A granák olyan struktúrák, amelyek a növényi sejtek kloroplasztjaiban elhelyezkedő tiroidok csoportosításából származnak. Ezek a struktúrák tartalmaznak fotoszintetikus pigmenteket (klorofill, karotinoidok, xantofill) és különféle lipideket. Az energiatermelésért felelős proteinek mellett, mint például az ATP-szintetáz.
Ebben a tekintetben a tiroidok lapos vezikulákat alkotnak, amelyek a kloroplasztok belső membránján helyezkednek el. Ezekben a struktúrákban fényvisszaverést végeznek fotoszintézis és fotofoszforilációs reakciók céljából. A halmozott és a granum-tiroidok viszont be vannak ágyazva a kloroplasztok sztrómájába.
Kloroplasztisz. Gmsotavio, a Wikimedia Commonsból
A stromában a tiroidok halmozódását stromális rétegek kötik össze. Ezek a kapcsolatok általában egy granumról a stromán keresztül a szomszédos granumra vezetnek. A tylakoid lumennek nevezett központi vizes zónát viszont a tiroid membrán veszi körül.
Két fényrendszer (I. és II. Fényrendszer) található a felső ezüstön. Minden rendszer tartalmaz fotoszintetikus pigmenteket és egy sor fehérjét, amely képes az elektronok átvitelére. A II. Fényrendszer a granában található, és a nem ciklikus elektronszállítás első szakaszaiban a fényenergia rögzítéséért felel.
jellemzők
Neil A. Campbell, a Biológia: Koncepciók és kapcsolatok (2012) szerzője számára a grana a kloroplasztból származó napenergia-kötegek. Ezek azok a helyek, ahol a klorofill csapdába ejti a napot.
A grana - egyedülálló, granum - a kloroplasztok belső membránjaiból származik. Ezek az üreges halom alakú struktúrák szorosan csomagolt, vékony, kör alakú rekeszek sorozatát tartalmazzák: a tiroidok.
Annak érdekében, hogy a II. Fotórendszerben működjön, a tiroid membrán belsejében lévő grana fehérjéket és foszfolipideket tartalmaz. A klorofill és más pigmentek mellett, amelyek fényt vesznek fel a fotoszintézis során.
Valójában a grana tiroidok kapcsolódnak más grana-khoz, a kloroplasztban kialakítva az endoplazmatikus retikulumhoz hasonlóan fejlett membránhálózatot.
A grant egy sztróma nevű folyadékban szuszpendálják, amely riboszómákkal és DNS-sel rendelkezik, és a kloroplasztot alkotó egyes fehérjék szintézisére szolgál.
Szerkezet
A szemcsék szerkezete a tiroidok csoportosításának függvénye a kloroplasztban. A Grana egy tárcsa alakú, membrán jellegű tiroidokból áll, amelyeket a kloroplaszt sztrómájába merítünk.
Valójában a kloroplasztok tartalmaznak egy belső membrán rendszert, amelyet a magasabb növényekben grana-tilakoidoknak neveznek, amely a boríték belső membránjáról származik.
Mindegyik kloroplasztban általában változó számú granulátum van, 10 és 100 között. A szemeket stromális tiroidok, intergranális tiroidok vagy általában lamellák kötik össze.
A granulátum transzmissziós elektronmikroszkóppal (TEM) végzett vizsgálata lehetővé teszi kvantumoknak nevezett granulátum kimutatását. Ezek a szemcsék a fotoszintézis morfológiai egységei.
Hasonlóképpen, a tiroidos membrán különféle fehérjéket és enzimeket tartalmaz, ideértve a fotoszintetikus pigmenteket. Ezeknek a molekuláknak az a képessége, hogy elnyeli a fotonok energiáját, és iniciálja az ATP szintézisét meghatározó fotokémiai reakciókat.
Jellemzők
A grana, mint a kloroplasztok alkotórésze, elősegíti és kölcsönhatásba lép a fotoszintézis folyamatában. Így a kloroplasztok energiát konvertáló organellák.
A kloroplasztok fő funkciója a napfény elektromágneses energiájának átalakítása kémiai kötésekből származó energiává. A klorofill, az ATP-szintetáz és a ribulóz-biszfoszfát-karboxiláz / oxigénáz (Rubisco) részt vesz ebben a folyamatban.
A fotoszintézisnek két fázisa van:
- Könnyű fázis, napfény jelenlétében, ahol a fényenergia protongradienssé alakul, amely az ATP szintéziséhez és a NADPH előállításához használható.
