Hloroplasti ir ar membrānu saistīti organelli, kas atrodas zaļajos augos un aļģēs. Tie satur hlorofilu, bioķīmisko vielu, ko augi izmanto fotosintēze, kas gaismas enerģiju pārvērš ķīmiskajā enerģijā, kas nodrošina augu darbību.
Turklāt hloroplasti satur DNS un palīdz organismam sintezēt olbaltumvielas un taukskābes. Tie satur diskam līdzīgas struktūras, kas ir membrānas, ko sauc par tilakoīdiem.
Chloroplast pamati
Hloroplastu izmērs ir apmēram 4 līdz 6 mikroni. Hlorofils iekšpusē hloroplasts padara augus un aļģes zaļas. Katram hloroplastam papildus tilakoīdu membrānām ir ārējā un iekšējā membrāna, un dažām sugām ir hloroplasti ar papildu membrānām.
Gēla veida šķidrums hloroplasta iekšienē ir pazīstams kā stroma. Dažām aļģu sugām starp iekšējo un ārējo membrānu ir šūnu siena, kas sastāv no molekulām, kas satur cukurus un aminoskābes. Hloroplasta interjers satur dažādas struktūras, ieskaitot DNS plazmīdas, tilakoīdu telpa un ribosomas, kas ir niecīgas olbaltumvielu rūpnīcas.
Hloroplasta izcelsme
Tiek uzskatīts, ka hloroplasti un nedaudz saistīti mitohondrijos, kādreiz bija viņu pašu, tā teikt, "organismi". Zinātnieki uzskatīja, ka kādreiz agrīnā dzīves vēsturē baktērijām līdzīgi organismi pārņēma to, ko mēs pazīstam kā hloroplastus, un iekļauj tos šūnā kā organelle.
To sauc par "endosimbiotisko teoriju". Šo teoriju apstiprina fakts, ka hloroplastos un mitohondrijos ir savs DNS. Tas, visticamāk, ir “pārpalikums” no laika, kad viņi bija paši savi “organismi” ārpus šūnas.
Tagad lielākā daļa šīs DNS netiek izmantota, taču daļa hloroplastu DNS ir būtiska tilakoīdu olbaltumvielām un funkcijām. Tiek lēsts, ka hloroplastos ir 28 gēni, kas ļauj tam normāli funkcionēt.
Tilakoīdu definīcija
Tilakoīdi ir plakani, diski līdzīgi veidojumi, kas sastopami hloroplastā. Tie izskatās līdzīgi sakrautām monētām. Viņi ir atbildīgi par ATP sintēzi, ūdens fotolīzi un ir tā sastāvdaļa elektronu transporta ķēde.
Tos var atrast arī zilaļģēs, kā arī augu un aļģu hloroplastos.
Tilakoīdu telpa un struktūra
Tilakoīdi brīvi peld hloroplasta stromā vietā, ko sauc par tilakoīda telpu. Augstākos augos tie veido struktūru, ko sauc par granumu, kas līdzinās monētu kaudzei 10 līdz 20 augstumā. Membrānas savieno dažādas granas ar spirālveida modeli, lai gan dažām sugām ir brīvi peldoša grana.
Tilakoīdu membrāna sastāv no diviem lipīdu slāņiem, kas varētu saturēt fosfora un cukura molekulas. Hlorofils ir iestrādāts tieši tilakoīda membrānā, kas aptver ūdeņainu materiālu, kas pazīstams kā tilakoīda lūmenis.
Tilakoīdi un fotosintēze
Tilakoīda hlorofila komponents padara fotosintēzi iespējamu. Šis hlorofils ir tas, kas augiem un zaļajām aļģēm piešķir zaļo krāsu. Process sākas ar ūdens sadalīšanu, lai radītu ūdeņraža atomu avotu enerģijas ražošanai, savukārt skābeklis izdalās kā atkritumi. Tas ir atmosfēras skābekļa avots, ko mēs elpojam.
Turpmākajos posmos cukura sintezēšanai izmanto atbrīvotos ūdeņraža jonus vai protonus kopā ar atmosfēras oglekļa dioksīdu. Process, ko sauc par elektronu transportu, padara enerģijas uzkrāšanas molekulas, piemēram, ATP un NADPH. Šīs molekulas iedarbina daudzas organisma bioķīmiskās reakcijas.
Hemiozmoze
Vēl viena tilakoīda funkcija ir ķīmiozmoze, kas palīdz uzturēt skābu pH tilakoīda lūmenā. Hemiozmozē tilakoīds izmanto daļu enerģijas, ko nodrošina elektronu transports, lai pārvietotu protonus no membrānas uz lūmenu. Šis process koncentrē protonu skaitu lūmenā ar koeficientu aptuveni 10 000.
Šie protoni satur enerģiju, kas tiek izmantota ADP pārveidošanai par ATP. Fermenta ATP sintāze palīdz šai konversijai. Pozitīvo lādiņu un protonu koncentrācijas kombinācija tilakoidā lūmenā rada elektroķīmisko gradientu, kas nodrošina ATP ražošanai nepieciešamo fizisko enerģiju.