Tilacoid

Tilacoid i en kloroplast

Vad är tilacoider?

De Tilacoid De är fack i form av platta påsar belägna inom kloroplaster i växtceller, i cyanobakterier och alger. De är vanligtvis organiserade i en struktur som kallas grana -plural Granum- Och se ut som en hög med mynt.

Tilacoider betraktas som det tredje kloroplastmembransystemet, förutom det inre och externa membranet i nämnda organell. Membranet i denna struktur separerar inuti tilacoiden i kloroplaststroma och har en serie pigment och proteiner involverade i metaboliska vägar.

I tilacoider finns det viktiga biokemiska reaktioner för fotosyntes, process genom vilken växter tar solljus och förvandlar den till kolhydrater. Specifikt har de de nödvändiga maskinerna förankrade i sitt membran för att utföra solljusberoende fasen, där ljuset fångas och omvandlas till energi (ATP) och NADPH.

Tilacoids egenskaper

- Tilacoider är ett internt trepimensionellt membranöst system av kloroplaster. Helt mogna kloroplaster har 40 till 60 grana staplade, med en diameter mellan 0,3 och 0,6 um.

- Antalet tilacoider som utgör granorna varierar mycket: från mindre än 10 påsar i växter som utsätts för tillräckligt solljus, upp till mer än 100 tilacoid i växter som lever i miljöer med extrem skugga.

- Staplade tilacoider är anslutna till varandra och bildar ett kontinuerligt fack i kloroplast. Tilacoidens inre är ett ganska rymligt fack av vattenhaltig natur.

- Tilacoidmembranet är nödvändigt för fotosyntes, eftersom det första steget i processen äger rum där.

Tilacoidstruktur

Tilacoider är strukturerna som dominerar inom en helt mogen kloroplast. Om en kloroplast visas i det traditionella optiska mikroskopet kan arter av korn observeras.

Dessa är tilacoid stapling; Därför kallades de första observatörerna av dessa strukturer "Grana".

Med hjälp av det elektroniska mikroskopet kunde bilden utökas och det drogs slutsatsen att arten av dessa korn verkligen staplade tilacoider.

Bildningen och strukturen för tilacoidmembranet beror på bildningen av kloroplast från ett ännu differentierat plastidium, känd som protoplastidio. Närvaron av ljus stimulerar omvandlingen till kloroplaster och därefter bildningen av staplade tilacoider.

Kan tjäna dig: spermier: funktioner, delar, livscykel

Tilacoidmembran

I kloroplaster och cyanobakterier är tilacoidmembranet inte i kontakt med den inre plasmamembrandelen. Emellertid börjar tilacoidmembranbildningen med invaginationen av det inre membranet.

I cyanobakterier och i vissa arter av alger bildas tilacoider av ett enda skikt av lamella. Däremot finns det ett mer komplext system som finns i mogna kloroplaster.

I den här sista gruppen kan du skilja två väsentliga delar: Grana och stroma -lamellen. Den första består av små staplade album och det andra ansvarar för att ansluta dessa staplar med varandra, och bildar en struktur fortsätter: tilacoidens lumen.

Membranets lipidkomposition

Lipiderna som utgör membranet är mycket specialiserade och består av nästan 80 % av diacylglycerol galaktosyl: monogalaktosyldiacylglycerol och diglactosyldiacylglycerol. Dessa galaktolipider har mycket omättade kedjor, typiska för tilacoider.

På liknande sätt innehåller tilacoidmembranet lipider såsom fosfatidylglycerol i mindre proportion. De nämnda lipiderna distribueras inte homogent i båda skikten av membranet; Det finns en viss grad av asymmetri som verkar bidra till strukturen.

Membranproteinkomposition

Photosystems I och II är de dominerande proteinkomponenterna i detta membran. De är associerade med cytokrome B -komplexet₆F- och ATP -syntetas.

Det har visat sig att majoriteten av elementen i Photosystem II är beläget i de packade Grana -membranen, medan Photosystem I mest är beläget i de oantilerade tilacoidmembranen. Det vill säga det finns en fysisk separation mellan båda fotosystemen.

Dessa komplex inkluderar omfattande membranproteiner, perifera proteiner, kofaktorer och olika pigment.

Tilacoidlumer

Tilacoidens inre består av en vattenhaltig och tjock substans, vars sammansättning skiljer sig från stroma. Delta i fotofosforylering, lagring av protonerna som kommer att generera protonmotormyrkan för ATP-syntes. I denna process kan Lumen -pH nå 4.

I Lummen -proteomet från modellorganismen Thalian Arabidopsis Mer än 80 proteiner har identifierats, men deras funktioner har inte helt klargjorts.

Lumenproteiner är involverade i regleringen av tilacoidbiogenes och i aktiviteten och ersättningen av proteinerna som bildar de fotosyntetiska komplexen, särskilt Photosystem II och NAD (P) H D edrogensa.

