Grana, struktura i funkcje

The granas są strukturami, które powstają w wyniku skupienia tylakoidów znajdujących się w chloroplastach komórek roślinnych. Struktury te zawierają pigmenty fotosyntetyczne (chlorofil, karotenoidy, ksantofil) i różne lipidy. Oprócz białek odpowiedzialnych za wytwarzanie energii, takich jak syntetaza ATP.

W związku z tym tylakoidy stanowią spłaszczone pęcherzyki znajdujące się w wewnętrznej błonie chloroplastów. W tych strukturach wychwytywanie światła jest przeprowadzane dla reakcji fotosyntezy i fotofosforylacji. Z kolei tylakoidy ułożone i uformowane w granum są zanurzone w zrębie chloroplastów.

W zrębie stosy tylakoidów są połączone za pomocą lameli zrębu. Połączenia te zwykle przechodzą z granum przez zrąb do sąsiedniego granum. Z kolei centralna strefa wodna zwana prześwitem tylakoidowym jest otoczona błoną tylakoidową.

W górnych płytach znajdują się dwa fotosystemy (fotosystem I i II). Każdy system zawiera fotosyntetyczne pigmenty i serię białek zdolnych do przenoszenia elektronów. W grani znajduje się fotosystem II, odpowiedzialny za wychwytywanie energii światła podczas pierwszych etapów niecyklicznego transportu elektronów.

Indeks

• 1 Charakterystyka
• 2 Struktura
• 3 funkcje
  • 3.1 Fazy fotosyntezy 
  • 3.2 Inne funkcje 
• 4 odniesienia

Funkcje

Dla Neila A. Campbella, autora Biologia: pojęcia i relacje (2012), grana to pakiety energii słonecznej z chloroplastu. Stwórz miejsca, w których chlorofil wychwytuje energię słoneczną.

Grana-liczba pojedyncza, granum- pochodzą one z wewnętrznych membran chloroplastów. Struktury te w postaci zagłębionych pali zawierają szereg okrągłych przedziałów, cienkich i szczelnie upakowanych: tylakoidy.

Aby wywierać swoją funkcję w fotosystemie II, tkanka blizny wewnątrz błony tylakoidowej zawiera białka i fosfolipidy. Oprócz chlorofilu i innych pigmentów wychwytujących światło w procesie fotosyntezy.

W rzeczywistości tylakoidy grany łączą się z innymi granami, tworząc w chloroplastie sieć wysoko rozwiniętych błon podobnych do siateczki śródplazmatycznej.

Grana jest zawieszona w cieczy zwanej zrębie, która ma rybosomy i DNA, używane do syntezy niektórych białek, które tworzą chloroplast.

Struktura

Struktura granum jest funkcją grupowania tylakoidów w obrębie chloroplastu. Grana składa się ze stosu błoniastych tylakoidów podobnych do dysku, zanurzonych w zrębie chloroplastów.

Rzeczywiście, chloroplasty zawierają wewnętrzny system błonowy, który w wyższych roślinach jest określany jako grana-tylakoidy, które pochodzą z wewnętrznej błony koperty.

W każdym chloroplastie zwykle liczy się zmienną liczbę granów, między 10 a 100. Granas są połączone ze sobą za pomocą tylakoidów zrębowych, tylakoidów międzykrystalicznych lub, częściej, blaszek.

Eksploracja granum za pomocą transmisyjnego mikroskopu elektronowego (MET) umożliwia wykrycie granulek zwanych kwantosomami. Ziarna te są morfologicznymi jednostkami fotosyntezy.

Podobnie błona tylakoidowa zawiera różne białka i enzymy, w tym pigmenty fotosyntetyczne. Cząsteczki te mają zdolność absorbowania energii fotonów i inicjowania reakcji fotochemicznych, które określają syntezę ATP.

Funkcje

Grana jako struktura składowa chloroplastów, promuje i oddziałuje w procesie fotosyntezy. Tak więc chloroplasty są organellami przetwarzającymi energię.

Główną funkcją chloroplastów jest przekształcenie energii elektromagnetycznej światła słonecznego w energię wiązań chemicznych. Chlorofil, syntetaza ATP i karboksylaza rybulozowa bisfosforanu / oksygenaza (Rubisco) biorą udział w tym procesie.

