V granas so strukture, ki izhajajo iz skupin z thylakoid nahaja v kloroplastih rastlinskih celic. Te strukture vsebujejo fotosintetske pigmente (klorofil, karotenoidi, ksantofil) in različne lipide. Poleg beljakovin, odgovornih za nastajanje energije, kot je ATP-sintetaza.
V zvezi s tem tilakoidi tvorijo sploščene vezikule, ki se nahajajo na notranji membrani kloroplastov. V teh strukturah se zajema svetloba za fotosintezo in reakcije fotofosforilacije. Po drugi strani so zloženi in zrnati tilakoidi vgrajeni v strome kloroplastov.
Kloroplast. Avtor Gmsotavio z Wikimedia Commons
V stromi se tilakoidne gomile povežejo s stromalnimi laminami. Te povezave običajno gredo od ene granule skozi strome do sosednje zrnca. Osrednje vodno območje, imenovano tilakoidni lumen, je obdano s tilakoidno membrano.
Dva fotosistema (fotosistema I in II) sta nameščena na zgornjih srebrnicah. Vsak sistem vsebuje fotosintetske pigmente in vrsto beljakovin, ki so sposobni prenašati elektrone. V grani je fotosistem II, ki je odgovoren za zajemanje svetlobne energije med prvimi stopnjami necikličnega prenosa elektronov.
značilnosti
Za Neila A. Campbella, avtorja Biology: Concepts and Relationships (2012), grana so svežnja sončne energije iz kloroplasta. So kraji, kjer klorofil lovi energijo od sonca.
Grana - ednina, granum - izvira iz notranjih membran kloroplastov. Te vdolbine v obliki vdolbinic vsebujejo vrsto tesnih, tankih okroglih oddelkov: tilakoidi.
Za izvajanje svoje funkcije v fotosistemu II vsebuje grana znotraj tilakoidne membrane beljakovine in fosfolipide. Poleg klorofila in drugih pigmentov, ki med fotosintetskim postopkom zajamejo svetlobo.
Dejansko se tilakoidi grane povežejo z drugimi granami in tvorijo znotraj kloroplasta mrežo visoko razvitih membran, podobnih kot v endoplazmatskem retikulu.
Grana je suspendirana v tekočini, imenovani stroma, ki vsebuje ribosome in DNK, ki se uporablja za sintezo nekaterih beljakovin, ki sestavljajo kloroplast.
Struktura
Struktura granula je funkcija združevanja tilakoidov znotraj kloroplasta. Grana je sestavljena iz kupa diskovnih membranskih tilakoidov, potopljenih v strome kloroplasta.
Dejansko kloroplasti vsebujejo notranji membranski sistem, ki je v višjih rastlinah označen kot grana-tilakoidi, ki izvirajo iz notranje membrane ovojnice.
V vsakem kloroplastu je običajno spremenljivo število zrn, med 10 in 100. Zrna so med seboj povezana s stromalnimi tilakoidi, medgranskimi tilakoidi ali, pogosteje, lamelami.
Pregled zrn s prenosnim elektronskim mikroskopom (TEM) omogoča odkrivanje zrnc, imenovanih kvantosom. Ta zrna so morfološke enote fotosinteze.
Prav tako tilakoidna membrana vsebuje različne beljakovine in encime, vključno s fotosintetskimi pigmenti. Te molekule so sposobne absorbirati energijo fotonov in sprožiti fotokemične reakcije, ki določajo sintezo ATP.
Lastnosti
Grana kot sestavna struktura kloroplastov spodbuja in deluje v procesu fotosinteze. Tako so kloroplasti organeli, ki pretvarjajo energijo.
Glavna funkcija kloroplastov je pretvorba elektromagnetne energije iz sončne svetlobe v energijo iz kemičnih vezi. V tem procesu sodelujejo klorofil, ATP sintetaza in ribuloza bisfosfat karboksilaza / oksigenaza (Rubisco).
Fotosinteza ima dve fazi:
- Lahka faza, ob prisotnosti sončne svetlobe, pri kateri pride do pretvorbe svetlobne energije v protonski gradient, ki se bo uporabil za sintezo ATP in za proizvodnjo NADPH.
