De grana'er er strukturer som følge af gruppering af thylakoid beliggende inden for kloroplaster af planteceller. Disse strukturer indeholder fotosyntetiske pigmenter (chlorophyll, carotenoider, xanthophyll) og forskellige lipider. Ud over de proteiner, der er ansvarlige for produktionen af energi, såsom ATP-synthetase.
I denne forbindelse udgør thylakoider udfladede vesikler placeret på den indre membran af chloroplaster. I disse strukturer udføres lysfangst til fotosyntese og fotofosforyleringsreaktioner. Til gengæld er de stablede og granum thylakoider indlejret i stroma af chloroplasterne.
Kloroplast. Af Gmsotavio fra Wikimedia Commons
I stroma er thylakoide stabler forbundet med stromalaminae. Disse forbindelser går normalt fra et granum gennem stromaen til det nærliggende granum. Til gengæld er den centrale vandige zone kaldet thylakoidlumen omgivet af thylakoidmembranen.
To fotosystemer (fotosystem I og II) er placeret på de øverste sølvere. Hvert system indeholder fotosyntetiske pigmenter og en række proteiner, der er i stand til at overføre elektroner. Fotosystem II er placeret i grana, der er ansvarlig for at opsamle lysenergi i de første faser af ikke-cyklisk elektrontransport.
egenskaber
For Neil A. Campbell, forfatter af Biology: Concepts and Relationships (2012), er grana bundter af solenergi fra chloroplast. Det er de steder, hvor klorofyll fanger energi fra solen.
Grana - ental, granum - stammer fra de indre membraner i chloroplasts. Disse udhulede bunkeformede strukturer indeholder en række tæt pakket, tynde, cirkulære rum: thylakoiderne.
For at udøve sin funktion i fotosystem II indeholder grana i thylakoidmembranen proteiner og phospholipider. Ud over klorofyll og andre pigmenter, der fanger lys under den fotosyntetiske proces.
Faktisk forbindes thylakoiderne fra en grana med andre grana og danner inden for chloroplasten et netværk af højt udviklede membraner svarende til det i det endoplasmatiske retikulum.
Grana suspenderes i en væske kaldet stroma, som har ribosomer og DNA, der bruges til at syntetisere nogle proteiner, der udgør chloroplasten.
Struktur
Granums struktur er en funktion af gruppering af thylakoider inden i chloroplasten. Grana består af en bunke af skiveformede membranøse thylakoider, nedsænket i stromaen af chloroplasten.
Chloroplaster indeholder faktisk et internt membranøst system, som i højere planter betegnes som grana-thylakoider, som stammer fra den indvendige membran i konvolutten.
I hver chloroplast findes der normalt et variabelt antal gram, mellem 10 og 100. Kornene er forbundet med hinanden af stromale thylakoider, intergranale thylakoider eller, mere almindeligt lamella.
En undersøgelse af granumet med transmissionselektronmikroskopet (TEM) gør det muligt at detektere granuler kaldet kvantosomer. Disse kerner er de morfologiske enheder af fotosyntesen.
Ligeledes indeholder thylakoidmembranen forskellige proteiner og enzymer, herunder fotosyntetiske pigmenter. Disse molekyler har evnen til at absorbere energien fra fotoner og indlede de fotokemiske reaktioner, der bestemmer syntesen af ATP.
Funktioner
Grana som en bestanddel af chloroplaster, fremmer og interagerer i fotosynteseprocessen. Således er chloroplaster energiomdannende organeller.
Chloroplasters hovedfunktion er omdannelsen af elektromagnetisk energi fra sollys til energi fra kemiske bindinger. Chlorophyll, ATP-syntetase og ribulosebisphosphatcarboxylase / oxygenase (Rubisco) deltager i denne proces.
Fotosyntesen har to faser:
- En lysfase i nærvær af sollys, hvor omdannelsen af lysenergi til en protongradient forekommer, som vil blive brugt til ATP-syntese og til produktion af NADPH.
