กรานาสเป็นโครงสร้างที่เกิดจากการรวมกลุ่มของไทลาคอยด์ที่อยู่ภายในคลอโรพลาสต์ของเซลล์พืช โครงสร้างเหล่านี้ประกอบด้วยรงควัตถุที่สังเคราะห์ด้วยแสง (คลอโรฟิลล์แคโรทีนอยด์แซนโธฟิลล์) และลิพิดต่างๆ นอกเหนือจากโปรตีนที่รับผิดชอบในการสร้างพลังงานเช่น ATP-synthetase
ในเรื่องนี้ thylakoids เป็นถุงที่แบนซึ่งอยู่บนเมมเบรนด้านในของคลอโรพลาสต์ ในโครงสร้างเหล่านี้การดักจับแสงจะดำเนินการเพื่อสังเคราะห์แสงและปฏิกิริยาโฟโตฟอสฟอรัส ในทางกลับกัน thylakoids ที่ซ้อนกันและแกรนัมจะถูกฝังอยู่ในสโตรมาของคลอโรพลาสต์
คลอโร โดย Gmsotavio จาก Wikimedia Commons
ในสโตรมาสโตรมาสแต็กไทลาคอยด์เชื่อมต่อกันด้วยสโตรมัลลามินา การเชื่อมต่อเหล่านี้มักจะมาจาก granum หนึ่งผ่าน stroma ไปยัง granum ที่อยู่ใกล้เคียง ในทางกลับกันโซนน้ำกลางที่เรียกว่า thylakoid lumen ล้อมรอบด้วยเยื่อไธลาคอยด์
ระบบภาพถ่ายสองระบบ (ระบบภาพถ่าย I และ II) ตั้งอยู่บนสีเงินด้านบน แต่ละระบบประกอบด้วยรงควัตถุสังเคราะห์แสงและชุดของโปรตีนที่สามารถถ่ายเทอิเล็กตรอนได้ Photosystem II ตั้งอยู่ในกรานาซึ่งรับผิดชอบในการจับพลังงานแสงในช่วงแรกของการขนส่งอิเล็กตรอนแบบไม่เป็นวัฏจักร
ลักษณะเฉพาะ
สำหรับ Neil A. เป็นสถานที่ที่คลอโรฟิลล์ดักจับพลังงานจากดวงอาทิตย์
กรานา - เอกพจน์แกรนัม - เกิดจากเยื่อภายในของคลอโรพลาสต์ โครงสร้างรูปเสาเข็มกลวงเหล่านี้ประกอบด้วยช่องทรงกลมบาง ๆ ที่บรรจุอย่างใกล้ชิด: ไทลาคอยด์
เพื่อทำหน้าที่ของมันในระบบภาพถ่าย II กรานาภายในเยื่อไธลาคอยด์ประกอบด้วยโปรตีนและฟอสโฟลิปิด นอกจากคลอโรฟิลล์และเม็ดสีอื่น ๆ ที่จับแสงในระหว่างกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง
ในความเป็นจริง thylakoids ของกรานาเชื่อมต่อกับกรานาอื่น ๆ ซึ่งก่อตัวขึ้นภายในคลอโรพลาสต์ซึ่งเป็นเครือข่ายของเมมเบรนที่ได้รับการพัฒนาอย่างมากซึ่งคล้ายกับเรติคูลัมเอนโดพลาสมิก
กรานาถูกแขวนลอยในของเหลวที่เรียกว่าสโตรมาซึ่งมีไรโบโซมและดีเอ็นเอใช้ในการสังเคราะห์โปรตีนบางชนิดที่ประกอบเป็นคลอโรพลาสต์
โครงสร้าง
โครงสร้างของกรานัมเป็นหน้าที่ของการรวมกลุ่มของไทลาคอยด์ภายในคลอโรพลาสต์ กรานาประกอบด้วยกองของไทลาคอยด์ที่มีรูปร่างคล้ายดิสก์ซึ่งจมอยู่ในสโตรมาของคลอโรพลาสต์
แท้จริงแล้วคลอโรพลาสต์มีระบบเยื่อหุ้มภายในซึ่งในพืชชั้นสูงถูกกำหนดให้เป็นกรานา - ไทลาคอยด์ซึ่งมาจากเยื่อหุ้มด้านในของซองจดหมาย