- Egy sötét fázishoz, amely nem igényli közvetlen fény jelenlétét, ugyanakkor szükség van a világos fázisban képződött termékekre. Ez a fázis elősegíti a CO2 rögzítését három szénatomot tartalmazó foszfátcukor formájában.
A fotoszintézis során a reakciókat a Rubisco nevű molekula hajtja végre. A világos fázis a tiroid membránban, a sötét fázis a stromában fordul elő.
A fotoszintézis fázisa
Fotoszintézis (balra) és légzés (jobbra). A jobb oldali kép a BBC-től
A fotoszintézis folyamata a következő lépéseket hajtja végre:
1) A II. Fotórendszer két vízmolekulát lebont, O2 molekulát és négy protont hozva létre. Négy elektron szabadul fel a klorofillbe, amely ebben a II. Fényrendszerben található. A fény által korábban gerjesztett és a II. Fényrendszerből felszabadult elektronok eltávolítása.
2) A felszabadult elektronok átjutnak egy plasztokinonhoz, amely a b6 / f citokrómhoz vezet. Az elektronok által elfogott energiával 4 protont vezet be a tiroidon belül.
3) A citokróm b6 / f komplex továbbítja az elektronokat egy plasztocianinná, és ezt az I. fotorendszer komplexévé. A klorofillok által elnyelt fény energiájával újból megnövelheti az elektronok energiáját.
Ehhez a komplexhez kapcsolódik a ferredoxin-NADP + reduktáz, amely a NADP +-t NADPH-ra módosítja, amely a strómában marad. Hasonlóképpen, a tylakoidhoz és a stromához kapcsolódó protonok olyan gradienst hoznak létre, amely képes ATP előállítására.
Ily módon mind a NADPH, mind az ATP részt vesz a Calvin-ciklusban, amelyet metabolikus útvonalaként alakítottak ki, ahol a CO2-t a RUBISCO rögzíti. A foszfor-glicerát molekulák ribulóz-1,5-bisz-foszfátból és CO2-ből történő előállításának csúcspontja.
Egyéb funkciók
Másrészt a kloroplasztok több funkciót is ellátnak. Többek között az aminosavak, nukleotidok és zsírsavak szintézise. Csakúgy, mint a hormonok, vitaminok és más másodlagos metabolitok előállítása, és részt vesznek a nitrogén és kén asszimilációjában.
A nitrát a magasabb növényekben rendelkezésre álló nitrogén egyik fő forrása. Valójában a kloroplasztokban a nitritről ammóniummá történő átalakulás zajlik nitrit-reduktáz részvételével.
A kloroplasztok olyan metabolitok sorozatát állítják elő, amelyek a természetes kórokozók elleni természetes megelőzés eszközeként járulnak hozzá, elősegítve a növények alkalmazkodását olyan káros feltételekhez, mint a stressz, a felesleges víz vagy a magas hőmérséklet. Hasonlóképpen, a hormontermelés befolyásolja az extracelluláris kommunikációt.
Így a kloroplasztok kölcsönhatásba lépnek más celluláris komponensekkel, akár molekuláris emisszió révén, akár fizikai érintkezés útján, amint a stromában lévő granulátum és a tiroid membrán zajlik.
Irodalom
- Növényi és állati szövettani atlasz. A sejt. kloroplasztokat Adósság. Funkcionális Biológia és Egészségtudományok Tanszék. Biológiai Kar. Vigo Egyetem. Helyreállítva: mmegias.webs.uvigo.es
- Patricia León és Guevara-García Arturo (2007) A kloroplaszt: kulcsfontosságú organellek az életben és a növények felhasználásában. Biotecnología V 14, CS 3, Indd 2. A lap eredeti címe: ibt.unam.mx
- Jiménez García Luis Felipe és Larios Horacio kereskedő (2003) sejt- és molekuláris biológia. Pearson oktatás. Mexikó ISBN: 970-26-0387-40.
- Campbell Niel A., Mitchell Lawrence G. és Reece Jane B. (2001) Biológia: fogalmak és kapcsolatok. 3. kiadás. Pearson oktatás. Mexikó ISBN: 968-444-413-3.
- Sadava David és Purves William H. (2009) Élet: A biológia tudománya. 8. kiadás. Szerkesztői Medica Panamericana. Buenos Aires. ISBN: 978-950-06-8269-5.