Tülakoidi määratlus ja funktsioon

A tülakoid "Lehetaoline membraaniga seotud struktuur, mis on valgust sõltuva koht fotosüntees reaktsioonid kloroplastid ja sinivetikad. See on sait, mis sisaldab klorofülli, mida kasutatakse valguse neelamiseks ja kasutamiseks biokeemiliste reaktsioonide jaoks. Sõna tülakoid on pärit rohelisest sõnast tülakose, mis tähendab kotti või kotti. -Oidi lõpuga tähendab "tülakoid" "kotisarnast".

Tülakoide võib nimetada ka lamellideks, ehkki seda terminit võib kasutada selleks, et osutada tülakoidi osale, mis ühendab granaat.

Kloroplastides kinnitatakse tülakoidid stroomasse (kloroplasti sisemine osa). Strooma sisaldavad ribosoome, ensüüme ja kloroplasti DNA. Tülakoid koosneb tülakoidi membraanist ja suletud piirkonnast, mida nimetatakse tülakoidi valendikuks. Tülakoidide virn moodustab münditaoliste struktuuride rühma, mida nimetatakse granumiks. Kloroplast sisaldab mitmeid neist struktuuridest, ühiselt tuntud kui grana.

Kõrgematel taimedel on spetsiaalselt organiseeritud tülakoidid, milles igal kloroplastil on 10–100 granaati, mis on omavahel ühendatud strooma tülakoididega. Strooma tülakoide võib pidada tunneliteks, mis ühendavad granaat. Grana tülakoidid ja strooma tülakoidid sisaldavad erinevaid valke.

Tülakoidis läbiviidavad reaktsioonid hõlmavad vee fotolüüsi, elektronide transpordiahelat ja ATP sünteesi.

Fotosünteetilised pigmendid (nt klorofüll) kinnistatakse tülakoidmembraanile, muutes selle fotosünteesi valgust sõltuvate reaktsioonide kohaks. Granaadi virnastatud mähise kuju tagab kloroplasti kõrge pinna ja ruumala suhte, mis aitab kaasa fotosünteesi efektiivsusele.

Tülakoidi luumenit kasutatakse fotosünteesi käigus fotofosforüülimiseks. Membraanis olevad valgust sõltuvad reaktsioonid prootoneerivad luumenisse, alandades selle pH väärtuseni 4. Seevastu strooma pH on 8.

Esimene samm on vee fotolüüs, mis toimub tülakoidi membraani valendikualal. Valgusest saadavat energiat kasutatakse vee vähendamiseks või poolitamiseks. Selle reaktsiooni käigus tekivad elektronid, mis on vajalikud elektronide transpordiahelate jaoks, prootonid, mis pumbatakse valendikku prootoni gradiendi saamiseks, ja hapnik. Ehkki rakkude hingamiseks on vaja hapnikku, suunatakse selle reaktsiooni käigus tekkiv gaas atmosfääri.

Fotolüüsil olevad elektronid lähevad elektronide transpordiahelate fotosüsteemidesse. Fotosüsteemid sisaldavad antennikompleksi, mis kasutab klorofülli ja seotud pigmente erineva lainepikkusega valguse kogumiseks. I fotosüsteem kasutab NADP vähendamiseks valgust ⁺ NADPH ja H tootmiseks⁺. Fotosüsteem II kasutab vee oksüdeerimiseks valgust molekulaarse hapniku (O₂), elektronid (nt^-) ja prootonid (H⁺). Elektronid vähendavad NADP-d⁺ NADPH-le mõlemas süsteemis.

ATP toodetakse nii fotosüsteemist I kui ka fotosüsteemist II. Tülakoidid sünteesivad ATP, kasutades ATP süntaasi ensüüm mis sarnaneb mitokondriaalse ATPaasiga. Ensüüm on integreeritud tülakoidi membraani. Süntaasi molekuli CF1-osa ulatus stroomasse, kus ATP toetab valgusest sõltumatuid fotosünteesi reaktsioone.

Tülakoidi luumen sisaldab valke, mida kasutatakse valkude töötlemiseks, fotosünteesiks, ainevahetuseks, redoksreaktsioonideks ja kaitseks. Plastsütsaniini valk on elektronide transportvalk, mis transpordib elektronid tsütokroomvalkudest fotosüsteemi I. Tsütokroom b6f kompleks on osa elektronide transpordiahelast, mis ühendab prootoni pumpamise tülakoidi luumenisse elektroniülekandega. Tsütokroomikompleks asub Photosystem I ja Photosystem II vahel.

Kui taimerakkudes olevad tülakoidid moodustavad taimedes hunnikuid granaate, võivad need teatud tüüpi vetikates olla lahtiselt.

Kui vetikad ja taimed on eukarüootid, siis tsüanobakterid on fotosünteetilised prokarüootid. Need ei sisalda kloroplasti. Selle asemel toimib kogu rakk omamoodi tülakoidina. Tsüanobakteril on välimine rakusein, rakumembraan ja tülakoidne membraan. Selle membraani sees on bakteriaalne DNA, tsütoplasma ja karboksüsoomid. Tülakoidmembraanil on funktsionaalsed elektronide ülekandeahelad, mis toetavad fotosünteesi ja raku hingamist. Tsüanobakterite tülakoidmembraanid ei moodusta granaat ega stroomat. Selle asemel moodustab membraan tsütoplasmaatilise membraani lähedal paralleelsed lehed, iga lehe vahel on piisavalt ruumi fükobilisoomide, valgust koristavate struktuuride jaoks.