מהו המבנה דמוי הדיסק בצד הכלורופלסטים?

כלורופלסטים הם אברונים הקשורים לקרום הנמצאים בצמחים ירוקים ובאצות. הם מכילים כלורופיל, הביוכימי המשמש צמחים ל פוטוסינתזה, הממיר את האנרגיה מאור לאנרגיה כימית המניעה את פעילות הצמח.

בנוסף, כלורופלסטים מכילים DNA ומסייעים לאורגניזם לסנתז חלבונים וחומצות שומן. הם מכילים מבנים דמויי דיסק, שהם קרומים הנקראים תילאקואידים.

אורכו של כלורופלסטים הוא כ- 4 עד 6 מיקרון. הכלורופיל שבפנים כלורופלסטים הופך את הצמחים והאצות לירוקים. בנוסף לקרומי התילקואיד, לכל כלורופלסט יש קרום חיצוני ופנימי, ובחלק מהמינים יש כלורופלסטים עם קרומים נוספים.

הנוזל דמוי הג'ל בתוך כלורופלסט מכונה סטרומה. למינים מסוימים של אצות יש דופן תא בין הממברנות הפנימיות והחיצוניות המורכבות ממולקולות המכילות סוכרים וחומצות אמינו. פנים הכלורופלסט מכיל מבנים שונים, כולל פלסמידים של ה- DNA, החלל התילקואידי, והריבוזומים, שהם מפעלים זעירים לחלבונים.

הוא האמין כי כלורופלסטים, וקצת קשורים מיטוכונדריה, היו פעם ה"אורגניזמים "שלהם, כביכול. מדענים האמינו כי מתישהו בהיסטוריה המוקדמת של החיים, אורגניזמים דמויי חיידקים בלעו את מה שאנחנו מכירים כלורופלסטים ושילבו אותם בתא כאורגנה.

זה נקרא "התיאוריה האנדוסימביוטית". תיאוריה זו נתמכת על ידי העובדה שכלורופלסטים ומיטוכונדריה מכילים DNA משלהם. זה ככל הנראה "שאריות" מהתקופה בה הם היו ה"אורגניזמים "שלהם מחוץ לתא.

כעת, רוב ה- DNA הזה אינו בשימוש, אך חלק מה- DNA של כלורופלסט חיוני לחלבונים ולתפקודים של תילקואידים. יש הערכה של 28 גנים בכלורופלסטים המאפשרים לו לתפקד כרגיל.

תילאקואידים הם תצורות שטוחות ודמויי דיסק הנמצאות בכלורופלסט. הם נראים דומים למטבעות מוערמים. הם אחראים על סינתזת ATP, פוטוליזת מים והם מרכיב של שרשרת העברת אלקטרונים.

הם יכולים להימצא גם בתוך ציאנובקטריה, כמו גם בכלורופלסטים צמחיים ואצות.

תילקואידים צפים בחופשיות בתוך סטרומת הכלורופלסט במקום שנקרא מרחב תילקואיד. בצמחים גבוהים הם יוצרים מבנה הנקרא גרומה הדומה לערמת מטבעות בגובה 10 עד 20. ממברנות מחברות גרנה שונה זו לזו בדפוס סלילי, אם כי לחלק מהמינים יש גרנה חופשית.

קרום התילקואיד מורכב משתי שכבות של שומנים שעלולים להכיל מולקולות של זרחן וסוכר. כלורופיל מוטבע ישירות בקרום התילקואידי, הסוגר את החומר המימי המכונה לומן התילקואידי.

מרכיב הכלורופיל של תילקואיד הוא זה שמאפשר פוטוסינתזה. כלורופיל זה הוא שנותן לצמחים ולאצות ירוקות את צבעם הירוק. התהליך מתחיל בפיצול מים ליצירת מקור אטומי מימן לייצור אנרגיה, בעוד חמצן משתחרר כתוצר פסולת. זהו מקור החמצן האטמוספרי שאנו נושמים.

השלבים הבאים משתמשים ביוני המימן המשוחררים, או בפרוטונים, יחד עם פחמן דו-חמצני אטמוספרי כדי לסנתז סוכר. תהליך הנקרא הובלת אלקטרונים מייצר מולקולות לאחסון אנרגיה כגון ATP ו- NADPH. מולקולות אלה מפעילות רבות מתגובותיו הביוכימיות של האורגניזם.

פונקציה נוספת של תילקואיד היא כימיוזמוזה, המסייעת בשמירה על pH חומצי בלומן התילקואידי. בכימוזמוזה, התילקואיד משתמש בחלק מהאנרגיה שמספקת הובלת אלקטרונים כדי להעביר פרוטונים מהקרום לומן. תהליך זה מרכז את ספירת הפרוטונים בלומן בגורם של כ -10,000.

פרוטונים אלה מכילים אנרגיה המשמשת להמרת ADP ל- ATP. האנזים ATP synthase מסייע להמרה זו. השילוב של מטענים חיוביים וריכוז פרוטונים בלומן התילקואידי יוצר שיפוע אלקטרוכימי המספק את האנרגיה הפיזית הנחוצה לייצור ATP.