Определение и функция на тилакоид

А thylakoid е структура, подобна на листа, свързана с мембрана, която е мястото на зависимостта от светлината фотосинтеза реакции в хлоропласти и цианобактерии. Това е мястото, което съдържа хлорофила, използван за абсорбиране на светлина и използването му за биохимични реакции. Думата тилакоид е от думата Зелен thylakos, което означава торбичка или торбичка. С окончанието на -oid, "тилакоид" означава "подобен на торбичката".

Тилакоидите също могат да се наричат ​​ламели, въпреки че този термин може да се използва за обозначаване на частта от тилакоид, която свързва грана.

В хлоропластите тилакоидите са вградени в стромата (вътрешна част на хлоропласт). Стромата съдържа рибозоми, ензими и хлоропласт ДНК. Тилакоидът се състои от тилакоидна мембрана и затворения участък, наречен тилакоиден лумен. Степ от тилакоиди образува група монеподобни структури, наречени гранум. Хлоропластът съдържа няколко от тези структури, известни като grana.

Висшите растения имат специално организирани тилакоиди, в които всеки хлоропласт има 10-100 грана, които са свързани помежду си от строма тилакоиди. Струмните тилакоиди могат да се смятат за тунели, които свързват граната. Тиранакоидите на граната и строма тилакоидите съдържат различни протеини.

Реакциите, проведени в тилакоида, включват водна фотолиза, електронно-транспортна верига и синтез на АТФ.

Фотосинтетичните пигменти (например, хлорофил) се вграждат в тилакоидната мембрана, което я прави мястото на светлозависимите реакции при фотосинтезата. Подредената форма на намотката на граната дава на хлоропласта голямо съотношение повърхност към обем, като спомага за ефективността на фотосинтезата.

Тилакоидният лумен се използва за фотофосфорилиране по време на фотосинтезата. Светлозависимите реакции в мембранната помпа се протонират в лумена, като понижават нейното рН до 4. За разлика от тях pH на стромата е 8.

Първата стъпка е водна фотолиза, която се случва на мястото на лумена на тилакоидната мембрана. Енергията от светлината се използва за намаляване или разделяне на водата. Тази реакция произвежда електрони, които са необходими за електронно-транспортните вериги, протоните, които се изпомпват в лумена за получаване на протонния градиент и кислорода. Въпреки че кислородът е необходим за клетъчното дишане, газът, произведен от тази реакция, се връща в атмосферата.

Електроните от фотолизата отиват във фотосистемите на електронно-транспортните вериги. Фотосистемите съдържат антенен комплекс, който използва хлорофил и свързани пигменти за събиране на светлина при различни дължини на вълната. Фотосистема Използвам светлина за намаляване на NADP ⁺ за производство на NADPH и H⁺. Фотосистемата II използва светлина за окисляване на водата за производството на молекулен кислород (О₂), електрони (напр^-) и протони (H⁺). Електроните намаляват NADP⁺ до NADPH и в двете системи.

ATP се произвежда както от Photosystem I, така и от Photosystem II. Тилакоидите синтезират ATP, използвайки АТФ синтаза ензим това е подобно на митохондриалната АТФаза. Ензимът е интегриран в тилакоидната мембрана. CF1-частта на молекулата на синтазата се разпростира в стромата, където ATP поддържа реакциите на фотосинтеза, независими от светлината.

Луменът на тилакоида съдържа протеини, използвани за преработка на протеини, фотосинтеза, метаболизъм, окислително-възстановителни реакции и защита. Протеинът пластоцианин е електронен транспортен протеин, който транспортира електрони от цитохромните протеини до Фотосистема I. Цитохром b6f комплексът е част от електронно-транспортната верига, която свързва протонното изпомпване в тилакоидния лумен с пренос на електрон. Цитохромният комплекс е разположен между Photosystem I и Photosystem II.

Докато тилакоидите в растителните клетки образуват купчини грана в растенията, те могат да бъдат незакрепени в някои видове водорасли.

Докато водораслите и растенията са еукариоти, цианобактериите са фотосинтетични прокариоти. Те не съдържат хлоропласти. Вместо това цялата клетка действа като вид тилакоид. Цианобактерията има външна клетъчна стена, клетъчна мембрана и тилакоидна мембрана. Вътре в тази мембрана се намира бактериалната ДНК, цитоплазма и карбоксизоми. Тилакоидната мембрана има функционални вериги за пренос на електрон, които поддържат фотосинтезата и клетъчното дишане. Цианобактериите тилакоидни мембрани не образуват грана и строма. Вместо това мембраната образува паралелни листове в близост до цитоплазмената мембрана, с достатъчно пространство между всеки лист за фикобилизоми, структурите за светлоубиране.