Садржај
- Шта је унутра хлоропласт - структура хлоропласта
- Функција рибосома хлоропласта и тилокаида
- Хлорофил: Извор енергије хлоропласта
- Мембране хлоропласта и интермембрански простор
- Тхилакоидни систем
- Строма и порекло ДНК хлоропласта
- Фиксирање угљеника у мрачним реакцијама
Хлоропласти су сићушне биљне електране које скупљају светлосну енергију за производњу скроба и шећера који подстичу раст биљака.
Налазе се у биљним ћелијама у лишћу биљке и у зеленим и црвеним алгама, као и у цијанобактеријама. Хлоропласти омогућавају биљкама да производе сложене хемикалије потребне за живот из једноставних, неорганских материја као што су угљен диоксид, вода и минерали.
Као производња хране аутотрофи, биљке чине основу ланца исхране, подржавајући све потрошаче вишег нивоа попут инсеката, риба, птица и сисара све до људи.
Хлоплапласти у ћелији су попут малих фабрика које производе гориво. На овај начин, хлоропласти у зеленим ћелијама биљака омогућавају живот на Земљи.
Шта је унутра хлоропласт - структура хлоропласта
Иако су хлоропласти микроскопски подочњаци унутар ситних биљних ћелија, они имају сложену структуру која им омогућава да улове светлосну енергију и користе је за сакупљање угљених хидрата на молекуларном нивоу.
Главне структурне компоненте су следеће:
Функција рибосома хлоропласта и тилокаида
Рибосоми су гроздови протеина и нуклеотида који производе ензиме и друге сложене молекуле потребне хлоропластом.
Присутне су у великом броју у свим живим ћелијама и производе сложене ћелијске супстанце као што су протеини према упутствима молекула РНА генетског кода.
Тилакоиди су уграђени у строму. У биљкама формирају затворене дискове који су распоређени у гомиле назване грана, са једном хрпом која се зове гранум. Они се састоје од тилакоидне мембране која окружује лумен, водени кисели материјал који садржи протеине и олакшава хемијске реакције хлоропласта.
Ламеллае формирају везе између гранастих дискова, повезујући лумен различитих гомила.
Део фотосинтезе осетљив на светлост одвија се на тилакоидној мембрани где хлорофил апсорбује светлосну енергију и претвара је у хемијску енергију коју биљка користи.
Хлорофил: Извор енергије хлоропласта
Хлорофил је а фоторецептор пигмент који се налази у свим хлоропластима.
Када светлост удари у лист биљке или површину алги, она продире у хлоропласте и одбија се од мембране тилакоида. Утрошен светлошћу, хлорофил у мембрани одаје електроне које хлоропласт користи за даље хемијске реакције.
Хлорофил у биљкама и зеленим алгама углавном је зелени хлорофил зван хлорофил а, најчешћи тип. Апсорбује љубичасто-плаву и црвенкасту наранџасто-црвену светлост истовремено рефлектујући зелену светлост, дајући биљкама своје карактеристична зелена боја.
Остале врсте хлорофила су врсте б до е, које апсорбују и одражавају различите боје.
Хлорофил типа б, на пример, налази се у алгама и поред црвене апсорбује и мало зелене светлости. Ова апсорпција зелене светлости може бити резултат еволуције организама у близини океана јер зелена светлост може пробити само малу удаљеност у воду.
Црвено светло може путовати даље од површине.
Мембране хлоропласта и интермембрански простор
Хлоропласти производе угљене хидрате попут глукозе и сложених протеина који су потребни другде у ћелијама биљке.
Ови материјали морају бити у стању да изађу из хлоропласта и подрже општи ћелијски и биљни метаболизам. У исто време, хлоропластима су потребне супстанце произведене другде у ћелијама.
Мембране хлоропласта регулишу кретање молекула у и из хлоропласта омогућавајући пролазак малих молекула током коришћења специјални транспортни механизми за велике молекуле. И унутрашња и спољна мембрана су полупропусне, допуштајући дифузију малих молекула и јона.
Ове супстанце прелазе међумембрански простор и продиру у полупропусне мембране.