- Temna faza, za katero ni potrebna neposredna svetloba, pa zahteva produkte, nastale v svetlobni fazi. Ta faza spodbuja fiksacijo CO2 v obliki fosfatnih sladkorjev s tremi ogljikovimi atomi.
Reakcije med fotosintezo izvaja molekula, imenovana Rubisco. Svetlobna faza se pojavi v tilakoidni membrani, temna faza pa v stromi.
Faze fotosinteze
Fotosinteza (levo) in dihanje (desno). Slika na desni, posneta z BBC-ja
Postopek fotosinteze izpolni naslednje korake:
1) Fotosistem II razgrajuje dve molekuli vode in ustvarja molekulo O2 in štiri protone. Klorofili, ki se nahajajo v tem fotosistemu II, sprostijo štiri elektrone. Odstranjevanje drugih elektronov, ki jih prej vzbuja svetloba in sprosti iz fotosistema II.
2) Osvobojeni elektroni preidejo v plastokinon, ki jim daje citokrom b6 / f. Z energijo, ki jo zajamejo elektroni, vnese 4 protone v tilakoid.
3) Citokrom b6 / f kompleks elektrone prenaša v plastocianin in to v kompleks fotosistema I. Z energijo svetlobe, ki jo absorbirajo klorofili, spet uspe dvigniti energijo elektronov.
V povezavi s tem kompleksom je ferredoksin-NADP + reduktaza, ki spremeni NADP + v NADPH, ki ostane v stromi. Prav tako protoni, pritrjeni na tilakoid in stromo, ustvarjajo gradient, ki lahko tvori ATP.
Tako NADPH kot ATP sodelujeta v ciklu Calvin, ki je vzpostavljen kot metabolična pot, kjer CO2 fiksira RUBISCO. Vrhunec je v proizvodnji molekul fosfoglicerata iz ribuloze 1,5-bisfosfata in CO2.
Druge funkcije
Po drugi strani kloroplasti opravljajo več funkcij. Med drugim sinteza aminokislin, nukleotidov in maščobnih kislin. Kot tudi pri proizvodnji hormonov, vitaminov in drugih sekundarnih presnovkov ter sodelujejo pri asimilaciji dušika in žvepla.
Nitrat je eden glavnih virov razpoložljivega dušika v višjih obratih. Dejansko se v kloroplastih proces pretvorbe iz nitrita v amonij odvija s sodelovanjem nitrit-reduktaze.
Kloroplasti ustvarjajo vrsto presnovkov, ki prispevajo kot naravno preprečevanje različnih patogenov in spodbujajo prilagajanje rastlin na neugodne razmere, kot so stres, odvečna voda ali visoke temperature. Prav tako proizvodnja hormonov vpliva na zunajcelično komunikacijo.
Tako kloroplasti medsebojno delujejo z drugimi celičnimi komponentami bodisi z molekularnimi emisijami bodisi s fizičnim stikom, kar se zgodi med granumom v stromi in tilakoidno membrano.
Reference
- Atlas histologije rastlin in živali. Celica. Kloroplasti Oddelek funkcionalne biologije in zdravstvenih ved. Fakulteta za biologijo. Univerza v Vigu. Obnovljeno na: mmegias.webs.uvigo.es
- León Patricia in Guevara-García Arturo (2007) Kloroplast: ključna organela v življenju in uporabi rastlin. Biotecnología V 14, CS 3, Indd 2. Vzpostavljeno iz: ibt.unam.mx
- Jiménez García Luis Felipe in trgovec Larios Horacio (2003) Celična in molekularna biologija. Pearsonova vzgoja. Mehika ISBN: 970-26-0387-40.
- Campbell Niel A., Mitchell Lawrence G. in Reece Jane B. (2001) Biology: Pojmi in odnosi. 3. izdaja Pearsonova vzgoja. Mehika ISBN: 968-444-413-3.
- Sadava David & Purves William H. (2009) Življenje: znanost o biologiji. 8. izdaja Uredništvo Medica Panamericana. Buenos Aires ISBN: 978-950-06-8269-5.