Granås bitki hücrelerinin kloroplastlar içinde yer thylakoid gruplama kaynaklanan yapılardır. Bu yapılar fotosentetik pigmentler (klorofil, karotenoidler, ksantofil) ve çeşitli lipidler içerir. ATP-sentetaz gibi enerji üretiminden sorumlu proteinlere ek olarak.
Bu bağlamda tilakoidler, kloroplastların iç zarında bulunan düzleştirilmiş veziküller oluşturur. Bu yapılarda fotosentez ve fotofosforilasyon reaksiyonları için ışık yakalama işlemi gerçekleştirilir. Sırayla, istiflenmiş ve granum tilakoidler, kloroplastların stromasına gömülür.
Kloroplast. Wikimedia Commons'tan Gmsotavio tarafından
Stromada, tilakoid yığınları stromal laminalarla bağlanır. Bu bağlantılar genellikle bir granumdan stroma boyunca komşu granuma gider. Buna karşılık, tilakoid lümen adı verilen merkezi sulu bölge, tilakoid membranla çevrilidir.
Üst gümüşlerde iki fotosistem (fotosistem I ve II) bulunur. Her sistem, fotosentetik pigmentler ve elektron transfer edebilen bir dizi protein içerir. Photosystem II granada yer alır ve döngüsel olmayan elektron taşınmasının ilk aşamalarında ışık enerjisini yakalamaktan sorumludur.
karakteristikleri
Biology: Concepts and Relationships (2012) kitabının yazarı Neil A. Campbell için grana, kloroplasttan gelen güneş enerjisi demetleridir. Klorofilin güneşten enerjiyi yakaladığı yerlerdir.
Grana - tekil, granum - kloroplastların iç zarlarından kaynaklanır. Bu içi boş kazık şeklindeki yapılar, bir dizi sıkıca paketlenmiş, ince, dairesel bölme içerir: tilakoidler.
Fotosistem II'deki işlevini yerine getirmek için tilakoid zar içindeki grana proteinler ve fosfolipidler içerir. Fotosentetik işlem sırasında ışığı yakalayan klorofil ve diğer pigmentlere ek olarak.
Aslında, bir grananın tilakoidleri diğer granalarla bağlantı kurarak kloroplast içinde endoplazmik retikulumunkine benzer oldukça gelişmiş bir membran ağı oluşturur.
Grana, kloroplastı oluşturan bazı proteinleri sentezlemek için kullanılan, ribozomlara ve DNA'ya sahip stroma adı verilen bir sıvı içinde asılıdır.
yapı
Granumun yapısı, tilakoidlerin kloroplast içindeki gruplanmasının bir fonksiyonudur. Grana, kloroplastın stromasına batırılmış disk şeklindeki membranöz tilakoid yığınından oluşur.
Gerçekte, kloroplastlar, daha yüksek bitkilerde, zarfın iç zarından kaynaklanan grana-tilakoid olarak adlandırılan bir iç zarlı sistem içerir.
Her kloroplastta genellikle 10 ile 100 arasında değişen sayıda granum bulunur. Taneler, stromal tilakoidler, intergranal tilakoidler veya daha yaygın olarak lamel ile birbirine bağlanır.
Granumun transmisyon elektron mikroskobu (TEM) ile incelenmesi, kuanozom adı verilen granüllerin tespit edilmesini sağlar. Bu taneler, fotosentezin morfolojik birimleridir.
Benzer şekilde, tilakoid zar, fotosentetik pigmentler dahil olmak üzere çeşitli proteinler ve enzimler içerir. Bu moleküller, fotonların enerjisini emme ve ATP'nin sentezini belirleyen fotokimyasal reaksiyonları başlatma yeteneğine sahiptir.
Özellikleri
Grana, kloroplastların kurucu bir yapısı olarak, fotosentez sürecini teşvik eder ve etkileşime girer. Böylece kloroplastlar enerji dönüştürücü organellerdir.
Kloroplastların temel işlevi, elektromanyetik enerjinin güneş ışığından kimyasal bağlardan enerjiye dönüştürülmesidir. Klorofil, ATP sentetaz ve ribuloz bifosfat karboksilaz / oksijenaz (Rubisco) bu sürece katılır.
Fotosentezin iki aşaması vardır:
- ATP sentezi ve NADPH üretimi için kullanılacak olan, ışık enerjisinin bir proton gradyanına dönüşümünün meydana geldiği, güneş ışığının varlığında hafif bir faz.
