מעניין

הגדרה ותפקוד של Thylakoid

הגדרה ותפקוד של Thylakoid

א תילאוקיד הוא מבנה בעל כרום דמוי קרום שהוא האתר לתגובות הפוטוסינתזה התלויות באור בכלורופלסטים ובציאנו-בקטריה. זהו האתר המכיל את הכלורופיל המשמש לקליטת אור ומשתמש בו לתגובות ביוכימיות. המילה תילקואיד היא מהמילה הירוקה תילקוסשמשמעותה שקיק או שק. עם הסוף האידאי, "תילאוכיד" פירושו "דמוי כיס."

Thylakoids עשוי להיקרא גם lamellae, אם כי ניתן להשתמש במונח זה כדי להתייחס לחלק של התילקואיד המחבר בין גרנה.

מבנה תילאוכיד

בכלורופלסטים משובצים התילאואידים בסטרומה (חלק פנימי של כלורופלסט). הסטרומה מכילה ריבוזומים, אנזימים ו- DNA של כלורופלסט. התילקואיד מורכב מהקרום התילקואיד והאיזור הסגור הנקרא לומן תילאוקאידי. ערמת תילקואידים מהווה קבוצה של מבנים דמויי מטבע הנקראים גרנום. כלורופלסט מכיל כמה מבנים אלה, הידועים ביחד בשם גרנה.

לצמחים גבוהים יותר יש תילאוכואידים מסודרים בהם לכל כלורופלסט 10-100 גרנה המחוברים זה לזה על ידי סטרומה תילאוכואידים. ניתן לחשוב על התילקואידים בסטרומה כמנהרות המחברות בין הגרנה. הגרנאק תילקואידים והסטרומה התילקואידים מכילים חלבונים שונים.

תפקיד התילאוכיד בפוטוסינתזה

התגובות שבוצעו בתילקואיד כוללות פוטוליזה של מים, שרשרת הובלת האלקטרונים וסינתזת ATP.

פיגמנטים פוטוסינתטיים (למשל, כלורופיל) מוטמעים בקרום התילקואיד, והופכים אותו לאתר של התגובות התלויות באור בפוטוסינתזה. צורת הסליל הערום של הגרנה מעניקה לכלורופלסט יחס שטח פנים-נפח גבוה ומסייעת ליעילות הפוטוסינתזה.

לומן התילאואיד משמש לניתוח פוטו-פוספורילציה במהלך פוטוסינתזה. התגובות התלויות באור במשאבת הממברנה פורצות לומן, ומורידות את רמת החומציות שלה ל -4. לעומת זאת, החומציות של הסטרומה היא 8.

פוטוליזה של מים

השלב הראשון הוא פוטוליזה של מים, המתרחשת באתר לומן של הממברנה התילקואיד. אנרגיה מאור משמשת להפחתת או לפיצול מים. תגובה זו מייצרת אלקטרונים הדרושים לשרשראות הובלת האלקטרונים, פרוטונים הנשאבים לומן ליצירת שיפוע פרוטון וחמצן. אף על פי שיש צורך בחמצן לצורך הנשימה סלולרית, הגז המיוצר מתגובה זו מוחזר לאטמוספירה.

שרשרת העברת אלקטרונים

האלקטרונים מהפוטוליזה עוברים למערכות הצילום של שרשראות הובלת האלקטרונים. מערכות הצילום מכילות קומפלקס אנטנה המשתמש בכלורופיל ובפיגמנטים קשורים לאיסוף אור באורכי גל שונים. מערכת הפוטוש אני משתמשת באור להפחתת ה- NADP + לייצר NADPH ו- H+. Photosystem II משתמשת באור כדי לחמצן מים לייצור חמצן מולקולרי (O2), אלקטרונים (ה-), ופרוטונים (ח+). האלקטרונים מקטינים את ה- NADP+ ל- NADPH בשתי המערכות.

סינתזה של ATP

ATP מיוצר הן מפוטושסטיקס I והן מפוטושיסטם II. Thylakoids מסנתז ATP באמצעות אנזים ATP synthase הדומה ל- ATPase מיטוכונדריאלי. האנזים משולב בקרום התילקואיד. חלק ה- CF1 של מולקולת הסינתזה נמשך לסטרומה, שם ATP תומך בתגובות הפוטוסינתזה הבלתי תלויות.

לומן של התילקואיד מכיל חלבונים המשמשים לעיבוד חלבון, פוטוסינתזה, מטבוליזם, תגובות רדוקס והגנה. החלבון פלסטוציאנין הוא חלבון להובלת אלקטרונים המעביר אלקטרונים מחלבוני הציטוכרום למערכת הפוטושסטים I. ציטוכרום b6f הוא חלק משרשרת הובלת האלקטרונים שמזווג פרוטון הנשאב לומן התילקואיד באמצעות העברת אלקטרונים. מתחם הציטוכרום ממוקם בין פוטושיסטם I לבין פוטוסיסטם II.

Thylakoids באצות ו Cyanobacteria

בעוד שתילקואידים בתאי צמח יוצרים ערימות של גראנה בצמחים, הם עשויים להיות לא מוחבבים בסוגים מסוימים של אצות.

בעוד שאצות וצמחים הם אוקריוטים, ציאנובקטריה היא פרוקריוטות פוטוסינתטיות. הם אינם מכילים כלורופלסטים. במקום זאת, התא כולו פועל כמעין תילקואיד. לציאן-בקטריום יש דופן תא חיצונית, קרום תא וממברנה תילאואיד. בתוך ממברנה זו נמצא ה- DNA החיידקי, הציטופלזמה והקרבוקסיזומים. לקרום התילאואיד יש שרשראות העברה אלקטרוניות פונקציונליות התומכות בפוטוסינתזה ונשימה תאית. ממברנות ציאנובקטריות תילקואיד אינן יוצאות גרנה וסטרומה. במקום זאת, הממברנה יוצרת יריעות מקבילות בסמוך לממברנה הציטופלסמית, עם מספיק מרווח בין כל גיליון לפיקוביליזומים, המבנים הקטיפים אור.