- En mørk fase, som ikke kræver tilstedeværelse af direkte lys, kræver imidlertid produkterne, der er dannet i lysfasen. Denne fase fremmer fiksering af CO2 i form af fosfat sukker med tre carbonatomer.
Reaktionerne under fotosyntesen udføres af molekylet kaldet Rubisco. Den lette fase forekommer i thylakoidmembranen og den mørke fase i stromaen.
Faser af fotosyntesen
Fotosyntese (venstre) og respiration (højre). Billedet til højre taget fra BBC
Fotosynteseprocessen udfører følgende trin:
1) Fotosystem II nedbryder to vandmolekyler og skaber et O2-molekyle og fire protoner. Fire elektroner frigives til klorofylerne i dette fotosystem II. Fjernelse af andre elektroner, der tidligere var ophidset af lys og frigivet fra fotosystem II.
2) De frigjorte elektroner passerer til en plastoquinon, der giver dem til cytochrome b6 / f. Med den energi, der er fanget af elektronerne, introducerer den 4 protoner inde i thylakoidet.
3) Cytochrome b6 / f-komplekset overfører elektronerne til en plastocyanin, og dette til fotosystemet I-komplekset. Med energien i lyset, der absorberes af klorofylerne, formår det at hæve energien i elektronerne igen.
Relateret til dette kompleks er ferredoxin-NADP + reduktase, som ændrer NADP + til NADPH, der forbliver i stroma. På samme måde skaber protoner, der er knyttet til thylakoidet og stromaen, en gradient, der er i stand til at producere ATP.
På denne måde deltager både NADPH og ATP i Calvin-cyklussen, der er etableret som en metabolisk vej, hvor CO2 er fastgjort af RUBISCO. Det kulminerer i produktionen af phosphoglyceratmolekyler fra ribulose 1,5-bisphosphat og CO2.
Andre funktioner
På den anden side udfører kloroplaster flere funktioner. Blandt andet syntese af aminosyrer, nukleotider og fedtsyrer. Samt produktion af hormoner, vitaminer og andre sekundære metabolitter og deltage i assimilering af nitrogen og svovl.
Nitrat er en af de vigtigste kilder til tilgængeligt kvælstof i højere planter. I chloroplasts foregår processen med omdannelse fra nitrit til ammonium faktisk med deltagelse af nitritreduktase.
Chloroplaster genererer en række metabolitter, der bidrager som et middel til naturlig forebyggelse mod forskellige patogener, hvilket fremmer planternes tilpasning til ugunstige forhold, såsom stress, overskydende vand eller høje temperaturer. På samme måde påvirker produktionen af hormoner ekstracellulær kommunikation.
Således interagerer chloroplaster med andre cellulære komponenter, enten gennem molekylære emissioner eller ved fysisk kontakt, som forekommer mellem granum i stroma og thylakoidmembranen.
Referencer
- Atlas for plante- og dyrehistologi. Cellen. kloroplaster Dept. of Functional Biology and Health Sciences. Det biologiske fakultet. University of Vigo. Gendannes på: mmegias.webs.uvigo.es
- León Patricia og Guevara-García Arturo (2007) Chloroplasten: en nøgleinorganel i livet og i brugen af planter. Biotecnología V 14, CS 3, Indd 2. Hentet fra: ibt.unam.mx
- Jiménez García Luis Felipe og købmand Larios Horacio (2003) Cellular and Molecular Biology. Pearson Uddannelse. Mexico ISBN: 970-26-0387-40.
- Campbell Niel A., Mitchell Lawrence G. og Reece Jane B. (2001) Biology: Concepts and Relationships. 3. udgave. Pearson Uddannelse. Mexico ISBN: 968-444-413-3.
- Sadava David & Purves William H. (2009) Life: The Science of Biology. 8. udgave. Redaktionel Medica Panamericana. Buenos Aires. ISBN: 978-950-06-8269-5.