Značilnosti, struktura in funkcije grane



The granas so strukture, ki nastanejo pri kopičenju tilakoidov v kloroplastih rastlinskih celic. Te strukture vsebujejo fotosintezne pigmente (klorofil, karotenoide, ksantofil) in različne lipide. Poleg proteinov, ki so odgovorni za proizvodnjo energije, kot je ATP sintetaza.

V zvezi s tem tilakoidi predstavljajo sploščene vezikule, ki se nahajajo v notranji membrani kloroplastov. V teh strukturah je zajemanje svetlobe izvedeno za fotosintezo in fotofosforilacijske reakcije. Tilakoidi, zloženi in sestavljeni v granumu, so potopljeni v stromo kloroplastov.

V stromi so stene tilakoidov povezane s stromalnimi lamelami. Te povezave običajno potekajo od granuma preko strome do sosednjega granuma. Po drugi strani je osrednja vodna cona, imenovana tilakoidni lumen, obdana s tilakoidno membrano.

V zgornjih ploščah se nahajata dva fotosistema (fotosistem I in II). Vsak sistem vsebuje fotosintezne pigmente in vrsto proteinov, ki lahko prenašajo elektrone. V grani se nahaja fotosistem II, ki je odgovoren za zajemanje svetlobne energije v prvih fazah necikličnega transporta elektrona.

Indeks

  • 1 Značilnosti
  • 2 Struktura
  • 3 Funkcije
    • 3.1 Faze fotosinteze 
    • 3.2 Druge funkcije 
  • 4 Reference

Funkcije

Za Neila A. Campbella, avtorja Biologija: koncepti in odnosi (2012), grana so kloroplastne sončne energije. Postavite mesta, kjer klorofil ujame sončno energijo.

Grana-ednina, granum- izvirajo iz notranjih membran kloroplastov. Te strukture v obliki vgradnih pilotov vsebujejo vrsto krožnih predelkov, tanke in tesno pakirane: tilakoidi.

Za delovanje v fotosistemu II, brazgotina znotraj tilakoidne membrane vsebuje beljakovine in fosfolipide. Poleg klorofila in drugih pigmentov, ki zajamejo svetlobo med procesom fotosinteze.

Pravzaprav se tilakoidi grane povezujejo z drugo grano in v kloroplastu tvorijo mrežo visoko razvitih membran, podobno tisti, ki jo ima endoplazmatski retikulum..

Grana je suspendirana v tekočini, imenovani stroma, ki ima ribosome in DNA, ki se uporabljajo za sintezo nekaterih beljakovin, ki sestavljajo kloroplast.

Struktura

Struktura granuma je funkcija združevanja tilakoidov v kloroplastu. Grana je sestavljena iz kupa diskastih membranskih tilakoidov, potopljenih v stromo kloroplasta.

Dejansko kloroplasti vsebujejo notranji membranski sistem, ki je v višjih rastlinah označen kot grana-tilakoidi, ki izvira iz notranje membrane ovojnice..

V vsakem kloroplastu se običajno šteje spremenljivo število granumov, med 10 in 100. Granice so med seboj povezane s stromalnimi tilakoidi, medzrnskimi tilakoidi ali, bolj pogosto, lamelami..

Raziskava granuma s transmisijskim elektronskim mikroskopom (MET) omogoča odkrivanje granul, imenovanih kvantosomi. Ta zrna so morfološke enote fotosinteze.

Podobno tilakoidna membrana vsebuje različne beljakovine in encime, vključno s fotosintetičnimi pigmenti. Te molekule so sposobne absorbirati energijo fotonov in sprožiti fotokemične reakcije, ki določajo sintezo ATP..

Funkcije

Grana kot sestavni del kloroplastov spodbuja in sodeluje v procesu fotosinteze. Kloroplasti so torej energetsko pretvorljivi organeli.

Glavna naloga kloroplastov je pretvorba elektromagnetne energije sončne svetlobe v energijo kemičnih vezi. V tem procesu sodelujejo klorofil, ATP sintetaza in ribuloza bisfosfat karboksilaza / oksigenaza (Rubisco).

