Хлоропласти - це мембранно зв’язані органели, присутні в зелених рослинах та водоростях. Вони містять хлорофіл, біохімічний продукт, що використовується рослинами для фотосинтез, який перетворює енергію світла в хімічну енергію, яка забезпечує діяльність заводу.
Крім того, хлоропласти містять ДНК і допомагають організму синтезувати білки та жирні кислоти. Вони містять дископодібні структури, які є мембранами, які називаються тилакоїдами.
Основи хлоропласту
Хлоропласти мають довжину приблизно від 4 до 6 мкм. Хлорофіл всередині хлоропласти робить рослини та водорості зеленими. На додаток до тилакоїдних мембран кожен хлоропласт має зовнішню та внутрішню мембрани, а деякі види мають хлоропласти з додатковими мембранами.
Гелеподібна рідина всередині хлоропласту відома як строма. Деякі види водоростей мають клітинну стінку між внутрішньою та зовнішньою мембранами, що складаються з молекул, що містять цукри та амінокислоти. Інтер’єр хлоропласту містить різні конструкції, в тому числі ДНК-плазміди, тилакоїдний простір та рибосоми, які є крихітними фабриками білка.
Походження хлоропласту
Вважається, що хлоропласти і дещо споріднені мітохондрії, колись були, так би мовити, власними "організмами". Вчені вважали, що колись на початку історії життя бактеріоподібні організми поглинали те, що ми знаємо як хлоропласти, і включали їх у клітину як органели.
Це називається "ендосимбіотичною теорією". Ця теорія підтверджується тим, що хлоропласти та мітохондрії містять власну ДНК. Це, ймовірно, «залишки» часів, коли вони були власними «організмами» поза клітиною.
Зараз більша частина цієї ДНК не використовується, але деяка кількість хлоропластної ДНК необхідна для білків та функцій тилакоїдів. За оцінками, в хлоропластах є 28 генів, які дозволяють йому нормально функціонувати.
Визначення тилакоїдів
Тилакоїди - це плоскі дископодібні утворення, знайдені в хлоропласті. Вони схожі на складені монети. Вони відповідають за синтез АТФ, фотоліз води і є компонентом електронно-транспортний ланцюг.
Вони також можуть бути знайдені в ціанобактеріях, а також у хлоропластах рослин та водоростей.
Тилакоїдний простір і структура
Тилакоїди вільно плавають у стромі хлоропласту в місці, яке називається тилакоїдним простором. У вищих рослин вони утворюють структуру, яка називається гранум, що нагадує стос монет висотою 10-20. Мембрани з'єднують різні грани між собою гвинтоподібно, хоча деякі види мають вільно плаваючу грану.
Тилакоїдна мембрана складається з двох шарів ліпідів, які можуть містити молекули фосфору та цукру. Хлорофіл вбудований безпосередньо в тилакоїдну мембрану, яка охоплює водянистий матеріал, відомий як просвіт тилакоїдів.
Тилакоїди та фотосинтез
Компонент хлорофілу тилакоїдів - це те, що робить можливим фотосинтез. Цей хлорофіл надає рослинам та зеленим водоростям зелене забарвлення. Процес починається з розщеплення води для створення джерела атомів водню для виробництва енергії, тоді як кисень виділяється у вигляді відходів. Це джерело атмосферного кисню, яким ми дихаємо.
Подальші етапи використовують синтезовані іони водню або протони разом з атмосферним вуглекислим газом для синтезу цукру. Процес, який називається транспортом електронів, робить молекули, що зберігають енергію, такі як АТФ та НАДФН. Ці молекули забезпечують багато біохімічних реакцій організму.
Хеміосмос
Іншою тилакоїдною функцією є хеміосмоз, який допомагає підтримувати кислотний рН у просвіті тилакоїдів. При хеміосмозі тилакоїд використовує частину енергії, що забезпечується транспортом електронів, для переміщення протонів з мембрани в просвіт. Цей процес концентрує кількість протонів у просвіті приблизно в 10000 разів.
Ці протони містять енергію, яка використовується для перетворення АДФ в АТФ. Фермент АТФ-синтаза допомагає цьому перетворенню. Поєднання позитивних зарядів і концентрації протонів у просвіті тилакоїдів створює електрохімічний градієнт, який забезпечує фізичну енергію, необхідну для виробництва АТФ.