Innehåll
- Grundläggande om kloroplast
- Chloroplastens ursprung
- Thylakoid definition
- Thylakoid utrymme och struktur
- Tylakoider och fotosyntes
- Chemiosmosis
Kloroplaster är membranbundna organeller som finns i gröna växter och alger. De innehåller klorofyll, den biokemiska som används av växter för fotosyntes, som omvandlar energin från ljus till kemisk energi som driver kraftverkets aktiviteter.
Dessutom innehåller kloroplaster DNA och hjälper en organisme att syntetisera proteiner och fettsyror. De innehåller skivliknande strukturer, som är membran som kallas thylakoider.
Grundläggande om kloroplast
Kloroplaster mäter ungefär 4 till 6 mikron i längd. Klorofyll i kloroplaster gör växter och alger gröna. Förutom thylakoidmembranen har varje kloroplast ett yttre och inre membran, och vissa arter har kloroplaster med ytterligare membran.
Den gelliknande vätskan i en kloroplast kallas stroma. Vissa arter av alger har en cellvägg mellan de inre och yttre membranen som består av molekyler som innehåller sockerarter och aminosyror. Kloroplastens inre innehåller olika strukturer, inklusive DNA-plasmider, tylakoidutrymmet och ribosomer, som är små proteinfabriker.
Chloroplastens ursprung
Dess trodde att kloroplaster, och de något besläktade mitokondrierna, en gång var deras egna "organismer", så att säga. Forskare trodde att bakterier-liknande organismer någon gång i livets tidiga historia uppslukade vad vi känner som kloroplaster och införlivade dem i cellen som en organell.
Detta kallas "endosymbiotisk teori". Denna teori stöds av det faktum att kloroplaster och mitokondrier innehåller sitt eget DNA. Detta är troligtvis "rester" från en tid då de var sina egna "organismer" utanför en cell.
Nu används det mesta av detta DNA inte, men en del kloroplast-DNA är viktigt för thylakoidproteiner och funktioner. Det finns uppskattningsvis 28 gener i kloroplaster som gör det möjligt att fungera normalt.
Thylakoid definition
Thylakoider är plana, skivliknande formationer som finns i kloroplasten. De liknar staplade mynt. De ansvarar för ATP-syntes, vattenfotolys och är en del av en elektrontransportkedja.
De finns också inom cyanobakterier såväl som i klorplaster av växter och alger.
Thylakoid utrymme och struktur
Thylakoider flyter fritt inom kloroplastens stroma på en plats som kallas tylakoidutrymmet. I högre växter bildar de en struktur som kallas en granum som liknar en myntbunt 10 till 20 hög. Membran kopplar olika grana till varandra i ett spiralformat mönster, även om vissa arter har fritt flytande grana.
Tylakoidmembranet består av två lager av lipider som kan innehålla molekyler av fosfor och socker. Klorofyll är inbäddat direkt i tylakoidmembranet, som omsluter det vattniga materialet som kallas tylakoidlumen.
Tylakoider och fotosyntes
En thylakoids klorofyllkomponent är det som gör fotosyntes möjlig. Denna klorofyll är vad som ger växter och grönalger deras gröna färg. Processen börjar med att vatten delas upp för att skapa en källa till väteatomer för energiproduktion, medan syre frigörs som en avfallsprodukt. Detta är källan till det atmosfäriska syret vi andas in.
De efterföljande stegen använder de frigjorda vätejonerna eller protoner, tillsammans med atmosfärisk koldioxid för att syntetisera socker. En process som kallas elektrontransport gör energilagringsmolekyler som ATP och NADPH. Dessa molekyler driver många av organismens biokemiska reaktioner.
Chemiosmosis
En annan thylakoidfunktion är kemiosmos, som hjälper till att upprätthålla ett surt pH i tylakoidlumen. Vid kemiosmos använder thylakoiden en del av energin som tillhandahålls genom elektrontransport för att flytta protoner från membranet till lumen. Denna process koncentrerar protonantalet i lumen med en faktor på cirka 10 000.
Dessa protoner innehåller energi som används för att konvertera ADP till ATP. Enzymet ATP-syntas hjälper denna konvertering. Kombinationen av positiva laddningar och protonkoncentration i tylakoidlumen skapar en elektrokemisk gradient som ger den fysiska energin som krävs för ATP-produktion.