Fotosinteza ima dve fazi:

  • Svetlobna faza, v prisotnosti sončne svetlobe, kjer pride do pretvorbe svetlobne energije v protonski gradient, ki se bo uporabljala za sintezo ATP in za proizvodnjo NADPH..
  • Temna faza, ki ne zahteva prisotnosti neposredne svetlobe, če pa zahteva izdelke, ki so nastali v lahki fazi. Ta faza spodbuja fiksacijo CO2 v obliki fosfatnih sladkorjev s tremi atomi ogljika.

Reakcije med fotosintezo opravi molekula Rubisco. Svetlobna faza se pojavi v tilakoidni membrani, temna faza v stromi.

Faze fotosinteze 

Proces fotosinteze izpolnjuje naslednje korake:

1) Fotografski sistem II razdeli dve molekuli vode, ki izvirajo iz molekule O2 in štirih protonov. Štirje elektroni se sproščajo v klorofile, ki se nahajajo v tem fotosistemu II. Ločevanje drugih elektronov, ki jih je predhodno vzburila svetloba in sproščena iz fotosistema II.

2) Elektroni, ki se sproščajo, preidejo v plastokinon, ki jim daje citokrom b6 / f. Z energijo, ki jo ujamejo elektroni, uvaja 4 protone znotraj tilakoida.

3) Kompleks citokroma b6 / f prenaša elektrone v plastocyanin, ta pa na kompleks fotosistema I. S energijo svetlobe, ki jo absorbirajo klorofili, uspeva ponovno dvigniti energijo elektronov..

S tem kompleksom je povezan ferredoksin-NADP + reduktaza, ki modificira NADP + v NADPH, ki ostaja v stromi. Prav tako protoni, vezani na tilakoide in strome, ustvarijo gradient, ki lahko proizvede ATP.

Tako NADPH in ATP sodelujeta v Calvinovem ciklu, ki je določen kot presnovna pot, kjer CO2 določa RUBISCO. Kulminira s proizvodnjo fosfogliceratnih molekul iz ribuloze 1,5-bisfosfata in CO2.

Druge funkcije 

Po drugi strani kloroplasti opravljajo več funkcij. Med drugim sintezo aminokislin, nukleotidov in maščobnih kislin. Kot tudi proizvodnja hormonov, vitaminov in drugih sekundarnih metabolitov ter sodelovanje pri asimilaciji dušika in žvepla.

V višjih rastlinah je nitrat eden glavnih virov razpoložljivega dušika. Dejansko se v kloroplastih pojavi proces transformacije nitrita v amonij s sodelovanjem nitrit-reduktaze..

Kloroplasti tvorijo vrsto presnovkov, ki prispevajo kot naravna preventiva proti različnim patogenom, kar spodbuja prilagajanje rastlin na neugodne razmere, kot so stres, odvečna voda ali visoke temperature. Tudi proizvodnja hormonov vpliva na zunajcelično komunikacijo.

Tako kloroplasti medsebojno delujejo z drugimi celičnimi komponentami, bodisi z molekularnimi emisijami bodisi s fizičnim stikom, kar se dogaja med granulami v stromi in tilakoidno membrano..

Reference

  1. Atlas histologije rastlin in živali. Celica Kloroplasti Oddelek funkcionalne biologije in zdravstvenih znanosti. Fakulteta za biologijo. Univerza v Vigu Obnovljeno v: mmegias.webs.uvigo.es
  2. Leon Patricia in Guevara-García Arturo (2007) Kloroplast: ključna organela v življenju in pri uporabi rastlin. Biotehnologija V 14, CS 3, Indd 2. Vzpostavljeno iz: ibt.unam.mx
  3. Jiménez García Luis Felipe in trgovski partner Larios Horacio (2003) Cellular and Molecular Biology. Pearson Education. Mexico ISBN: 970-26-0387-40.
  4. Campbell Niel A., Mitchell Lawrence G. in Reece Jane B. (2001) Biologija: koncepti in odnosi. 3. izdaja. Pearson Education. Mexico ISBN: 968-444-413-3.
  5. Sadava David & Purves William H. (2009) Življenje: znanost o biologiji. 8. izdaja. Uvodnik Medica Panamericana. Buenos Aires ISBN: 978-950-06-8269-5.