- Direkt ışığın varlığını gerektirmeyen karanlık bir faz ise, ışık fazında oluşan ürünleri gerektirir. Bu aşama, üç karbon atomlu fosfat şekerleri şeklinde CO2'nin fiksasyonunu destekler.
Fotosentez sırasındaki reaksiyonlar Rubisco adı verilen molekül tarafından gerçekleştirilir. Işık fazı tilakoid membranda ve karanlık faz stromada meydana gelir.
Fotosentez aşamaları
Fotosentez (solda) ve solunum (sağda). BBC'den alınan sağdaki resim
Fotosentez işlemi aşağıdaki adımları gerçekleştirir:
1) Fotosistem II, iki su molekülünü parçalayarak bir O2 molekülü ve dört proton oluşturur. Bu fotosistem II'de bulunan klorofillere dört elektron salınır. Daha önce ışıkla uyarılan ve fotosistem II'den salınan diğer elektronların çıkarılması.
2) Açığa çıkan elektronlar, onları sitokrom b6 / f'ye veren bir plastokinona geçer. Elektronların yakaladığı enerji ile tilakoidin içine 4 proton katar.
3) Sitokrom b6 / f kompleksi, elektronları bir plastosiyanine, bunu da fotosistem I kompleksine aktarır, klorofiller tarafından emilen ışığın enerjisi ile elektronların enerjisini tekrar yükseltmeyi başarır.
Bu kompleks ile ilgili olarak, NADP + 'yı stromada kalan NADPH'ye dönüştüren ferredoksin-NADP + redüktaz vardır. Benzer şekilde, tilakoid ve stromaya eklenen protonlar, ATP üretebilen bir gradyan oluşturur.
Bu şekilde hem NADPH hem de ATP, CO2'nin RUBISCO tarafından sabitlendiği metabolik bir yol olarak kurulan Calvin döngüsüne katılır. Ribuloz 1,5-bifosfat ve CO2'den fosfogliserat moleküllerinin üretimi ile sonuçlanır.
Diğer fonksiyonlar
Öte yandan, kloroplastlar birden fazla işlevi yerine getirir. Diğerlerinin yanı sıra, amino asitlerin, nükleotitlerin ve yağ asitlerinin sentezi. Hormon, vitamin ve diğer ikincil metabolitlerin yanı sıra, azot ve kükürt asimilasyonuna katılır.
Nitrat, yüksek bitkilerde mevcut azotun ana kaynaklarından biridir. Nitekim kloroplastlarda nitritten amonyuma dönüşüm süreci nitrit-redüktazın katılımıyla gerçekleşir.
Kloroplastlar, bitkilerin stres, aşırı su veya yüksek sıcaklıklar gibi olumsuz koşullara adaptasyonunu teşvik ederek, çeşitli patojenlere karşı doğal önleme aracı olarak katkıda bulunan bir dizi metabolit üretir. Aynı şekilde hormon üretimi de hücre dışı iletişimi etkiler.
Bu nedenle, kloroplastlar, stromadaki granum ve tilakoid membran arasında meydana geldiği gibi, moleküler emisyonlar yoluyla veya fiziksel temas yoluyla diğer hücresel bileşenlerle etkileşime girer.
Referanslar
- Bitki ve Hayvan Histolojisi Atlası. Hücre. Kloroplastlar Bölümü Fonksiyonel Biyoloji ve Sağlık Bilimleri Bölümü. Biyoloji Fakültesi. Vigo Üniversitesi. Kurtarıldı: mmegias.webs.uvigo.es
- León Patricia ve Guevara-Garcia Arturo (2007) Kloroplast: yaşamda ve bitkilerin kullanımında önemli bir organel. Biotecnología V 14, CS 3, Indd 2. Erişim: ibt.unam.mx
- Jiménez García Luis Felipe ve Merchant Larios Horacio (2003) Hücresel ve Moleküler Biyoloji. Pearson Education. Meksika ISBN: 970-26-0387-40.
- Campbell Niel A., Mitchell Lawrence G. ve Reece Jane B. (2001) Biology: Concepts and Relationships. 3. Baskı. Pearson Education. Meksika ISBN: 968-444-413-3.
- Sadava David & Purves William H. (2009) Life: The Science of Biology. 8. Baskı. Editör Medica Panamericana. Buenos Aires. ISBN: 978-950-06-8269-5.