Tilacoid

Tilacoid dalam kloroplas

Apa itu tilacoids?

Itu Tilacoid Mereka adalah kompartemen dalam bentuk kantong datar yang terletak di dalam kloroplas dalam sel tanaman, dalam cyanobacteria dan ganggang. Mereka biasanya diatur dalam struktur yang disebut grana -plural Granum- dan terlihat seperti setumpuk koin.

Tilacoids dianggap sebagai sistem membran kloroplas ketiga, terlepas dari membran internal dan eksternal dari organel tersebut. Membran struktur ini terpisah di dalam tilacoid stroma kloroplas, dan memiliki serangkaian pigmen dan protein yang terlibat dalam jalur metabolisme.

Dalam tilacoids ada reaksi biokimia penting untuk fotosintesis, proses yang digunakan tanaman mengambil sinar matahari dan mengubahnya menjadi karbohidrat. Secara khusus, mereka memiliki mesin yang diperlukan berlabuh ke membran mereka untuk melakukan fase tergantung sinar matahari, di mana cahaya terperangkap dan dikonversi menjadi energi (ATP) dan NADPH.

Karakteristik tilacoids

- Tilacoids adalah sistem kloroplas membran tiga dimensi internal. Kloroplas matang sepenuhnya memiliki 40 hingga 60 grana ditumpuk, dengan diameter antara 0,3 dan 0,6 μm.

- Jumlah tilacoids yang merupakan granas sangat bervariasi: dari kurang dari 10 kantong pada tanaman yang terpapar sinar matahari yang cukup, hingga lebih dari 100 tilacoid pada tanaman yang hidup di lingkungan dengan bayangan ekstrem dengan ekstrem ekstrem.

- Tilacoids bertumpuk terhubung satu sama lain membentuk kompartemen kontinu dalam kloroplast. Bagian dalam tilacoid adalah kompartemen yang cukup luas dari sifat berair.

- Membran tilacoid sangat diperlukan untuk fotosintesis, karena tahap pertama proses berlangsung di sana.

Struktur tilacoid

Tilacoids adalah struktur yang mendominasi dalam kloroplas yang benar -benar matang. Jika kloroplas ditampilkan dalam mikroskop optik tradisional, spesies biji -bijian dapat diamati.

Ini adalah penumpukan tilacoid; Oleh karena itu, pengamat pertama dari struktur ini disebut "grana".

Dengan bantuan mikroskop elektronik, gambar dapat diperluas dan disimpulkan bahwa sifat biji -bijian ini benar -benar ditumpuk tilacoids.

Pembentukan dan struktur membran tilacoid tergantung pada pembentukan kloroplas dari plastidium yang belum dibedakan, yang dikenal sebagai protoplastidio. Kehadiran cahaya merangsang konversi menjadi kloroplas, dan selanjutnya pembentukan tilacoids bertumpuk.

Dapat melayani Anda: sperma: fungsi, bagian, siklus hidup

Membran tilacoid

Dalam kloroplas dan cyanobacteria, membran tilacoid tidak bersentuhan dengan bagian membran plasma internal. Namun, pembentukan membran tilacoid dimulai dengan invaginasi membran internal.

Dalam cyanobacteria dan pada spesies alga tertentu, tilacoids dibentuk oleh satu lapisan lamella. Sebaliknya, ada sistem yang lebih kompleks yang ditemukan di kloroplas dewasa.

Dalam kelompok terakhir ini Anda dapat membedakan dua bagian penting: Grana dan Stroma lamella. Yang pertama terdiri dari album kecil yang ditumpuk dan yang kedua bertanggung jawab untuk menghubungkan penumpukan ini satu sama lain, membentuk struktur berlanjut: lumen tilacoid.

Komposisi lipid membran

Lipid yang membentuk membran sangat terspesialisasi dan terdiri dari hampir 80 % dari diacylglycerol galactosyl: monogalactosyl diacylglycerol dan diglactosyl diacylglycerol. Galaktolipid ini memiliki rantai yang sangat tidak jenuh, khas tilacoids.

Demikian pula, membran tilacoid mengandung lipid seperti fosfatidilgliserol secara kurang proporsi. Lipid yang disebutkan tidak didistribusikan secara homogen di kedua lapisan membran; Ada tingkat asimetri tertentu yang tampaknya berkontribusi pada pengoperasian struktur.

Komposisi protein membran

Fotosistem I dan II adalah komponen protein dominan dalam membran ini. Mereka dikaitkan dengan kompleks sitokrom b₆F dan ATP sintetase.

Telah ditemukan bahwa sebagian besar elemen Fotosistem II terletak di membran grana yang penuh sesak, sedangkan Photosystem I sebagian besar terletak di membran tilacoid yang tidak ditanam. Artinya, ada pemisahan fisik antara kedua sistem fotosistem.

Kompleks ini termasuk protein membran komprehensif, protein perifer, kofaktor dan berbagai pigmen.

Tilacoid Lumes

Bagian dalam tilacoid terdiri dari zat berair dan tebal, yang komposisinya berbeda dari stroma. Berpartisipasi dalam fotofosforilasi, menyimpan proton yang akan menghasilkan gaya proton-motorik untuk sintesis ATP. Dalam proses ini, pH lumen dapat mencapai 4.

Dalam proteoma lummen dari organisme model Arabidopsis Thalia Lebih dari 80 protein telah diidentifikasi, tetapi fungsinya belum sepenuhnya dijelaskan.

