден директно в тилакоидната мембрана, която загражда воднистия материал, известен като тилакоиден лумен.
Тилакоиди и фотосинтеза
Хлорофилният компонент на тилакоида е това, което прави възможно фотосинтезата. Този хлорофил е това, което дава на растенията и зелените водорасли зеленото им оцветяване. Процесът започва с разделянето на водата, за да се създаде източник на водородни атоми за производство на енергия, докато кислородът се отделя като отпадъчен продукт. Това е източникът на атмосферния кислород, който дишаме.
Следващите стъпки използват освободените водородни йони или протони, заедно с атмосферен въглероден диоксид, за да синтезират захар. Процес, наречен транспорт на електрон, прави молекули за съхранение на енергия като ATP и NADPH. Тези молекули захранват много от биохимичните реакции на организма.
Chemiosmosis
Друга тилакоидна функция е химиосмозата, която помага за поддържане на киселинно рН в тилакоидния лумен. При химиосмозата тилакоидът използва част от енергията, осигурена от електронния транспорт, за да придвижва протоните от мембраната към лумена. Този процес концентрира броя на протоните в лумена с коефициент около 10 000.
Тези протони съдържат енергия, която се използва за преобразуване на ADP в ATP. Ензимът ATP синтаза помага за това превръщане. Комбинацията от положителни заряди и концентрация на протони в тилакоидния лумен създава електрохимичен градиент, който осигурява физическата енергия, необходима за производството на АТФ.