Definícia a funkcia tylakoidu

thylakoidních je štruktúra podobná fólii podobnej membráne, ktorá je miestom závislým od svetla fotosyntéza reakcie v chloroplasty a sinice. Je to miesto, ktoré obsahuje chlorofyl používaný na absorpciu svetla a jeho použitie na biochemické reakcie. Slovo tylakoid je zo zeleného slova thylakos, čo znamená vrecko alebo vak. S koncovkou -oid znamená „tylakoid“ „podobný váčku“.

Thylakoidy sa môžu tiež nazývať lamely, hoci tento výraz sa môže používať na označenie časti tylakoidu, ktorá spája granu.

V chloroplastoch sú tylakoidy zabudované do strómy (vnútorná časť chloroplastov). Stroma obsahuje ribozómy, enzýmy a chloroplast DNA. Tylakoid sa skladá z tylakoidovej membrány a uzavretej oblasti nazývanej tylakoidný lúmen. Hromada tylakoidov tvorí skupinu mincových štruktúr nazývaných granum. Chloroplast obsahuje niekoľko týchto štruktúr, ktoré sa spoločne nazývajú grana.

Vyššie rastliny majú špeciálne organizované tylakoidy, v ktorých má každý chloroplast 10 až 100 gránov, ktoré sú navzájom spojené stromovými tylakoidmi. Thylakoidy stromov možno považovať za tunely, ktoré spájajú granu. Tylakoidy grany a tylakoidy stromov obsahujú rôzne proteíny.

Reakcie uskutočňované v tylakoide zahŕňajú vodnú fotolýzu, reťazec transportu elektrónov a syntézu ATP.

Fotosyntetické pigmenty (napr. Chlorofyl) sú zabudované do tylakoidovej membrány, čo z nich robí fotosyntézu miestom svetelných reakcií. Naukladaný tvar vinutia grany dáva chloroplastu vysoký pomer povrchovej plochy k objemu, čo napomáha efektívnosti fotosyntézy.

Tylykoidný lúmen sa používa na fotofosforyláciu počas fotosyntézy. Svetlo závislé reakcie v membránovej pumpe protónov do lúmenu znižujú jej pH na 4. Naproti tomu pH strómy je 8.

Prvým krokom je vodná fotolýza, ktorá sa vyskytuje v lúmene tylakoidovej membrány. Energia zo svetla sa používa na zníženie alebo rozdelenie vody. Táto reakcia produkuje elektróny, ktoré sú potrebné pre transportné reťazce elektrónov, protóny, ktoré sú čerpané do lúmenu, aby vytvorili protónový gradient, a kyslík. Aj keď je na bunkové dýchanie potrebný kyslík, plyn produkovaný touto reakciou sa vracia do atmosféry.

Elektróny z fotolýzy idú do fotosystémov elektrónových transportných reťazcov. Fotosystémy obsahujú anténny komplex, ktorý využíva chlorofyl a súvisiace pigmenty na zhromažďovanie svetla pri rôznych vlnových dĺžkach. Fotosystém I používa svetlo na zníženie NADP ⁺ na výrobu NADPH a H⁺. Fotosystém II využíva svetlo na oxidáciu vody na výrobu molekulárneho kyslíka (O₂), elektróny (napr^-) a protóny (H⁺). Elektróny redukujú NADP⁺ na NADPH v oboch systémoch.

ATP sa vyrába z fotosystému I aj z fotosystému II. Thylakoidy syntetizujú ATP pomocou ATP syntázy enzým to je podobné mitochondriálnej ATPáze. Enzým je integrovaný do tylakoidovej membrány. CF1 časť syntázy sa rozšírila do strómy, kde ATP podporuje fotosyntetické reakcie nezávislé od svetla.

Lúmen tylakoidu obsahuje proteíny používané na spracovanie proteínov, fotosyntézu, metabolizmus, redoxné reakcie a obranu. Proteín plastocyanín je proteín prenášajúci elektróny, ktorý prenáša elektróny z cytochrómových proteínov do fotosystému I. Komplex cytochrómu b6f je časťou transportného reťazca elektrónov, ktorý spája čerpanie protónov do lúmenu tylakoidu s prenosom elektrónov. Cytochrómový komplex sa nachádza medzi fotosystémom I a fotosystémom II.

Zatiaľ čo tylakoidy v rastlinných bunkách vytvárajú v rastlinách stohy grany, môžu byť v niektorých druhoch rias nerozbalené.

Kým riasy a rastliny sú eukaryoty, cyanobaktérie sú fotosyntetické prokaryoty. Neobsahujú chloroplasty. Namiesto toho celá bunka pôsobí ako druh tylakoidu. Cyanobaktéria má vonkajšiu bunkovú stenu, bunkovú membránu a tylakoidovú membránu. Vnútri tejto membrány je bakteriálna DNA, cytoplazma a karboxysómy. Tylakoidná membrána má funkčné reťazce na prenos elektrónov, ktoré podporujú fotosyntézu a bunkové dýchanie. Cyanobaktérie tylakoidné membrány netvoria granu a strom. Namiesto toho vytvára membrána paralelné listy v blízkosti cytoplazmatickej membrány, s dostatočným priestorom medzi každou vrstvou pre fykobilizómy, štruktúry zbierajúce svetlo.