Tyto sýry grana jsou struktury, vyplývající z seskupování thylakoidních umístěný uvnitř chloroplastů rostlinných buněk. Tyto struktury obsahují fotosyntetické pigmenty (chlorofyl, karotenoidy, xanthopyl) a různé lipidy. Kromě proteinů zodpovědných za generování energie, jako je ATP-syntetáza.
V tomto ohledu představují tylakoidy zploštělé váčky umístěné na vnitřní membráně chloroplastů. V těchto strukturách je zachycení světla prováděno pro fotosyntézu a fotofosforylační reakce. Na druhé straně jsou naskládané thylakoidy a granum tylokoidy zabudovány do strómy chloroplastů.
Chloroplast. Autor: Gmsotavio, z Wikimedia Commons
Ve stromě jsou tylakoidní komíny spojeny stromálními vrstvami. Tato spojení obvykle přecházejí z jednoho granusu přes stroma do sousedního granu. Centrální vodná zóna zvaná thylakoidní lumen je zase obklopena thylakoidovou membránou.
Na horních stříbrných ramenech jsou umístěny dva fotosystémy (fotosystém I a II). Každý systém obsahuje fotosyntetické pigmenty a řadu proteinů schopných přenášet elektrony. Fotosystém II se nachází v granu, který je zodpovědný za zachycení světelné energie během prvních fází necyklického přenosu elektronů.
vlastnosti
Pro Neila A. Campbella, autora Biology: Concepts and Relationships (2012), je grana svazky sluneční energie z chloroplastu. Jsou to místa, kde chlorofyl zachycuje energii ze slunce.
Grana - singulární, granum - pochází z vnitřních membrán chloroplastů. Tyto vyhloubené vlasové struktury obsahují řadu těsně zabalených tenkých kruhových oddílů: tylakoidů.
Aby vykonala svoji funkci ve fotosystému II, obsahuje grana uvnitř tylakoidní membrány proteiny a fosfolipidy. Kromě chlorofylu a dalších pigmentů, které zachycují světlo během fotosyntetického procesu.
Ve skutečnosti se tylakoidy grany spojují s jinými grány, přičemž uvnitř chloroplastu tvoří síť vysoce vyvinutých membrán, která je podobná endoplazmatickému retikulu.
Grana je suspendována v kapalině zvané stroma, která má ribozomy a DNA, která se používá k syntéze některých proteinů, které tvoří chloroplast.
Struktura
Struktura zrna je funkcí seskupení thylakoidů v chloroplastu. Grana se skládá z hromady diskovitých membránových tylakoidů, ponořených ve stromě chloroplastu.
Chloroplasty skutečně obsahují vnitřní membránový systém, který je ve vyšších rostlinách označován jako grana-tylakoidy, který pochází z vnitřní membrány obálky.
V každém chloroplastu je obvykle variabilní počet granů mezi 10 a 100. Zrna jsou navzájem spojena stromálními thylakoidy, intergranálními thylakoidy nebo, obyčejně lamelami.
Vyšetření zrna transmisním elektronovým mikroskopem (TEM) umožňuje detekovat granule zvané kvantosomy. Tato zrna jsou morfologickými jednotkami fotosyntézy.
Thylakoidová membrána rovněž obsahuje různé proteiny a enzymy, včetně fotosyntetických pigmentů. Tyto molekuly mají schopnost absorbovat energii fotonů a iniciovat fotochemické reakce, které určují syntézu ATP.
Funkce
Grana jako základní struktura chloroplastů, podporuje a interaguje v procesu fotosyntézy. Chloroplasty jsou tedy organely, které přeměňují energii.
Hlavní funkcí chloroplastů je přeměna elektromagnetické energie ze slunečního záření na energii z chemických vazeb. Na tomto procesu se podílí chlorofyl, ATP syntetáza a ribulóza bisfosfátkarboxyláza / oxygenáza (Rubisco).
Fotosyntéza má dvě fáze:
- Světelná fáze, v přítomnosti slunečního světla, kde dochází k přeměně světelné energie na protonový gradient, která bude použita pro syntézu ATP a pro produkci NADPH.
