Definizione e funzione dei thlalakoid

UN thylakoid è una struttura legata a membrana simile a un foglio che è il sito della luce dipendente fotosintesi reazioni in cloroplasti e cianobatteri. È il sito che contiene la clorofilla usata per assorbire la luce e usarla per reazioni biochimiche. La parola thylakoid deriva dalla parola verde thylakos, che significa custodia o sac. Con la desinenza -oid, "thylakoid" significa "a marsupio".

I tylakoidi possono anche essere chiamati lamelle, sebbene questo termine possa essere usato per riferirsi alla porzione di un tilacoide che collega grana.

Nei cloroplasti, i tilacoidi sono incorporati nello stroma (una porzione interna di un cloroplasto). Lo stroma contiene ribosomi, enzimi e cloroplasti DNA. Il tilacoide è costituito dalla membrana del tilacoide e dalla regione chiusa chiamata lume del tilacoide. Una pila di tilacoidi forma un gruppo di strutture a forma di moneta chiamate granum. Un cloroplasto contiene molte di queste strutture, note collettivamente come grana.

Le piante più alte hanno tlakoidi appositamente organizzati in cui ogni cloroplasto ha 10–100 grana che sono collegati tra loro da stroma tilacoidi. Lo stroma thylakoids può essere pensato come tunnel che collegano la grana. I grana thylakoids e lo stroma thylakoids contengono diverse proteine.

Le reazioni eseguite nel tilacoide comprendono la fotolisi dell'acqua, la catena di trasporto degli elettroni e la sintesi di ATP.

I pigmenti fotosintetici (ad es. Clorofilla) sono incorporati nella membrana tilosoidea, rendendola il sito delle reazioni dipendenti dalla luce nella fotosintesi. La forma a spirale impilata della grana conferisce al cloroplasto un elevato rapporto tra superficie e volume, favorendo l'efficienza della fotosintesi.

Il lume tilocoideo viene utilizzato per la fotofosforilazione durante la fotosintesi. Le reazioni dipendenti dalla luce nella pompa a membrana si protendono nel lume, abbassando il suo pH a 4. Al contrario, il pH dello stroma è 8.

Il primo passo è la fotolisi dell'acqua, che si verifica sul sito del lume della membrana tilosoidea. L'energia della luce viene utilizzata per ridurre o dividere l'acqua. Questa reazione produce elettroni necessari per le catene di trasporto degli elettroni, protoni che vengono pompati nel lume per produrre un gradiente di protoni e ossigeno. Sebbene l'ossigeno sia necessario per la respirazione cellulare, il gas prodotto da questa reazione viene riportato nell'atmosfera.

Gli elettroni della fotolisi vanno ai fotosistemi delle catene di trasporto degli elettroni. I fotosistemi contengono un complesso di antenne che utilizza clorofilla e relativi pigmenti per raccogliere la luce a varie lunghezze d'onda. Il fotosistema I utilizza la luce per ridurre il NADP ⁺ per produrre NADPH e H⁺. Il fotosistema II utilizza la luce per ossidare l'acqua per produrre ossigeno molecolare (O₂), elettroni (e^-) e protoni (H⁺). Gli elettroni riducono il NADP⁺ a NADPH in entrambi i sistemi.

L'ATP è prodotto sia da Photosystem I che da Photosystem II. I tylakoidi sintetizzano l'ATP usando una sintasi ATP enzima che è simile all'ATPasi mitocondriale. L'enzima è integrato nella membrana tiroidea. La porzione CF1 della molecola sintasi si è estesa nello stroma, dove l'ATP supporta le reazioni di fotosintesi indipendenti dalla luce.

Il lume del tilacoide contiene proteine ​​utilizzate per l'elaborazione delle proteine, la fotosintesi, il metabolismo, le reazioni redox e la difesa. La proteina plastocianina è una proteina di trasporto di elettroni che trasporta gli elettroni dalle proteine ​​del citocromo al fotosistema I. Il complesso del citocromo b6f è una porzione della catena di trasporto degli elettroni che accoppia il pompaggio del protone nel lume tilocoideo con il trasferimento di elettroni. Il complesso del citocromo si trova tra il fotosistema I e il fotosistema II.

Mentre i tilacoidi nelle cellule vegetali formano pile di grana nelle piante, possono essere impilati in alcuni tipi di alghe.

Mentre le alghe e le piante sono eucarioti, i cianobatteri sono procarioti fotosintetici. Non contengono cloroplasti. Invece, l'intera cellula si comporta come una sorta di tilacoide. Il cianobatterio ha una parete cellulare esterna, una membrana cellulare e una membrana tilosoidea. All'interno di questa membrana si trovano il DNA batterico, il citoplasma e i carbossisomi. La membrana del tilacoide ha catene funzionali di trasferimento di elettroni che supportano la fotosintesi e la respirazione cellulare. Le membrane cianobatteriche dei cianobatteri non formano grana e stroma. Invece, la membrana forma fogli paralleli vicino alla membrana citoplasmatica, con abbastanza spazio tra ogni foglio per i ficobilisomi, le strutture di raccolta della luce.