Thylakoid apibrėžimas ir funkcija

A tirlakoidas yra į membraną sujungta struktūra, kuri priklauso nuo šviesos fotosintezė reakcijos į chloroplastai ir melsvadumbliai. Svetainėje yra chlorofilo, naudojamo šviesai sugerti ir panaudoti biocheminėms reakcijoms. Žodis thylakoid yra iš žaliojo žodžio tylakos, o tai reiškia maišelį ar maišelį. Su „-oid“ pabaiga „thylakoid“ reiškia „panašus į maišą“.

Tilakoidai taip pat gali būti vadinami lamelėmis, nors šis terminas gali būti vartojamas nurodant tilakoido dalį, jungiančią grana.

Chloroplastų tiroidai yra įterpti į stromą (vidinę chloroplastų dalį). Stromoje yra ribosomų, fermentų ir chloroplastų DNR. Tiroidą sudaro tiroidinė membrana ir uždaras regionas, vadinamas tiroidų liumenu. Tiroidų krūva sudaro į monetas panašių struktūrų, vadinamų granumu, grupę. Chloroplaste yra keletas šių struktūrų, bendrai žinomų kaip grana.

Aukštesni augalai turi specialiai organizuotus tiroidinius vaistus, kuriuose kiekvienas chloroplastas turi 10–100 grana, sujungtus vienas su kitu stromos tiroidais. Stromos tiroidai gali būti laikomi tuneliais, jungiančiais grana. Grana tirlakoidų ir stromos tirlakoidų baltymai yra skirtingi.

Į reakcijas, kurias atlieka tiroidai, priklauso vandens fotolizė, elektronų pernešimo grandinė ir ATP sintezė.

Fotosintetiniai pigmentai (pvz., Chlorofilas) yra įterpiami į tiroidinę membraną, todėl tai yra fotosintezės metu nuo šviesos priklausomų reakcijų vieta. Dėl sukrautos granavimo ritės formos chloroplasto paviršiaus ir tūrio santykis yra didelis, o tai padeda padidinti fotosintezės efektyvumą.

Tiroidinis liumenas yra naudojamas fotofosforilinimui fotosintezės metu. Šviesos priklausomos reakcijos membranoje pumpuoja protonus į liumeną, sumažindamos jo pH iki 4. Priešingai, stromos pH yra 8.

Pirmasis žingsnis yra vandens fotolizė, kuri vyksta tiroidinės membranos liumenų vietoje. Šviesos energija naudojama vandeniui sumažinti ar padalinti. Ši reakcija sukuria elektronus, reikalingus elektronų pernešimo grandinėms, protonus, kurie pumpuojami į liumeną, kad susidarytų protono gradientas, ir deguonį. Nors deguonis reikalingas ląstelių kvėpavimui, šios reakcijos metu pagamintos dujos grąžinamos į atmosferą.

Fotolizės metu elektronai eina į elektronų pernešimo grandinių fotosistemas. Fotosistemose yra antenų kompleksas, kuris naudoja chlorofilą ir susijusius pigmentus, kad surinktų šviesą įvairiais bangų ilgiais. Aš naudoju šviesą, norėdama sumažinti NADP ⁺ gaminti NADPH ir H⁺. II fotosistema naudoja šviesą, kad oksiduotų vandenį, kad gautų molekulinį deguonį (O₂), elektronai (e^-) ir protonai (H⁺). Elektronai sumažina NADP⁺ į NADPH abiejose sistemose.

ATP gaminamas iš „Photosystem I“ ir „Photosystem II“. Tilakoidai sintezuoja ATP, naudodami ATP sintazę fermentas kad yra panaši į mitochondrijų ATPazę. Fermentas yra integruotas į tiroidinę membraną. Sintezės molekulės CF1 dalis pateko į stromą, kur ATP palaiko nuo šviesos nepriklausomas fotosintezės reakcijas.

Tirokoidų liumenuose yra baltymų, naudojamų baltymų perdirbimui, fotosintezei, metabolizmui, redokso reakcijoms ir gynybai. Baltymas plastocianinas yra elektronų transportavimo baltymas, pernešantis elektronus iš citochromo baltymų į I fotosistemą. Citochromo b6f kompleksas yra elektronų pernešimo grandinės dalis, jungianti protoną, pumpuojantį į tiroidinį liumeną, perduodant elektronus. Citochromo kompleksas yra tarp „Photosystem I“ ir „Photosystem II“.

Augalų ląstelėse esantys tirlakoidai augaluose sudaro grana krūvas, tačiau kai kurių rūšių dumbliuose jų gali nebūti.

Nors dumbliai ir augalai yra eukariotai, melsvadumbliai yra fotosintetiniai prokariotai. Jose nėra chloroplastų. Vietoj to, visa ląstelė veikia kaip savotiškas tiroidas. Cianobakterija turi išorinę ląstelės sienelę, ląstelės membraną ir tiroidinę membraną. Šios membranos viduje yra bakterijų DNR, citoplazma ir karboksizomos. Tiroidinė membrana turi funkcines elektronų perdavimo grandines, palaikančias fotosintezę ir ląstelių kvėpavimą. Cianobakterijų tiroidinės membranos nesudaro granos ir stromos. Vietoj to, membranos sudaro lygiagrečius lakštus šalia citoplazminės membranos, tarp kiekvieno lapo turi būti pakankamai vietos fikobilisomoms, šviesos derliui.