Περιεχόμενο
- Βασικά στοιχεία χλωροπλαστών
- Προέλευση του χλωροπλάστη
- Ορισμός θυλακιοειδών
- Χώρος και Δομή Θυλακοειδούς
- Θυλακοειδή και Φωτοσύνθεση
- Χημίασμωση
Οι χλωροπλάστες είναι οργανικά δεσμευμένα σε μεμβράνη που υπάρχουν σε πράσινα φυτά και άλγη. Περιέχουν χλωροφύλλη, το βιοχημικό που χρησιμοποιείται από τα φυτά για φωτοσύνθεση, το οποίο μετατρέπει την ενέργεια από το φως σε χημική ενέργεια που εξουσιάζει τις δραστηριότητες του φυτού.
Επιπλέον, οι χλωροπλάστες περιέχουν DNA και βοηθούν έναν οργανισμό να συνθέτει πρωτεΐνες και λιπαρά οξέα. Περιέχουν δισκοειδείς δομές, οι οποίες είναι μεμβράνες που ονομάζονται θυλακοειδή.
Βασικά στοιχεία χλωροπλαστών
Οι χλωροπλάστες έχουν μήκος περίπου 4 έως 6 μικρά. Η χλωροφύλλη μέσα σε χλωροπλάστες κάνει τα φυτά και τα φύκια πράσινα. Εκτός από τις θυλακοειδείς μεμβράνες, κάθε χλωροπλάστη έχει εξωτερική και εσωτερική μεμβράνη και ορισμένα είδη έχουν χλωροπλάστες με επιπλέον μεμβράνες.
Το υγρό που μοιάζει με πηκτή μέσα σε ένα χλωροπλάστη είναι γνωστό ως στρώμα. Ορισμένα είδη αλγών έχουν ένα κυτταρικό τοίχωμα μεταξύ των εσωτερικών και εξωτερικών μεμβρανών που αποτελούνται από μόρια που περιέχουν σάκχαρα και αμινοξέα. Το εσωτερικό του χλωροπλάστη περιέχει διάφορες δομές, συμπεριλαμβανομένων των πλασμιδίων DNA, του θυλακοειδούς χώρου και των ριβοσωμάτων, τα οποία είναι μικροσκοπικά εργοστάσια πρωτεϊνών.
Προέλευση του χλωροπλάστη
Πιστεύει ότι οι χλωροπλάστες, και τα σχετικά μιτοχόνδρια, κάποτε ήταν δικοί τους «οργανισμοί», έτσι να το πω. Οι επιστήμονες πίστευαν ότι κάποτε στην πρώιμη ιστορία της ζωής, μικροοργανισμοί που μοιάζουν με βακτηρίδια έπληξαν αυτό που γνωρίζουμε ως χλωροπλάστες και τα ενσωματώσαμε στο κύτταρο ως οργανίδιο.
Αυτό ονομάζεται "ενδοσμπιμωτική θεωρία". Αυτή η θεωρία υποστηρίζεται από το γεγονός ότι οι χλωροπλάστες και τα μιτοχόνδρια περιέχουν το δικό τους DNA. Αυτό είναι πιθανό "απομείνει" από μια εποχή που ήταν οι «οργανισμοί» τους έξω από ένα κελί.
Τώρα, το μεγαλύτερο μέρος αυτού του DNA δεν χρησιμοποιείται, αλλά κάποιο ϋΝΑ χλωροπλάστη είναι απαραίτητο για τις πρωτεΐνες και τις λειτουργίες του θυλακοειδούς. Υπάρχουν περίπου 28 γονίδια σε χλωροπλάστες που του επιτρέπουν να λειτουργεί κανονικά.
Ορισμός θυλακιοειδών
Τα θυλακοειδή είναι επίπεδα, δίσκου τύπου σχηματισμούς που βρίσκονται στο χλωροπλάστη. Μοιάζουν με στοιβάζονται νομίσματα. Είναι υπεύθυνοι για τη σύνθεση ATP, τη φωτόλυση νερού και αποτελούν συστατικό μιας αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων.
Μπορούν επίσης να βρεθούν σε κυανοβακτήρια καθώς επίσης και σε χλωροπλάστες φυτών και φυκών.
Χώρος και Δομή Θυλακοειδούς
Τα θυλακοειδή επιπλέουν ελεύθερα μέσα στο στρώμα του χλωροπλάστη σε ένα χώρο που ονομάζεται θυλακοειδής χώρος. Στα ανώτερα φυτά, σχηματίζουν μια δομή που ονομάζεται granum που μοιάζει με μια στοίβα νομισμάτων 10 έως 20 υψηλά. Οι μεμβράνες συνδέουν διαφορετικά κοράκια το ένα με το άλλο σε ελικοειδή μοτίβο, αν και ορισμένα είδη έχουν ελευθέρως επιπλέους κόκκους.
Η θυλακοειδής μεμβράνη αποτελείται από δύο στρώματα λιπιδίων που μπορεί να περιέχουν μόρια φωσφόρου και ζάχαρης. Η χλωροφύλλη ενσωματώνεται απευθείας στη μεμβράνη θυλακοειδούς, η οποία περικλείει το υδατώδες υλικό γνωστό ως ο θυλακοειδής αυλός.
Θυλακοειδή και Φωτοσύνθεση
Το συστατικό χλωροφύλλη θυλακοειδούς είναι αυτό που καθιστά δυνατή τη φωτοσύνθεση. Αυτή η χλωροφύλλη είναι αυτό που δίνει στα φυτά και τα πράσινα φύκια το πράσινο χρώμα τους. Η διαδικασία ξεκινά με τη διάσπαση του νερού για να δημιουργηθεί μια πηγή ατόμων υδρογόνου για την παραγωγή ενέργειας, ενώ το οξυγόνο απελευθερώνεται ως απόβλητο προϊόν. Αυτή είναι η πηγή του ατμοσφαιρικού οξυγόνου που αναπνέουμε.
Τα επόμενα βήματα χρησιμοποιούν τα απελευθερωμένα ιόντα υδρογόνου, ή πρωτόνια, μαζί με ατμοσφαιρικό διοξείδιο του άνθρακα για τη σύνθεση ζάχαρης. Μια διαδικασία που ονομάζεται μεταφορά ηλεκτρονίων καθιστά μόρια αποθήκευσης ενέργειας όπως το ATP και το NADPH. Αυτά τα μόρια τροφοδοτούν πολλές από τις βιοχημικές αντιδράσεις του οργανισμού.
Χημίασμωση
Μια άλλη λειτουργία θυλακοειδούς είναι η χημιοσμωτική, η οποία βοηθά στη διατήρηση ενός όξινου ρΗ στον θυλακοειδή αυλό. Στη χημιοσμόζη, το θυλακοειδές χρησιμοποιεί κάποια ενέργεια από την μεταφορά ηλεκτρονίων για να μετακινήσει τα πρωτόνια από τη μεμβράνη στον αυλό. Αυτή η διαδικασία συγκεντρώνει τον αριθμό πρωτονίων στον αυλό με συντελεστή περίπου 10.000.
Αυτά τα πρωτόνια περιέχουν ενέργεια που χρησιμοποιείται για τη μετατροπή της ΑϋΡ σε ΑΤΡ. Το ένζυμο συνθάση ATP βοηθά αυτή τη μετατροπή. Ο συνδυασμός των θετικών φορτίων και της συγκέντρωσης πρωτονίων στον αυλό θυλακοειδούς δημιουργεί μια ηλεκτροχημική κλίση που παρέχει τη φυσική ενέργεια που είναι απαραίτητη για την παραγωγή ΑΤΡ.