ในแต่ละคลอโรพลาสต์มักจะมีจำนวนแกรนัมแปรผันอยู่ระหว่าง 10 ถึง 100 เมล็ดเหล่านี้เชื่อมโยงกันด้วยสโตรมอลไทลาคอยด์, ไทลาคอยด์ระหว่างกรานัลหรือลาเมลเลีย
การตรวจแกรนัมด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน (TEM) ช่วยให้สามารถตรวจจับแกรนูลที่เรียกว่าควอนโทโซม ธัญพืชเหล่านี้เป็นหน่วยสัณฐานวิทยาของการสังเคราะห์ด้วยแสง
ในทำนองเดียวกันเยื่อไธลาคอยด์ประกอบด้วยโปรตีนและเอนไซม์หลายชนิดรวมทั้งเม็ดสีสังเคราะห์ด้วยแสง โมเลกุลเหล่านี้มีความสามารถในการดูดซับพลังงานของโฟตอนและเริ่มปฏิกิริยาโฟโตเคมีที่กำหนดการสังเคราะห์ ATP
คุณสมบัติ
Grana เป็นโครงสร้างส่วนประกอบของคลอโรพลาสต์ส่งเสริมและโต้ตอบในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ดังนั้นคลอโรพลาสต์จึงเป็นออร์แกเนลล์ที่เปลี่ยนพลังงาน
หน้าที่หลักของคลอโรพลาสต์คือการเปลี่ยนพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าจากแสงแดดเป็นพลังงานจากพันธะเคมี Chlorophyll, ATP synthetase และ ribulose bisphosphate carboxylase / oxygenase (Rubisco) เข้าร่วมในกระบวนการนี้
การสังเคราะห์ด้วยแสงมีสองระยะคือ
- เฟสแสงต่อหน้าแสงแดดซึ่งการเปลี่ยนแปลงของพลังงานแสงเป็นโปรตอนไล่ระดับเกิดขึ้นซึ่งจะใช้สำหรับการสังเคราะห์ ATP และสำหรับการผลิต NADPH
- อย่างไรก็ตามเฟสมืดซึ่งไม่จำเป็นต้องมีแสงโดยตรงต้องใช้ผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นในเฟสแสง ระยะนี้ส่งเสริมการตรึง CO2 ในรูปของน้ำตาลฟอสเฟตด้วยคาร์บอนสามอะตอม
ปฏิกิริยาระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้นโดยโมเลกุลที่เรียกว่า Rubisco เฟสแสงเกิดขึ้นในเมมเบรนไทลาคอยด์และเฟสมืดในสโตรมา
ขั้นตอนของการสังเคราะห์ด้วยแสง
การสังเคราะห์ด้วยแสง (ซ้าย) และการหายใจ (ขวา) ภาพด้านขวานำมาจาก BBC
กระบวนการสังเคราะห์แสงเป็นไปตามขั้นตอนต่อไปนี้:
1) Photosystem II แบ่งโมเลกุลของน้ำสองโมเลกุลสร้างโมเลกุล O2 และโปรตอนสี่ตัว อิเล็กตรอนสี่ตัวถูกปล่อยออกไปยังคลอโรฟิลล์ที่อยู่ในระบบภาพถ่าย II นี้ การกำจัดอิเล็กตรอนอื่น ๆ ที่เคยตื่นเต้นด้วยแสงและปล่อยออกจากระบบภาพถ่าย II
2) อิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาจะส่งผ่านไปยังพลาสโตควิโนนที่ให้ไซโตโครม b6 / f ด้วยพลังงานที่จับโดยอิเล็กตรอนมันจะแนะนำโปรตอน 4 ตัวภายในไทลาคอยด์
3) คอมเพล็กซ์ไซโตโครม b6 / f จะถ่ายโอนอิเล็กตรอนไปยังพลาสโตไซยานินและส่งไปยังระบบภาพถ่าย I ที่ซับซ้อนด้วยพลังงานของแสงที่คลอโรฟิลล์ดูดซับไว้จะทำให้พลังงานของอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้นอีกครั้ง
