A kloroplasztok membránhoz kötött organellák, amelyek zöld növényekben és algákban vannak jelen. Klorofillot tartalmaznak, a növények által használt biokémiai anyagot fotoszintézis, amely a fényből származó energiát kémiai energiává alakítja, amely hajtja a növény tevékenységét.
Ezenkívül a kloroplasztik DNS-t tartalmaznak, és segítik az organizmust a fehérjék és zsírsavak szintetizálásában. Korongszerű struktúrákat tartalmaznak, amelyek membránok tilakoidok.
Chloroplast alapjai
A kloroplasztok hossza körülbelül 4-6 mikron. A klorofill benne kloroplasztok zöldessé teszi a növényeket és az algákat. A tilakoid membránok mellett mindegyik kloroplasztnak van egy külső és belső hártyája, és egyes fajoknak vannak kloroplasztikái további membránokkal.
A kloroplaszt belsejében található gélszerű folyadékot sztrómának nevezik. Egyes algafajok sejtfala a belső és a külső membrán között cukrokat és aminosavakat tartalmazó molekulákból áll. A kloroplaszt belseje különféle struktúrákat tartalmaz, többek között DNS-plazmidok, a tilakoid tér és a riboszómák, amelyek apró fehérje gyárak.
A kloroplaszt eredete
Úgy gondolják, hogy a kloroplasztikák és némileg rokonok mitokondrium, valaha úgyszólván saját "organizmusaik" voltak. A tudósok úgy vélték, hogy valamikor az élet korai történetében a baktériumszerű organizmusok elnyelték az általunk ismert kloroplasztikát, és organelleként beépítették őket a sejtbe.
Ezt "endoszimbióta elméletnek" hívják. Ezt az elméletet támasztja alá az a tény, hogy a kloroplasztok és a mitokondriumok saját DNS-t tartalmaznak. Ez valószínűleg abból az időből származik, amikor egy sejten kívül saját "organizmusuk" volt.
Most ennek a DNS-nek a nagy részét nem használják, de néhány kloroplaszt DNS elengedhetetlen a tilakoid fehérjék és funkciók szempontjából. A kloroplasztikákban becslések szerint 28 gén van, amelyek lehetővé teszik a normális működését.
Thilakoid definíció
A tilakoidok a kloroplasztban található lapos, korongszerű képződmények. Hasonlóak a halmozott érmékhez. Ők felelősek az ATP szintéziséért, a víz fotolíziséért, és ezek egy része elektronszállító lánc.
Megtalálhatók a cianobaktériumokon belül, valamint a növényi és algás kloroplasztikákban is.
Thilakoid tér és szerkezet
A tilakoidok szabadon lebegnek a kloroplaszt sztrómájában, a tilakoid tér nevű helyen. Magasabb növényekben egy granum nevű szerkezetet alkotnak, amely hasonlít egy 10-20 magas érmékre. A membránok spirális mintázatban kötik össze a különböző gránákat, bár egyes fajok szabadon lebegő gránával rendelkeznek.
A tilakoid membrán két lipidrétegből áll, amelyek foszfor- és cukormolekulákat tartalmazhatnak. Klorofill közvetlenül a tilakoid membránba van ágyazva, amely körülveszi a tilakoid lumen néven ismert vizes anyagot.
Tilakoidok és fotoszintézis
A thilakoid klorofill komponense teszi lehetővé a fotoszintézist. Ez a klorofill adja a növényeknek és a zöld algáknak a zöld színüket. A folyamat a víz felosztásával kezdődik, így hidrogénatom jön létre az energiatermeléshez, míg az oxigén hulladékként szabadul fel. Ez a légköri oxigén forrása, amelyet belélegzünk.
A következő lépések a felszabadult hidrogénionokat vagy protonokat, a légköri szén-dioxiddal együtt használják a cukor szintéziséhez. Az elektrontranszportnak nevezett folyamat olyan energiatároló molekulákat hoz létre, mint pl ATP és a NADPH. Ezek a molekulák működtetik a szervezet számos biokémiai reakcióját.
Chemiosmosis
Egy másik tilakoid funkció a kemioszmózis, amely segít fenntartani a sav pH-ját a tilakoid lumenben. A kemiozmózisban a tilakoid az elektrontranszport által nyújtott energia egy részét felhasználja a protonok mozgatására a membránból a lumenbe. Ez a folyamat körülbelül 10 000-szeresére koncentrálja a protonszámot a lumenben.
Ezek a protonok energiát tartalmaznak, amelyet az ADP ATP-vé alakítására használnak. Az ATP-szintáz enzim elősegíti ezt az átalakulást. A tilakoid lumen pozitív töltéseinek és protonkoncentrációjának kombinációja elektrokémiai gradienst hoz létre, amely biztosítja az ATP termeléséhez szükséges fizikai energiát.