Тилакоид Определение и функция

тилакоидов представляет собой листообразную мембранно-связанную структуру, которая является местом светозависимого фотосинтез реакции в хлоропласты и цианобактерии. Это сайт, который содержит хлорофилл, используемый для поглощения света и использования его для биохимических реакций. Слово тилакоид происходит от зеленого слова thylakos, что означает мешок или мешок. С окончанием -oid «тилакоид» означает «мешочек».

Тилакоиды могут также называться ламеллами, хотя этот термин может использоваться для обозначения части тилакоида, соединяющей граны.

В хлоропластах тилакоиды встраиваются в строму (внутренняя часть хлоропласта). Строма содержит рибосомы, ферменты и хлоропласт ДНК. Тилакоид состоит из тилакоидной мембраны и замкнутой области, называемой тилакоидным просветом. Стог тилакоидов образует группу монетоподобных структур, называемых гранулами. Хлоропласт содержит несколько таких структур, известных как грана.

Высшие растения имеют специально организованные тилакоиды, в которых каждый хлоропласт имеет 10–100 гран, которые связаны друг с другом стилами тилакоидами. Тилакоиды стромы можно рассматривать как туннели, соединяющие граны. Тилакоиды grana и тилакоиды стромы содержат различные белки.

Реакции, выполняемые в тилакоиде, включают фотолиз воды, цепь переноса электронов и синтез АТФ.

Фотосинтетические пигменты (например, хлорофилл) внедряются в тилакоидную мембрану, что делает ее местом светозависимых реакций при фотосинтезе. Сложенная форма рулонов граны обеспечивает хлоропласту высокое отношение площади поверхности к объему, что способствует эффективности фотосинтеза.

Тилакоидный просвет используется для фотофосфорилирования во время фотосинтеза. Светозависимые реакции в мембранном насосе протонируют в просвет, понижая его рН до 4. Напротив, рН стромы составляет 8.

Первым этапом является фотолиз воды, который происходит в области просвета тилакоидной мембраны. Энергия света используется для уменьшения или расщепления воды. Эта реакция производит электроны, которые необходимы для цепей переноса электронов, протоны, которые накачиваются в просвет для образования градиента протонов, и кислород. Хотя кислород необходим для клеточного дыхания, газ, полученный в результате этой реакции, возвращается в атмосферу.

Электроны от фотолиза попадают в фотосистемы цепей переноса электронов. Фотосистемы содержат антенный комплекс, который использует хлорофилл и связанные с ним пигменты для сбора света на различных длинах волн. Фотосистема I использует свет для уменьшения NADP ⁺ производить NADPH и H⁺. Фотосистема II использует свет для окисления воды с образованием молекулярного кислорода (O₂), электроны (е^-) и протоны (H⁺). Электроны уменьшают НАДФ⁺ НАДФ в обеих системах.

АТФ производится как из Фотосистемы I, так и из Фотосистемы II. Тилакоиды синтезируют АТФ с использованием АТФ-синтазы фермент это похоже на митохондриальную АТФазу. Фермент интегрируется в тилакоидную мембрану. CF1-часть молекулы синтазы распространяется в строму, где АТФ поддерживает светозависимые реакции фотосинтеза.

Просвет тилакоида содержит белки, используемые для обработки белка, фотосинтеза, обмена веществ, окислительно-восстановительных реакций и защиты. Белок пластоцианин представляет собой белок транспорта электронов, который транспортирует электроны из белков цитохрома в фотосистему I. Комплекс цитохрома b6f представляет собой часть цепи переноса электронов, которая связывает протонную накачку в просвет тилакоида с переносом электрона. Комплекс цитохрома расположен между Фотосистемой I и Фотосистемой II.

В то время как тилакоиды в растительных клетках образуют стеки граны в растениях, они могут не укладываться в штабель в некоторых типах водорослей.

Хотя водоросли и растения являются эукариотами, цианобактерии являются фотосинтезирующими прокариотами. Они не содержат хлоропластов. Вместо этого вся клетка действует как своего рода тилакоид. Цианобактерия имеет наружную клеточную стенку, клеточную мембрану и тилакоидную мембрану. Внутри этой мембраны находится бактериальная ДНК, цитоплазма и карбоксисомы. Тилакоидная мембрана имеет функциональные цепи переноса электронов, которые поддерживают фотосинтез и клеточное дыхание. Тилакоидные мембраны цианобактерий не образуют граны и стромы. Вместо этого мембрана образует параллельные листы рядом с цитоплазматической мембраной, с достаточным пространством между каждым листом для фикобилисом, структур, собирающих свет.