ที่เกี่ยวข้องกับคอมเพล็กซ์นี้คือ ferredoxin-NADP + reductase ซึ่งปรับเปลี่ยน NADP + เป็น NADPH ซึ่งยังคงอยู่ในสโตรมา ในทำนองเดียวกันโปรตอนที่ติดอยู่กับไทลาคอยด์และสโตรมาจะสร้างการไล่ระดับสีที่สามารถสร้าง ATP ได้
ด้วยวิธีนี้ทั้ง NADPH และ ATP จึงมีส่วนร่วมในวัฏจักรของ Calvin ซึ่งกำหนดขึ้นเป็นเส้นทางการเผาผลาญโดย RUBISCO คงที่ CO2 มันถึงจุดสุดยอดในการผลิตโมเลกุลของฟอสโฟกไลเซเรตจากไรบูโลส 1,5-bisphosphate และ CO2
ฟังก์ชั่นอื่น ๆ
ในทางกลับกันคลอโรพลาสต์ทำหน้าที่หลายอย่าง การสังเคราะห์กรดอะมิโนนิวคลีโอไทด์และกรดไขมัน เช่นเดียวกับการผลิตฮอร์โมนวิตามินและสารทุติยภูมิอื่น ๆ และมีส่วนร่วมในการดูดซึมไนโตรเจนและกำมะถัน
ไนเตรตเป็นหนึ่งในแหล่งไนโตรเจนหลักที่มีอยู่ในพืชชั้นสูง อันที่จริงในคลอโรพลาสต์กระบวนการเปลี่ยนรูปจากไนไตรต์เป็นแอมโมเนียมเกิดขึ้นจากการมีส่วนร่วมของไนไตรต์ - รีดักเตส
คลอโรพลาสต์สร้างชุดของสารที่มีส่วนช่วยในการป้องกันตามธรรมชาติจากเชื้อโรคต่างๆส่งเสริมการปรับตัวของพืชให้เข้ากับสภาวะที่ไม่พึงประสงค์เช่นความเครียดน้ำส่วนเกินหรืออุณหภูมิสูง ในทำนองเดียวกันการผลิตฮอร์โมนมีผลต่อการสื่อสารนอกเซลล์
ดังนั้นคลอโรพลาสต์จึงทำปฏิกิริยากับส่วนประกอบของเซลล์อื่น ๆ ไม่ว่าจะโดยการปล่อยโมเลกุลหรือโดยการสัมผัสทางกายภาพดังที่เกิดขึ้นระหว่างแกรนัมในสโตรมาและเยื่อไธลาคอยด์
อ้างอิง
- Atlas of Plant and Animal Histology. เซลล์ คลอโรพลา ฝ่าย สาขาชีววิทยาเชิงหน้าที่และวิทยาศาสตร์สุขภาพ คณะชีววิทยา. มหาวิทยาลัยบีโก. สืบค้นที่: mmegias.webs.uvigo.es
- León Patricia และ Guevara-García Arturo (2007) คลอโรพลาสต์: ออร์แกเนลล์ที่สำคัญในชีวิตและในการใช้พืช Biotecnología V 14, CS 3, Indd 2 ดึงมาจาก: ibt.unam.mx
- JiménezGarcía Luis Felipe และ Merchant Larios Horacio (2003) ชีววิทยาระดับเซลล์และโมเลกุล การศึกษาของเพียร์สัน. เม็กซิโก ISBN: 970-26-0387-40
- Campbell Niel A. , Mitchell Lawrence G. และ Reece Jane B. (2001) ชีววิทยา: แนวคิดและความสัมพันธ์. พิมพ์ครั้งที่ 3 การศึกษาของเพียร์สัน. เม็กซิโก ISBN: 968-444-413-3
- Sadava David & Purves William H. (2009) Life: The Science of Biology. ฉบับที่ 8. กองบรรณาธิการ Medica Panamericana บัวโนสไอเรส. ISBN: 978-950-06-8269-5.