Protein lumen terlibat dalam regulasi biogenesis tilacoid dan dalam aktivitas dan penggantian protein yang membentuk kompleks fotosintesis, terutama fotosistem II dan NAD (p) h d edrogensa.

Itu dapat melayani Anda: promielocito: karakteristik, fungsi dan patologi

Fungsi tilacoid

Proses fotosintesis, vital untuk sayuran, dimulai dengan tilacoids. Membran yang membatasi mereka dengan strom kloroplas.

Tahapan fotosintesis

Fotosintesis dapat dibagi menjadi dua tahap besar: reaksi cahaya dan reaksi gelap.

Seperti namanya, reaksi yang termasuk dalam kelompok pertama hanya dapat melanjutkan di hadapan cahaya, sedangkan kelompok kedua dapat muncul dengan atau tanpa ini. Perhatikan bahwa lingkungan tidak perlu menjadi "gelap", itu hanya terlepas dari cahaya.

Kelompok reaksi pertama, "cahaya", terjadi pada tilacoid dan dapat dirangkum sebagai berikut: cahaya + klorofil + 12 jam₂O + 12 NADP⁺ + 18 ADP + 18 P_yo à 6 o₂ + 12 NADPH + 18 ATP.

Kelompok reaksi kedua terjadi pada stroma kloroplas dan mengambil ATP dan NADPH disintesis pada tahap pertama untuk mengurangi karbon karbon dioksida menjadi glukosa (c₆H₁₂SALAH SATU₆). Tahap kedua dapat diringkas dalam: 12 NADPH + 18 ATP + 6 Co₂ à c₆H₁₂SALAH SATU₆ + 12 NADP⁺ + 18 ADP + 18 P_yo + 6 h₂SALAH SATU.

Tahap yang bergantung pada cahaya

Reaksi cahaya melibatkan serangkaian struktur yang dikenal sebagai fotosistem, yang ditemukan dalam membran tilacoid dan berisi 300 molekul pigmen, di antara klorofil ini.

Ada dua jenis sistem fotosistem: yang pertama memiliki puncak penyerapan cahaya maksimum 700 nanometer dan dikenal sebagai p₇₀₀, Sedangkan yang kedua disebut p₆₈₀. Keduanya terintegrasi ke dalam membran tilacoid.

Proses dimulai ketika salah satu pigmen menyerap foton dan "memantul" ini ke arah pigmen lain. Saat molekul klorofil menyerap cahaya, elektron melompat dan molekul lain menyerapnya. Molekul yang kehilangan elektron sekarang teroksidasi dan memiliki beban negatif.

P₆₈₀ Menangkap energi cahaya dari klorofil a. Dalam sistem fotosel ini, elektron dilemparkan ke dalam sistem energi yang lebih ke akseptor elektron primer.

Elektron ini jatuh ke Photosystem I, melalui rantai konveyor elektron. Sistem reaksi oksidasi dan reduksi ini bertanggung jawab untuk mentransfer proton dan elektron dari satu molekul ke molekul lainnya.

Dapat melayani Anda: limfoblas

Dengan kata lain, ada aliran elektron dari air ke fotosistem II, ke fotosistem I dan NADPH.

Fotofosforilasi

Sebagian proton yang dihasilkan oleh sistem reaksi ini terletak di dalam tilacoid (juga disebut tilacoid luz), menciptakan gradien kimia yang menghasilkan gaya proton-motorik.

Proton bergerak dari ruang tilacoid ke stroma, dengan baik mengikuti gradien elektrokimia; yaitu, mereka meninggalkan tilacoid.

Namun, bagian proton tidak ada di mana pun di membran, mereka harus melakukannya melalui sistem enzimatik kompleks yang disebut ATP synthesase.

Gerakan proton ini menuju Strom. Sintesis ATP menggunakan cahaya disebut fotofosforilasi.

Tahap -tahap yang disebutkan ini terjadi secara bersamaan: Klorofil Fotosistem II kehilangan elektron dan harus menggantinya dengan elektron dari pecahnya molekul air; Fotosistem yang saya catat, mengoksidasi dan meluncurkan elektron yang ditangkap oleh NADP⁺.

Elektron Fotosistem I yang Hilang digantikan oleh hasil Fotosistem II. Senyawa ini akan digunakan dalam reaksi fiksasi karbon berikutnya, dalam siklus calvin.

Evolusi

Evolusi fotosintesis sebagai proses pembersihan oksigen memungkinkan kehidupan seperti yang kita kenal.

Diusulkan bahwa fotosintesis dikembangkan beberapa miliaran tahun yang lalu di leluhur yang memunculkan cyanobacteria saat ini, berdasarkan kompleks fotosintesis yang anxic.

Diusulkan bahwa evolusi fotosintesis disertai dengan dua peristiwa yang sangat diperlukan: penciptaan photosystem p₆₈₀ dan asal -usul sistem membran internal, tanpa koneksi ke membran sel.

Ada protein VIPP1 yang penting untuk pembentukan tilacoides. Memang, protein ini ada pada tanaman, ganggang dan cyanobacteria, tetapi tidak ada pada bakteri yang melakukan fotosintesis anoksik.

Dipercayai bahwa gen ini dapat berasal dari duplikasi gen pada kemungkinan leluhur cyanobacteria. Hanya ada satu kasus cyanobacterial yang mampu melakukan fotosintesis oksigen dan tidak memiliki tilacoides: spesies Gloeobacter violaceus.