Tartalom
- Mi van a kloroplaszt belsejében - a kloroplaszt szerkezete
- A kloroplasztos riboszómák és a thylkaoidok funkciója
- Klorofill: A kloroplaszt energia forrása
- A kloroplaszt membránok és az intermembrán tér
- A Thylakoid rendszer
- A stróma és a kloroplaszt DNS eredete
- Szén rögzítése a sötét reakciókban
A kloroplasztok apró növényi erőművek, amelyek könnyű energiát vesznek fel, és így keményítőket és cukrokat állítanak elő, amelyek elősegítik a növény növekedését.
A növényi sejtekben megtalálhatók a növényi levelekben, a zöld- és vörös algákban, valamint a cianobaktériumokban. A kloroplasztok lehetővé teszik a növények számára az élethez szükséges összetett vegyi anyagok előállítását egyszerű, szervetlen anyagokból, például szén-dioxidból, vízből és ásványi anyagokból.
Élelmezési célra autotróf, a növények képezik az élelmiszerlánc alapját, támogatva az összes magasabb szintű fogyasztót, például rovarokat, halakat, madarakat és emlősöket egészen az emberekig.
A sejtkloroplasztok olyanok, mint egy kis üzem, amely üzemanyagot termel. Ilyen módon a zöld növényi sejtekben levő kloroplasztok teszik lehetővé a Földön való életet.
Mi van a kloroplaszt belsejében - a kloroplaszt szerkezete
Bár a kloroplasztok mikroszkopikus hüvelyek az apró növényi sejtekben, bonyolult felépítésük lehetővé teszi számukra a fényenergia elfogását és felhasználását szénhidrátok molekuláris szintű összeállításához.
A főbb szerkezeti elemek a következők:
A kloroplasztos riboszómák és a thylkaoidok funkciója
A riboszómák olyan fehérjék és nukleotidok csoportjai, amelyek enzimeket és más komplex molekulákat termelnek, amelyekre a kloroplasztnak szüksége van.
Nagy számban vannak jelen az összes élő sejtben, és komplex sejtes anyagokat termelnek, például fehérjéket az RNS genetikai kód molekuláinak utasításai szerint.
A tiroidok be vannak ágyazva a stromába. A növényekben zárt korongokat képeznek, amelyeket úgynevezett halmokba rendeznek grana, egyetlen halommal, amelyet granumnak hívnak. Ezek egy, a lumenot körülvevő tiroid membránból, egy fehérjéket tartalmazó vizes savas anyagból állnak, amelyek megkönnyítik a kloroplasztok kémiai reakcióit.
lamellák kapcsolatot létesítenek a grana lemezek között, összekötve a különböző halom lumenét.
A fotoszintézis fényérzékeny része a tiroid membránon zajlik, ahol klorofill elnyeli a fény energiáját, és kémiai energiává változtatja a növényben.
Klorofill: A kloroplaszt energia forrása
A klorofill a fotoreceptorok minden kloroplasztban megtalálható pigment.
Amikor a fény megüti a növény levélét vagy az algák felületét, behatol a kloroplasztokba, és visszatükröződik a tylakoid membránokban. Világosan rázva a membránban lévő klorofill elektronokat bocsát ki, amelyeket a kloroplaszt további kémiai reakciókhoz használ.
A növényekben és a zöld algákban alkalmazott klorofill elsősorban a klorofill a nevű zöld klorofill, a leggyakoribb típus. Elnyeli a lila-kék és a vöröses narancssárga-vörös fényt, miközben a zöld fényt tükrözi, és így a növények megkapják jellegzetes zöld szín.
Más típusú klorofill a b – e típusú, amelyek elnyelik és tükrözik a különböző színeket.
A b típusú klorofill például az algákban található, és a vörös mellett zöldfényt is elnyel. Ez a zöld fény abszorpciója az óceán felszíne közelében fejlődő organizmusok következménye lehet, mivel a zöld fény csak rövid távolságra hatolhat be a vízbe.
A piros fény távolabb kerülhet a felszín alatt.
A kloroplaszt membránok és az intermembrán tér
A kloroplasztok olyan szénhidrátokat termelnek, mint például glükóz és komplex fehérjék, amelyek a növényi sejtek más részein szükségesek.
Ezeknek az anyagoknak képesnek kell lenniük a kloroplaszt kilépésére, és támogatniuk kell az általános sejt- és növényi anyagcserét. Ugyanakkor a kloroplasztoknak olyan anyagokra van szükségük, amelyeket a sejtek másutt termelnek.
A kloroplaszt membránok szabályozzák a molekulák mozgását a kloroplasztba és onnan ki, mivel lehetővé teszik a kis molekulák áthaladását speciális szállítási mechanizmusok nagy molekulákhoz. Mind a belső, mind a külső membrán félig áteresztő képességű, lehetővé téve a kis molekulák és ionok diffúzióját.
Ezek az anyagok átjutnak a membránközi térben és áthatolnak a félig áteresztő membránokon.