Det kan tjäna dig: Promielocito: Egenskaper, funktioner och patologier

Tilacoidfunktioner

Processen med fotosyntes, avgörande för grönsaker, börjar i tilacoider. Membranet som avgränsar dem med kloroplaststrom.

Steg av fotosyntes

Fotosyntes kan delas upp i två fantastiska steg: ljusreaktioner och mörka reaktioner.

Som namnet antyder kan reaktionerna som tillhör den första gruppen bara fortsätta i närvaro av ljus, medan de i den andra gruppen kan uppstå med eller utan detta. Observera att det inte är nödvändigt att miljön är "mörk", det är bara oberoende av ljus.

Den första gruppen av reaktioner, "ljuset", förekommer i tilacoiden och kan sammanfattas enligt följande: ljus + klorofyll + 12 h₂O + 12 NADP⁺ + 18 ADP + 18 p_Yo à 6 o₂ + 12 NADPH + 18 ATP.

Den andra gruppen av reaktioner förekommer i stroma i kloroplasten och tar ATP och NADPH syntetiserades i det första steget för att minska koldioxidkol till glukos (C₆H₁₂ANTINGEN₆). Det andra steget kan sammanfattas i: 12 NADPH + 18 ATP + 6 CO₂ à c₆H₁₂ANTINGEN₆ + 12 NADP⁺ + 18 ADP + 18 p_Yo + 6 h₂ANTINGEN.

Lättberoende stadium

Ljureaktionerna involverar en serie strukturer som kallas fotosystem, som finns i tilacoidmembranet och innehåller inuti 300 pigmentmolekyler, bland dessa klorofyll.

Det finns två typer av fotosystem: det första har en maximal ljusabsorptionstopp på 700 nanometer och är känd som P₇₀₀, Medan den andra kallas P₆₈₀. Båda är integrerade i tilacoidmembranet.

Processen börjar när ett av pigmenten absorberar en foton och detta "studsande" mot andra pigment. När en klorofyllmolekyl absorberar ljus, hoppar en elektron och en annan molekyl absorberar den. Molekylen som förlorade elektronen är nu oxiderad och har en negativ belastning.

P₆₈₀ Fånga lätt energi från klorofyll a. I detta fotosystem kastas en elektron i ett mer energisystem till en primär elektronacceptor.

Denna elektron faller till fotosystem I, genom elektrontransportkedjan. Detta oxidations- och reduktionsreaktionssystem ansvarar för att överföra protoner och elektroner från en molekyl till en annan.

Kan tjäna dig: lymfoblaster

Med andra ord finns det ett flöde av elektroner från vatten till fotosystem II, till fotosystem I och NADPH.

Fotofosforylering

En del av protonerna som genereras av detta reaktionssystem är beläget inuti tilacoid (även kallad tilacoid luz), vilket skapar en kemisk gradient som genererar en protonmotor kraft.

Protonerna rör sig från tilacoidutrymmet till stroma, gynnsamt efter den elektrokemiska gradienten; det vill säga de lämnar tilacoiden.

Passagen av protoner är emellertid inte någonstans i membranet, de måste göra det genom ett komplex enzymatiskt system som kallas ATP -syntesas.

Denna protonrörelse mot Strom. ATP -syntes med ljus kallas fotofosforylering.

Dessa nämnda steg förekommer samtidigt: fotosystem II klorofyll förlorar en elektron och måste ersätta den med en elektron från brottet i en vattenmolekyl; Fotosystemet jag fångar lätt, oxiderar och lanserar en elektron som fångas av NADP⁺.

Den förlorade elektronen i fotosystem I ersätts av resultatet av Photosystem II. Dessa föreningar kommer att användas i de efterföljande kolfixeringsreaktionerna i Calvin -cykeln.

Evolution

Utvecklingen av fotosyntesen som en syreförlorande process tillät liv som vi känner till det.

Det föreslås att fotosyntesen utvecklades för några miljarder år sedan i förfäderna som gav upphov till nuvarande cyanobakterier, baserat på ett anoxiskt fotosyntetiskt komplex.

Det föreslås att utvecklingen av fotosyntes åtföljdes av två oumbärliga händelser: skapandet av fotosystem P₆₈₀ och uppkomsten av ett internt membran -system, utan anslutning till cellmembranet.

Det finns ett väsentligt VIPP1 -protein för bildandet av tilacoides. I själva verket finns detta protein i växter, alger och cyanobakterier, men frånvarande i bakterier som utför anoxisk fotosyntes.

Det tros att denna gen kan komma från genduplikation i den möjliga förfäder till cyanobakterier. Det finns bara ett cyanobakteriellt fall som kan utföra syre -fotosyntes och inte har tilacoider: arten Gloeobacter violaceus.