ما هو الهيكل الشبيه بالقرص في جانب البلاستيدات الخضراء؟

البلاستيدات الخضراء هي عضيات مرتبطة بالغشاء موجودة في النباتات والطحالب الخضراء. أنها تحتوي على الكلوروفيل ، الكيمياء الحيوية التي تستخدمها النباتات ل البناء الضوئي، والتي تحول الطاقة من الضوء إلى طاقة كيميائية تعمل على تشغيل أنشطة المصنع.

بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي البلاستيدات الخضراء على الحمض النووي وتساعد الكائن الحي على تصنيع البروتينات والأحماض الدهنية. تحتوي على هياكل شبيهة بالقرص ، وهي أغشية تسمى ثايلاكويدات.

يبلغ طول البلاستيدات الخضراء حوالي 4 إلى 6 ميكرون. الكلوروفيل في الداخل البلاستيدات الخضراء يجعل النباتات والطحالب خضراء. بالإضافة إلى أغشية الثايلاكويد ، تحتوي كل بلاستيدات خضراء على غشاء خارجي وداخلي ، وبعض الأنواع تحتوي على بلاستيدات خضراء مع أغشية إضافية.

يُعرف السائل الذي يشبه الهلام داخل البلاستيدات الخضراء بالسدى. تحتوي بعض أنواع الطحالب على جدار خلوي بين الأغشية الداخلية والخارجية يتكون من جزيئات تحتوي على السكريات والأحماض الأمينية. يحتوي الجزء الداخلي من البلاستيدات الخضراء على تراكيب مختلفة ، بما في ذلك بلازميدات الحمض النووي، وفضاء الثايلاكويد ، والريبوزومات ، وهي مصانع بروتين صغيرة.

يعتقد أن البلاستيدات الخضراء ، وما يرتبط بها إلى حد ما الميتوكوندريا، كانت ذات يوم "كائنات حية" خاصة بهم ، إذا جاز التعبير. يعتقد العلماء أنه في وقت ما في تاريخ الحياة المبكر ، غمرت الكائنات الشبيهة بالبكتيريا ما نعرفه بالبلاستيدات الخضراء ودمجتها في الخلية كعضية.

وهذا ما يسمى "نظرية التعايش الداخلي". تدعم هذه النظرية حقيقة أن البلاستيدات الخضراء والميتوكوندريا تحتويان على الحمض النووي الخاص بها. من المحتمل أن يكون هذا "بقايا" من وقت كانوا فيه "كائنات حية" خارج الخلية.

الآن ، لا يتم استخدام معظم هذا الحمض النووي ، ولكن بعض الحمض النووي للبلاستيدات الخضراء ضروري لبروتينات الثايلاكويد ووظائفها. هناك ما يقدر بـ 28 جينًا في البلاستيدات الخضراء تسمح لها بالعمل بشكل طبيعي.

الثايلاكويدات هي تكوينات مسطحة تشبه القرص توجد في البلاستيدات الخضراء. تبدو مشابهة للعملات المعدنية المكدسة. إنها مسؤولة عن تخليق ATP ، والتحلل الضوئي للماء وهي مكون من مكونات سلسلة نقل الإلكترون.

يمكن العثور عليها أيضًا داخل البكتيريا الزرقاء وكذلك في البلاستيدات الخضراء النباتية والطحالب.

تطفو الثايلاكويدات بحرية داخل سدى البلاستيدات الخضراء في مكان يسمى فضاء الثايلاكويد. في النباتات العليا ، تشكل بنية تسمى الجرانوم تشبه كومة من العملات المعدنية بارتفاع 10 إلى 20. تربط الأغشية غرانا مختلفة ببعضها البعض في نمط حلزوني ، على الرغم من أن بعض الأنواع لديها جرانا عائمة بحرية.

يتكون غشاء الثايلاكويد من طبقتين من الدهون التي قد تحتوي على جزيئات الفوسفور والسكر. الكلوروفيل مضمن مباشرة في غشاء الثايلاكويد ، الذي يحيط بالمواد المائية المعروفة باسم تجويف الثايلاكويد.

عنصر الكلوروفيل في الثايلاكويد هو ما يجعل عملية التمثيل الضوئي ممكنة. هذا الكلوروفيل هو ما يعطي النباتات والطحالب الخضراء لونها الأخضر. تبدأ العملية بتقسيم الماء لإنشاء مصدر لذرات الهيدروجين لإنتاج الطاقة ، بينما يتم إطلاق الأكسجين كمنتج نفايات. هذا هو مصدر الأكسجين الجوي الذي نتنفسه.

تستخدم الخطوات اللاحقة أيونات الهيدروجين المحررة ، أو البروتونات ، إلى جانب ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي لتخليق السكر. عملية تسمى نقل الإلكترون تجعل جزيئات تخزين الطاقة مثل ATP و NADPH. تعمل هذه الجزيئات على تشغيل العديد من التفاعلات الكيميائية الحيوية للكائن الحي.

وظيفة الثايلاكويد الأخرى هي التناضح الكيميائي ، والتي تساعد في الحفاظ على درجة الحموضة الحمضية في تجويف الثايلاكويد. في التناضح الكيميائي ، يستخدم الثايلاكويد بعض الطاقة التي يوفرها النقل الإلكتروني لنقل البروتونات من الغشاء إلى التجويف. تركز هذه العملية على عدد البروتونات في اللومن بمعامل يقارب 10،000.

تحتوي هذه البروتونات على طاقة تُستخدم لتحويل ADP إلى ATP. يساعد إنزيم ATP synthase هذا التحويل. يؤدي الجمع بين الشحنات الموجبة وتركيز البروتون في تجويف الثايلاكويد إلى إنشاء تدرج كهروكيميائي يوفر الطاقة الفيزيائية اللازمة لإنتاج ATP.