Tilacidele sunt componente structurale ale cloroplastelor

Cloroplastele sunt structuri membranare în care are loc fotosinteza. Acest proces în plantele și cianobacteriile superioare a permis plantei să-și păstreze capacitatea de a menține viața prin utilizarea dioxidului de carbon și umplerea concentrației de oxigen. Fotosinteza în sine apare în structuri precum tilacoidele. Acestea sunt "module" de membrane de cloroplaste, în care are loc transferul de protoni, fotoliza apei, sinteza glucozei și ATP.

Structura cloroplastelor din plante

Cloroplastele sunt structuri cu două membrane care sunt localizate în citoplasma celulelor de plante și chlamydomonade. Dimpotrivă, celulele cianobacteriene efectuează fotosinteza în thylakoide, și nu în cloroplaste. Acesta este un exemplu al unui organism slab dezvoltat care este capabil să furnizeze nutriția sa prin intermediul enzimelor fotosintetice localizate pe invaginările citoplasmei.

Prin structura sa, cloroplastul este o organelle cu două membrane sub formă de vezicule. Ele sunt localizate în număr mare în celulele plantelor fotosintetice și se dezvoltă numai în cazul contactului cu ultraviolete. În interiorul cloroplastului este stratul său lichid. În compoziția sa, seamănă cu hialoplasma și 85% constă din apă în care sunt dizolvate electroliții și cântăriți proteinele. Stroma cloroplastelor conține tilacoide, structuri în care curge faza ușoară și întunecată a fotosintezei.

Aparatură ereditară de cloroplast

Alături de tilacoidele, există granule cu amidon, care este un produs al polimerizării glucozei obținute ca rezultat al fotosintezei. Liberi în stroma sunt ADN-ul și plastidele, împreună cu ribozomii împrăștiați. Moleculele ADN pot fi mai multe. Împreună cu aparatul biosintetic sunt responsabili pentru restabilirea structurii cloroplastelor. Acest lucru se întâmplă fără a utiliza informațiile ereditare ale nucleului celular. Acest fenomen ne permite să judecăm posibilitatea creșterii și multiplicării independente a cloroplastelor în cazul diviziunii celulare. Deoarece cloroplastele nu depind în anumite privințe de nucleul celulei și reprezintă, așa cum a fost, un organism simbionic și slab dezvoltat.

Structura tilacoidelor

Tilacoidele sunt structuri membranare sub formă de discuri situate în stratul de cloroplaste. În cianobacterii, acestea sunt chiar situate pe invaginările membranei citoplasmice, deoarece nu au cloroplaste independente. Există două tipuri de thylakoide: primul este un thylakoid cu lumen, iar al doilea este un lamelar. Thylakoid cu un lumen mai mic în diametru și este un disc. Mai multe tilacoide, compuse vertical, formează granule.

Lămpile tilacoide lamelare sunt plăci largi care nu au lumen. Dar ele sunt o platformă la care sunt atașate multiple fațete. În ele, fotosinteza practic nu curge, deoarece acestea sunt necesare pentru formarea unei structuri puternice, rezistente la deteriorarea mecanică a celulei. Un total de 10 până la 100 de tilacoizi cu lumeni capabili de fotosinteză pot fi prezenți în cloroplaste. Tilacicidele în sine sunt structurile elementare responsabile de fotosinteză.

Rolul tilacoidelor în fotosinteză

În thylakoide, au loc cele mai importante reacții de fotosinteză. Prima este fotoliza moleculei de apă și sinteza oxigenului. Al doilea este tranzitul protonului prin membrană prin complexul molecular bif de citocrom b6f și lanțul de transport electric. De asemenea, la thylakoide se efectuează sinteza moleculei ATP macroergice. Acest proces are loc cu utilizarea unui gradient de proton format între membrana thylakoidă și stroma cloroplastică. Aceasta înseamnă că funcțiile tilacoidelor ne permit să realizăm întreaga fază luminoasă a fotosintezei.

Faza ușoară a fotosintezei

O condiție necesară pentru existența fotosintezei este posibilitatea creării unui potențial de membrană. Aceasta se realizează prin transferul de electroni și protoni, astfel încât se formează gradientul H +, care este de 1000 de ori mai mare decât în ​​membranele mitocondriilor. Electronii și protonii pentru a crea un potențial electrochimic într-o celulă sunt mai avantajoși din moleculele de apă. Sub acțiunea unui foton ultraviolet pe membranele de thylakoide, acest lucru devine disponibil. Există o scăpare a unui electron dintr-o moleculă de apă, care dobândește o încărcătură pozitivă și, prin urmare, să o neutralizeze, un proton trebuie să fie abandonat. Ca rezultat, 4 molecule de apă se descompun în electroni, protoni și formează oxigen.

Lanțul proceselor fotosintetice

După fotoliza apei, membrana este reîncărcată. Tilacoidele sunt structuri care, în timpul transferului de protoni, pot avea un pH acid. În acest moment, în stratul de cloroplast, pH-ul este ușor alcalin. Aceasta generează un potențial electrochimic, datorită căruia devine posibilă sinteza ATP. Moleculele de adenozin trifosfat vor fi ulterior utilizate pentru nevoile energetice și faza întunecată a fotosintezei. În particular, ATP este utilizat de către celulă pentru utilizarea dioxidului de carbon, obținut prin condensarea sa și prin sinteza moleculelor de glucoză bazate pe acestea.

Pe parcursul fazei întunecate, NADP-H + este redus la NADPH. În total, pentru sinteza unei molecule de glucoză sunt necesare 18 molecule de ATP, 6 molecule de dioxid de carbon și 24 de protoni de hidrogen. Aceasta necesită fotoliza a 24 de molecule de apă pentru reciclarea a 6 molecule de dioxid de carbon. Acest proces permite eliberarea a 6 molecule de oxigen, care ulterior vor fi folosite de alte organisme pentru nevoile lor energetice. În acest caz, thylakoidele sunt (în biologie) un exemplu de structură membranară care permite utilizarea energiei solare și a unui potențial transmembranar cu un gradient de pH pentru a le transforma în legături chimice.