- Tmavá fáze, která nevyžaduje přítomnost přímého světla, však vyžaduje produkty vytvořené ve světelné fázi. Tato fáze podporuje fixaci CO2 ve formě fosfátových cukrů se třemi atomy uhlíku.
Reakce během fotosyntézy jsou prováděny molekulou zvanou Rubisco. Světelná fáze se vyskytuje v tylakoidní membráně a tmavá fáze ve stromě.
Fáze fotosyntézy
Fotosyntéza (vlevo) a dýchání (vpravo). Obrázek vpravo převzatý od BBC
Proces fotosyntézy splňuje následující kroky:
1) Fotosystém II štěpí dvě molekuly vody a vytvoří molekulu O2 a čtyři protony. Do chlorofylu nacházejícího se v tomto fotosystému II se uvolňují čtyři elektrony. Odstranění dalších elektronů dříve excitovaných světlem a uvolněných z fotosystému II.
2) Uvolněné elektrony přecházejí na plastochinon, který jim dává cytochrom b6 / f. Energie zachycená elektrony zavádí do thylakoidu 4 protony.
3) Komplex cytochromu b6 / f přenáší elektrony na plastocyanin, a to do komplexu fotosystému I. Díky energii světla absorbovaného chlorofyly dokáže znovu zvýšit energii elektronů.
S tímto komplexem souvisí ferredoxin-NADP + reduktáza, která modifikuje NADP + na NADPH, který zůstává ve stromě. Podobně protony připojené k tylakoidu a stromě vytvářejí gradient schopný produkovat ATP.
Tímto způsobem se NADPH i ATP účastní Calvinova cyklu, který je stanoven jako metabolická cesta, kde je CO2 fixován RUBISCO. Vrcholí produkcí molekul fosfoglycerátu z 1,5-bisfosfátu ribulosy a CO2.
Další funkce
Na druhé straně chloroplasty plní více funkcí. Mezi jiným, syntéza aminokyselin, nukleotidů a mastných kyselin. Stejně jako produkce hormonů, vitamínů a dalších sekundárních metabolitů, účastní se asimilace dusíku a síry.
Dusičnan je jedním z hlavních zdrojů dostupného dusíku ve vyšších rostlinách. U chloroplastů skutečně probíhá proces přeměny z dusitanu na amonný za účasti dusitanové reduktázy.
Chloroplasty vytvářejí řadu metabolitů, které přispívají k přirozené prevenci proti různým patogenům a podporují přizpůsobení rostlin nepříznivým podmínkám, jako je stres, nadměrná voda nebo vysoké teploty. Podobně produkce hormonů ovlivňuje mimobuněčnou komunikaci.
Chloroplasty tedy interagují s jinými buněčnými složkami, buď prostřednictvím molekulárních emisí nebo fyzickým kontaktem, jak se vyskytuje mezi granem v stróze a tylakoidní membráně.
Reference
- Atlas rostlinné a zvířecí histologie. Buňka. Chloroplasty Oddělení funkčních biologií a zdravotnictví. Fakulta biologická. University of Vigo. Obnoveno na: mmegias.webs.uvigo.es
- León Patricia a Guevara-García Arturo (2007) Chloroplast: klíčová organela v životě a při používání rostlin. Biotecnología V 14, CS 3, Indd 2. Citováno z: ibt.unam.mx
- Jiménez García Luis Felipe a obchodník Larios Horacio (2003) Buněčná a molekulární biologie. Pearsonovo vzdělávání. Mexiko ISBN: 970-26-0387-40.
- Campbell Niel A., Mitchell Lawrence G. a Reece Jane B. (2001) Biology: Concepts and Relationsships. 3. vydání. Pearsonovo vzdělávání. Mexiko ISBN: 968-444-413-3.
- Sadava David a Purves William H. (2009) Život: Věda o biologii. 8. vydání. Editorial Medica Panamericana. Buenos Aires. ISBN: 978-950-06-8269-5.