Дефиниција и функција тилакоида

А тилакоид је мембранска структура везана за листове која је место зависно од светлости фотосинтеза реакције у хлоропласти и цијанобактерије. То место садржи хлорофил који се користи да апсорбује светлост и користи га за биохемијске реакције. Реч тирелакоид је из Зелене речи тхилакос, што значи торбица или торба. Са -оидним завршетком, „тилакоид“ значи „налик на врећицу“.

Тилакоиди се такође могу назвати ламелама, мада се овај термин може употребити за означавање дела тилакоида који повезује грана.

У хлоропластима су тилакоиди уграђени у строму (унутрашњи део хлоропласта). Строма садржи рибосоме, ензиме и хлоропласт ДНК. Тилакоид се састоји од тилакоидне мембране и затвореног региона који се назива тилакоидни лумен. Сноп тилакоида формира групу структура сличних кованицама која се зове гранум. Хлоропласт садржи неколико ових структура, заједнички познатих као грана.

Виша биљка има посебно организоване тилакоиде у којима сваки хлоропласт садржи 10-100 грана који су међусобно повезани стромим тилакоидима. Тилакоиди строме могу се сматрати тунелима који повезују грана. Грана-тилакоиди и строма-тилакоиди садрже различите протеине.

Реакције изведене у тилакоиду укључују фотолизу воде, транспортни ланац електрона и синтезу АТП.

Фотосинтетски пигменти (нпр. Хлорофил) уграђени су у тилакоидну мембрану, чинећи то местом реакција зависних од светлости у фотосинтези. Сложени облик завојнице гране даје хлоропласту висок однос површине и запремине, помажући у ефикасности фотосинтезе.

Тилакоидни лумен користи се за фотофосфорилацију током фотосинтезе. Реакције зависне од светлости у мембранској пумпи протони у лумен, снижавајући његов пХ на 4. Супротно томе, пХ строме је 8.

Први корак је фотолиза воде, која се јавља на месту лумена тилакоидне мембране. Енергија светлости користи се за смањење или раздвајање воде. Ова реакција производи електроне који су потребни за транспортне ланце електрона, протоне који се убацују у лумен да би произвели градијент протона и кисеоник. Иако је кисеоник потребан за ћелијско дисање, гас настао овом реакцијом враћа се у атмосферу.

Електрони из фотолизе иду у фотосистеме преносних ланаца електрона. Фотосистеми садрже антенски комплекс који користи хлорофил и повезане пигменте за прикупљање светлости на различитим таласним дужинама. Фотосистем Користим светлост да смањим НАДП ⁺ за производњу НАДПХ и Х⁺. Фотосистем ИИ користи светлост да оксидује воду за производњу молекуларног кисеоника (О)₂), електрони (е^-) и протони (Х⁺). Електрони смањују НАДП⁺ до НАДПХ у оба система.

АТП се производи и из Пхотосистем-а И и Пхотосистем-а ИИ. Тхилакоиди синтетишу АТП користећи АТП синтазу ензим то је слично митохондријалној АТПази. Ензим је интегрисан у тилакоидну мембрану. ЦФ1 део молекула синтазе проширио се у строму, где АТП подржава реакције фотосинтезе независне од светлости.

Лумен тилакоида садржи протеине који се користе за обраду протеина, фотосинтезу, метаболизам, редокс реакције и одбрану. Протеин пластоцијанин је транспортни протеин електрона који транспортује електроне из цитохромских протеина до фотосистема И. Цитохром б6ф комплекс је део ланца преноса електрона који спаја протонско упумпавање у тилакоидни лумен са преносом електрона. Цитохромски комплекс је смештен између Пхотосистем И и Пхотосистем ИИ.

Док тилакоиди у биљним ћелијама формирају гомиле грана у биљкама, они се могу одлепити у неким врстама алги.

Док су алге и биљке еукариоти, цијанобактерије су фотосинтетски прокариоти. Не садрже хлоропласте. Уместо тога, цела ћелија делује као врста тилакоида. Цијанобактерија има спољну ћелијску стијенку, ћелијску мембрану и тилакоидну мембрану. Унутар ове мембране се налази бактеријска ДНК, цитоплазма и карбоксисоми. Тилакоидна мембрана има функционалне ланце за пренос електрона који подржавају фотосинтезу и ћелијско дисање. Мембране цианобактерија тилакоида не формирају грану и строму. Уместо тога, мембрана формира паралелне листове у близини цитоплазматске мембране, са довољно простора између сваког листа за фикобилисоме, структуре сакупљања светлости.