Fotosynteza ma dwie fazy:

• Faza świetlna, w obecności światła słonecznego, w której zachodzi transformacja energii światła do gradientu protonu, która zostanie wykorzystana do syntezy ATP i do produkcji NADPH.
• Ciemna faza, która nie wymaga obecności światła bezpośredniego, jeśli jednak wymaga produktów utworzonych w fazie lekkiej. Ta faza sprzyja utrwalaniu CO2 w postaci cukrów fosforanowych z trzema atomami węgla.

Reakcje podczas fotosyntezy są przeprowadzane przez cząsteczkę o nazwie Rubisco. Faza świetlna występuje w błonie tylakoidowej, a faza ciemna w zrębie.

Fazy ​​fotosyntezy 

Proces fotosyntezy spełnia następujące kroki:

1) Fotosystem II łamie dwie cząsteczki wody pochodzące z cząsteczki O2 i czterech protonów. Cztery elektrony są uwalniane do chlorofilów znajdujących się w tym fotosystemie II. Oddzielenie innych elektronów wzbudzonych wcześniej światłem i uwolnionych z fotosystemu II.

2) Uwolnione elektrony przechodzą do plastochinonu, który daje je cytochromowi b6 / f. Dzięki energii wychwyconej przez elektrony wprowadza 4 protony do wnętrza tylakoidy.

3) Kompleks cytochromu b6 / f przenosi elektrony do plastocyjaniny, a ten do kompleksu fotosystemów I. Dzięki energii światła pochłoniętego przez chlorofile udaje mu się ponownie podnieść energię elektronów.

Związany z tym kompleksem jest reduktaza ferredoksyna-NADP +, która modyfikuje NADP + w NADPH, który pozostaje w zrębie. Podobnie protony związane z tylakoidami i zrębu tworzą gradient zdolny do wytwarzania ATP.

W ten sposób zarówno NADPH, jak i ATP uczestniczą w cyklu Calvina, który jest ustalony jako szlak metaboliczny, w którym CO2 jest ustalany przez RUBISCO. Kulminuje wytwarzaniem cząsteczek fosfoglicerynianów z 1,5-bisfosforanu rybulozy i CO2.

Inne funkcje 

Z drugiej strony chloroplasty pełnią wiele funkcji. Między innymi synteza aminokwasów, nukleotydów i kwasów tłuszczowych. Jak również produkcja hormonów, witamin i innych metabolitów wtórnych oraz udział w przyswajaniu azotu i siarki.

W roślinach wyższych azotan jest jednym z głównych dostępnych źródeł azotu. Rzeczywiście, w chloroplastach zachodzi proces przemiany azotynu w amon z udziałem reduktazy azotynowej.

Chloroplasty generują szereg metabolitów, które przyczyniają się do naturalnej profilaktyki różnych patogenów, promując przystosowanie roślin do niekorzystnych warunków, takich jak stres, nadmiar wody lub wysokie temperatury. Podobnie produkcja hormonów wpływa na komunikację zewnątrzkomórkową.

Tak więc chloroplasty oddziałują z innymi składnikami komórkowymi, albo przez emisje molekularne, albo przez kontakt fizyczny, jak zachodzi między granulkami w zrębie i błonie tylakoidowej.

Referencje

1. Atlas histologii roślinnej i zwierzęcej. Komórka Chloroplasty Dept. Biologii Funkcjonalnej i Nauk o Zdrowiu. Wydział Biologii. University of Vigo Odzyskany w: mmegias.webs.uvigo.es
2. Leon Patricia i Guevara-García Arturo (2007) Chloroplast: kluczowa organelle w życiu i użytkowaniu roślin. Biotechnologia V 14, CS 3, Indd 2. Źródło: ibt.unam.mx
3. Jiménez García Luis Felipe i kupiec Larios Horacio (2003) Cellular and Molecular Biology. Pearson Education. Meksyk ISBN: 970-26-0387-40.
4. Campbell Niel A., Mitchell Lawrence G. i Reece Jane B. (2001) Biologia: pojęcia i relacje. 3rd Edition. Pearson Education. Meksyk ISBN: 968-444-413-3.
5. Sadava David & Purves William H. (2009) Life: The Science of Biology. 8. edycja. Od redakcji Medica Panamericana. Buenos Aires ISBN: 978-950-06-8269-5.