Τι είναι η δομή που μοιάζει με δίσκο στην πλευρά των χλωροπλαστών;

Οι χλωροπλάστες είναι οργανικά συνδεδεμένα με μεμβράνη που υπάρχουν σε πράσινα φυτά και φύκια. Περιέχουν χλωροφύλλη, το βιοχημικό που χρησιμοποιείται από τα φυτά για φωτοσύνθεση, που μετατρέπει την ενέργεια από το φως σε χημική ενέργεια που ενισχύει τις δραστηριότητες του εργοστασίου.

Επιπλέον, οι χλωροπλάστες περιέχουν DNA και βοηθούν έναν οργανισμό να συνθέσει πρωτεΐνες και λιπαρά οξέα. Περιέχουν δομές τύπου δίσκου, οι οποίες είναι μεμβράνες που ονομάζονται θυλακοειδή.

Οι χλωροπλάστες έχουν μήκος περίπου 4 έως 6 μικρά. Η χλωροφύλλη μέσα χλωροπλάστες κάνει τα φυτά και τα φύκια πράσινα. Εκτός από τις θυλακοειδείς μεμβράνες, κάθε χλωροπλάστης έχει μια εξωτερική και εσωτερική μεμβράνη, και ορισμένα είδη έχουν χλωροπλάστες με επιπλέον μεμβράνες.

Το υγρό που μοιάζει με γέλη μέσα σε έναν χλωροπλάστη είναι γνωστό ως στρώμα. Ορισμένα είδη φυκών έχουν κυτταρικό τοίχωμα μεταξύ της εσωτερικής και της εξωτερικής μεμβράνης που αποτελείται από μόρια που περιέχουν σάκχαρα και αμινοξέα. Το εσωτερικό του χλωροπλάστη περιέχει διάφορες κατασκευές, όπως:

Πιστεύεται ότι οι χλωροπλάστες, και οι κάπως σχετικοί μιτοχόνδρια, κάποτε ήταν οι δικοί τους «οργανισμοί». Οι επιστήμονες πίστευαν ότι κάποτε στην πρώιμη ιστορία της ζωής, μικροοργανισμοί που μοιάζουν με βακτηρίδια καταλάμβαναν αυτό που γνωρίζουμε ως χλωροπλάστες και τα ενσωματώσαμε στο κύτταρο ως οργανικό.

Αυτό ονομάζεται «ενδοσυμιωτική θεωρία». Αυτή η θεωρία υποστηρίζεται από το γεγονός ότι οι χλωροπλάστες και τα μιτοχόνδρια περιέχουν το δικό τους DNA. Αυτό πιθανότατα «απομένει» από μια εποχή που ήταν οι δικοί τους «οργανισμοί» έξω από ένα κελί.

Τώρα, το μεγαλύτερο μέρος αυτού του DNA δεν χρησιμοποιείται, αλλά κάποιο DNA χλωροπλαστών είναι απαραίτητο για τις πρωτεΐνες και τις λειτουργίες του θυλακοειδούς. Υπάρχουν περίπου 28 γονίδια στους χλωροπλάστες που του επιτρέπουν να λειτουργεί κανονικά.

Τα θυλακοειδή είναι επίπεδα, δισκοειδή σχήματα που βρίσκονται στον χλωροπλάστη. Μοιάζουν με τα στοιβαγμένα νομίσματα. Είναι υπεύθυνοι για τη σύνθεση ATP, τη φωτολύση του νερού και αποτελούν συστατικό του αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων.

Μπορούν επίσης να βρεθούν τόσο σε κυανοβακτήρια όσο και σε χλωροπλάστες φυτών και φυκών.

Τα θυλακοειδή επιπλέουν ελεύθερα στο στρώμα του χλωροπλάστη σε ένα μέρος που ονομάζεται χώρος θυλακοειδούς. Σε υψηλότερα φυτά, σχηματίζουν μια δομή που ονομάζεται κόκκο που μοιάζει με μια στοίβα κερμάτων ύψους 10 έως 20. Οι μεμβράνες συνδέουν διαφορετικά γκρανά μεταξύ τους με ελικοειδές μοτίβο, αν και ορισμένα είδη έχουν γκρανά ελεύθερη.

Η μεμβράνη του θυλακοειδούς αποτελείται από δύο στρώματα λιπιδίων που μπορεί να περιέχουν μόρια φωσφόρου και σακχάρου. Χλωροφύλλη είναι ενσωματωμένο απευθείας στη θυλακοειδή μεμβράνη, η οποία περικλείει το υδατώδες υλικό που είναι γνωστό ως θυλακοειδές αυλό.

Ένα συστατικό χλωροφύλλης του θυλακοειδούς είναι αυτό που καθιστά δυνατή τη φωτοσύνθεση. Αυτή η χλωροφύλλη είναι αυτό που δίνει στα φυτά και στα πράσινα φύκια τον πράσινο χρωματισμό τους. Η διαδικασία ξεκινά με τη διάσπαση του νερού για τη δημιουργία μιας πηγής ατόμων υδρογόνου για παραγωγή ενέργειας, ενώ το οξυγόνο απελευθερώνεται ως απόβλητο. Αυτή είναι η πηγή του ατμοσφαιρικού οξυγόνου που αναπνέουμε.

Τα επόμενα βήματα χρησιμοποιούν τα απελευθερωμένα ιόντα υδρογόνου ή πρωτόνια, μαζί με το ατμοσφαιρικό διοξείδιο του άνθρακα για τη σύνθεση της ζάχαρης. Μια διαδικασία που ονομάζεται μεταφορά ηλεκτρονίων κάνει μόρια αποθήκευσης ενέργειας όπως ATP και NADPH. Αυτά τα μόρια τροφοδοτούν πολλές από τις βιοχημικές αντιδράσεις του οργανισμού.

Μια άλλη λειτουργία του θυλακοειδούς είναι η χημειοσμωση, η οποία βοηθά στη διατήρηση ενός όξινου ρΗ στον θυλακοειδή αυλό. Στη χημείωση, το θυλακοειδές χρησιμοποιεί μέρος της ενέργειας που παρέχεται από τη μεταφορά ηλεκτρονίων για να μετακινήσει τα πρωτόνια από τη μεμβράνη στον αυλό. Αυτή η διαδικασία συγκεντρώνει τον αριθμό πρωτονίων στον αυλό κατά έναν παράγοντα περίπου 10.000.

Αυτά τα πρωτόνια περιέχουν ενέργεια που χρησιμοποιείται για τη μετατροπή ADP σε ATP. Το ένζυμο ATP συνθάσης βοηθά αυτή τη μετατροπή. Ο συνδυασμός θετικών φορτίων και συγκέντρωσης πρωτονίων στον θυλακοειδή αυλό δημιουργεί μια ηλεκτροχημική βαθμίδα που παρέχει τη φυσική ενέργεια που απαιτείται για την παραγωγή ΑΤΡ.