Велике молекуле попут сложених протеина блокирају две мембране. Уместо тога, за тако сложене супстанце доступни су посебни механизми преноса који омогућују одређеним супстанцама да пређу две мембране, док су друге блокиране.
Спољна мембрана има транслокациони протеински комплекс за транспорт одређених материјала кроз мембрану, а унутрашња мембрана има одговарајући и сличан комплекс за своје специфичне транзиције.
Ови селективни транспортни механизми су посебно важни јер унутрашња мембрана синтетише липиде, масне киселине и каротеноиди који су потребни за метаболизам хлоропласта.
Тхилакоидни систем
Тилакоидна мембрана је део тилакоида који је активан у првој фази фотосинтезе.
У биљкама тилакоидна мембрана обично формира затворене, танке вреће или дискове који су наслагани у грану и остају на свом месту, окружени строма течношћу.
Распоред тилакоида у спиралним сноповима омогућава чврсто паковање тилакоида и сложену структуру тилакоидне мембране високе површине.
За једноставније организме тилакоиди могу бити неправилног облика и могу слободно плутати. У сваком случају, светлост која удара тилакоидну мембрану иницира реакцију светлости у организму.
Хемијска енергија коју ослобађа хлорофил користи се за дељење молекула воде у водоник и кисеоник. Кисеоник користи организам за дисање или се ослобађа у атмосферу, док се водоник користи у стварању угљених хидрата.
Угљеник за овај процес долази из угљендиоксида у процесу званом фиксација угљеника.
Строма и порекло ДНК хлоропласта
Процес фотосинтезе састоји се од два дела: реакције зависне од светлости које започињу светлошћу у интеракцији са хлорофилом и мрачне реакције (ака реакције независне од светлости) које фиксирају угљеник и стварају глукозу.
Светлосне реакције одвијају се само током дана када светлосна енергија удари у биљку, док се мрачне реакције могу догодити у било којем тренутку. Светлосне реакције започињу у тилакоидној мембрани, док се фиксирање мрака на угљенику одвија у строми, желатиној течности која окружује тилакоиде.
Поред вођења тамних реакција и тилакоида, строма садржи ДНК хлоропласта и рибосоме хлоропласта.
Као резултат тога, хлоропласти имају сопствени извор енергије и могу се множити сами, без ослањања на ћелијску деобу.
Сазнајте о повезаним ћелијским органелама у еукариотским ћелијама: ћелијској мембрани и ћелијској стијенци.
Ова способност се може пратити до еволуције једноставних ћелија и бактерија. Цијанобактерија мора да је ушла у рану ћелију и било му је дозвољено да остане јер је аранжман постао обострано користан.
Временом је цијанобактерија еволуирала у хлоропласт органелу.
Фиксирање угљеника у мрачним реакцијама
Учвршћивање угљеника у строми хлоропласта врши се након поделе воде у водоник и кисеоник током светлосних реакција.
Протони из атома водоника упумпавају се у лумен унутар тилакоида, чинећи га киселим. У тамним реакцијама фотосинтезе, протони дифундирају назад из лумена у строму помоћу ензима званог АТП синтаза.
Дифузија протона кроз АТП синтазу ствара АТП, хемијску хемијску супстанцу за ћелије.
Ензим РуБисЦО Налази се у строми и фиксира угљен из ЦО2 да би се створили шесто-угљени угљени хидрати молекули који су нестабилни.
Када се нестабилни молекули разграде, АТП се користи за претварање у једноставне молекуле шећера. Угљени хидрати шећера могу да се комбинују да би се формирали већи молекули као што су глукоза, фруктоза, сахароза и скроб, који се сви могу користити у ћелијском метаболизму.
Када се угљени хидрати формирају на крају процеса фотосинтезе, биљни хлоропласти су уклонили угљеник из атмосфере и користили га за стварање хране за биљку и, на крају, за сва остала жива бића.
Осим што чини основу ланца исхране, фотосинтеза у биљкама смањује количину стакленичких гасова угљен-диоксида у атмосфери. На тај начин биљке и алге, кроз фотосинтезу у својим хлоропластима, помажу у смањењу утицаја климатских промена и глобалног загревања.