Nagy molekulákat, például komplex fehérjéket blokkolnak a két membrán. Ehelyett az ilyen összetett anyagokhoz speciális szállító mechanizmusok állnak rendelkezésre, amelyek lehetővé teszik, hogy bizonyos anyagok áthaladjanak a két membránon, míg mások blokkolódnak.
A külső membránnak van egy transzlokációs fehérjekomplexe, amely bizonyos anyagokat átjuttat a membránon, és a belső membránnak megfelelő és hasonló komplexe van a specifikus átmenetekhez.
Ezek a szelektív transzportmechanizmusok különösen fontosak, mivel a belső membrán szintetizálja a lipideket, zsírsavakat és karotinoidok amelyek szükségesek a kloroplasztok saját anyagcseréjéhez.
A Thylakoid rendszer
A tiroid membrán a tirokoid része, amely aktív a fotoszintézis első szakaszában.
A növényekben a tylakoid membrán általában zárt, vékony zsákot vagy tárcsát képez, amelyet grana-ba raknak össze és a helyén maradnak, a stroma folyadékkal körülvéve.
A tiroidok spirális halomban való elrendezése lehetővé teszi a tiroidok szoros csomagolását és a tiroid membrán komplex, nagy felületű szerkezetét.
Az egyszerűbb szervezeteknél a tiroidok szabálytalan alakúak lehetnek és szabadon úszhatnak. Mindegyik esetben a tiroid membránba ütköző fény a fényreakciót indítja a szervezetben.
A klorofill által felszabadult kémiai energiát a vízmolekulák hidrogénné és oxigénné történő felosztására használják. Az oxigént a szervezet használja a légzéshez vagy a légkörbe engedi, míg a hidrogént a szénhidrátok képzésére használják.
Az eljárás során a szén a szén-dioxidból származik, az úgynevezett eljárásban szén rögzítés.
A stróma és a kloroplaszt DNS eredete
A fotoszintézis folyamata két részből áll: a fényfüggő reakciók, amelyek a fénynek a klorofilltel kölcsönhatásba lépő kezdetével alakulnak ki, és a sötét reakciók (más néven fényfüggetlen reakciók), amelyek rögzítik a szént és termelnek glükózt.
A fényreakciók csak napközben zajlanak, amikor a fényenergia megüti a növényt, míg a sötét reakciók bármikor megtörténhetnek. A könnyű reakciók a tiroid membránban kezdődnek, míg a sötét reakciók szén-rögzítése a stromában zajlik, amely a tiroidokat körülvevő zselésszerű folyadékot tartalmazza.
A sötét reakciók és a tiroidok elhelyezésén kívül a stroma tartalmaz a kloroplaszt DNS-t és a kloroplaszt riboszómákat is.
Ennek eredményeként a kloroplasztok saját energiaforrással rendelkeznek, és önmagukban szaporodhatnak anélkül, hogy támaszkodnának a sejtosztódásra.
Ismerje meg az eukarióta sejtekben található rokon sejtszerveket: a sejtmembrán és a sejtfal.
Ez a képesség az egyszerű sejtek és baktériumok fejlődéséhez vezethető vissza. A cianobaktériumnak be kell lépnie egy korai sejtbe, és hagyni kell maradni, mert az elrendezés kölcsönösen előnyösvé vált.
Idővel a cianobaktérium a kloroplaszt organellá fejlődött.
Szén rögzítése a sötét reakciókban
A szén rögzítése a kloroplaszt strómában akkor történik, amikor a vizet hidrogénné és oxigénné osztják el a könnyű reakciók során.
A hidrogénatomokból származó protonok a tiroidok belsejében lévő lumenbe pumpálódnak, megsavanyítva. A fotoszintézis sötét reakciói során a protonok az úgynevezett enzim révén diffundálódnak a lumenből a strómába ATP szintáz.
Ez a proton diffúzió az ATP szintázon keresztül ATP-t hoz létre, amely a sejtek energiatároló vegyülete.
Az enzim RuBisCo megtalálható a sztrómában, és rögzíti a szént a CO2-ból, hogy hatszén szénhidrát molekulákat állítson elő, amelyek instabilok.
Amikor az instabil molekulák bomlanak, az ATP-t használják ezek konvertálására egyszerű cukormolekulákká. A cukor-szénhidrátok egyesíthetők nagyobb molekulák, például glükóz, fruktóz, szacharóz és keményítő előállítására, amelyek mind felhasználhatók a sejtek anyagcseréjében.
Amikor a fotoszintézis végén szénhidrátok képződnek, a növények kloroplasztjai eltávolították a szénet a légkörből, és táplálékként szolgáltak a növényhez, és végül az összes többi élőlényhez.
A növényekben zajló fotoszintézis amellett, hogy az élelmiszerlánc alapját képezi, csökkenti a légköri szén-dioxid üvegházhatású gáz mennyiségét. Ily módon a növények és algák a kloroplasztjaikban történő fotoszintézis révén elősegítik az éghajlatváltozás és a globális felmelegedés hatásainak csökkentését.