틸라코이드 특성, 구조 및 기능



그 틸라코이드 이들은 식물의 식물 세포, 시아 노 박테리아 및 조류에서 엽록체 내에 위치하는 편평한 주머니 형태의 구획이다. 그들은 보통 grana-plural이라는 구조로 조직되어 있습니다. Granum- 동전 더미처럼 보입니다..

틸라코이드는 상기 세포 소기관의 내부 및 외부 막과는 별도로 엽록체의 세 번째 막 시스템으로 간주됩니다. 이 구조의 멤브레인은 엽록체의 기질과 틸라코이드 내부를 분리하고 대사 경로에 관여하는 일련의 색소와 단백질을 가지고 있습니다..

틸라코이드에서 생화학 반응은 식물이 햇빛을 받아 탄수화물로 변형시키는 과정 인 광합성에 필수적입니다. 구체적으로, 그들은 햇빛에 의존하는 위상을 수행하기 위해 막에 고정 된 필요한 기계를 가지고 있으며, 빛이 포획되어 에너지 (ATP)와 NADPH.

색인

  • 1 일반적인 특성
  • 2 구조
    • 2.1 틸라코이드 막
    • 2.2 막의 지질 조성
    • 2.3 막의 단백질 구성
    • 2.4 틸라코이드의 루멘
  • 3 함수
    • 3.1 광합성의 단계
    • 3.2 빛에 의존하는 단계
    • 3.3 광 인산화
  • 4 진화
  • 5 참고

일반적인 특성

틸라코이드는 엽록체의 내부 입체 막 시스템입니다. 완전 성숙 엽록체는 40 ~ 60 개의 입자가 쌓여 있으며, 직경은 0.3 ~ 0.6 μm입니다.

그라나다를 구성하는 틸라코이드의 수는 다양합니다. 햇빛이 비치는 식물의 경우 10 개 미만의 자루에서 극한의 그늘이있는 환경에서 서식하는 식물의 100 개 이상의 틸라코이드에 이르기까지 다양합니다..

적층 된 틸라코이드는 서로 연결되어 엽록체 내에 연속적인 구획을 형성한다. 틸라코이드의 내부는 매우 넓은 수성의 구획입니다.

틸라코이드 멤브레인은 광합성에 필수적입니다. 첫 번째 단계가 진행되기 때문입니다..

구조

틸라코이드는 완전히 성숙한 엽록체 내에서 지배적 인 구조입니다. 전통적인 광학 현미경으로 엽록체를 시각화하면 일부 종의 입자가 관찰 될 수 있습니다.

이들은 틸라코이드 스택입니다. 그러므로,이 구조물의 최초 관측자들은 그것들을 "grana".

전자 현미경의 도움으로 이미지가 확대 될 수 있었고 이들 입자의 성질은 실제로 쌓인 틸라코이드.

틸라코이드 막의 형성과 구조는 아직 분화되지 않은 원형질체 (protoplastidium)로 알려진 엽록체의 형성에 달려있다. 빛의 존재는 엽록체로의 전환을 자극하고, 나중에 적층 된 틸라코이드의 형성을 자극한다.

틸라코이드 막

엽록체와 시아 노 박테리아에서 틸라코이드 막은 원형질막의 내부와 접촉하지 않습니다. 그러나, 틸라코이드 막의 형성은 내부 막의 invagination으로 시작된다..

시아 노 박테리아와 특정 종의 조류에서 틸라코이드는 단층의 라멜라에 의해 형성됩니다. 대조적으로, 성숙한 엽록체에서 발견되는 더 복잡한 시스템이있다.

이 마지막 그룹에서는 두 가지 중요한 부분을 구분할 수 있습니다 : 기질과 기질의 얇은 판. 첫 번째는 작은 스택 디스크로 구성되며 두 번째는이 스택을 서로 연결하여 연속 구조를 형성합니다. 틸라코이드 루멘.

막의 지질 조성

막 형성 지질 고도로 전문화되어 거의 80 % 락토 디아 실 글리세롤 구성 : 디아 실 글리세롤 및 디아 실 글리세롤의 digalactosyl monogalactosyl한다. 이 갈락토 지질은 틸라코이드의 전형적인 불포화 사슬을 가지고있다..

같은 방식으로, 틸라코이드 막은보다 낮은 비율로 포스파티딜 글리세롤과 같은 지질을 함유한다. 언급 된 지질은 막의 두 층 모두에 균일하게 분포되어 있지 않다; 구조의 기능에 기여하는듯한 어느 정도의 비대칭 성이있다..

막의 단백질 조성

Photoystems I과 II는이 막에서 지배적 인 단백질 성분입니다. 이들은 사이토 크롬 b 복합체와 관련이있다.6F와 ATP 합성 효소.

광 시스템 Ⅱ의 대부분 요소는 적층 된 그라나 막에 위치하는 반면, 광 시스템 Ⅰ은 주로 적층되지 않은 틸라코이드 막에 위치하는 것으로 밝혀졌습니다. 즉, 두 광 시스템간에 물리적 분리가 있습니다..

이러한 복합체는 막 단백질, 말초 단백질, 보조 인자 및 다양한 안료를 포함합니다.

틸라코이드의 루멘

틸라코이드의 내부는 수성 및 두꺼운 물질로 구성되어 있으며, 그 구성은 기질의 조성과 다릅니다. 그것은 ATP의 합성을위한 양성자 운동력을 생성 할 양성자를 저장하는 광 인산화에 참여한다. 이 과정에서 루멘의 pH는 4에 도달 할 수 있습니다..

모델 유기체의 루멘 (lumen)의 프로테옴 (proteome) 애기 장대 80 개 이상의 단백질이 밝혀졌지만 그 기능은 완전히 밝혀지지 않았습니다.

단백질 루멘 틸라코이드 및 활성 및 단백질 복합체 회전율 광합성 형성 생합성의 조절, 특히 광계 II 및 NAD (P) H의 deshidrogensa에 관여.

기능들

야채에 필수적인 광합성 과정은 틸라코이드에서 시작됩니다. 엽록체 간질로 그들을 구분하는 막은 광합성 반응이 일어나기 위해 필요한 모든 효소 기계를 가지고있다..

광합성의 단계

광합성은 두 가지 주요 단계로 나눌 수 있습니다 : 가벼운 반응과 어두운 반응.

이름에서 알 수 있듯이 첫 번째 그룹에 속하는 반응은 빛이있는 상태에서만 진행될 수있는 반면 두 번째 그룹에서는 반응이 일어나거나 빠질 수 있습니다. 환경이 "어두울"필요는 없다는 점에 유의하십시오. 조명과는 별개입니다..

첫 번째 반응 그룹 인 "luminic"은 틸라코이드에서 발생하며 다음과 같이 요약 할 수 있습니다 : light + chlorophyll + 12 H2O + 12 NADP+ + 18 ADP + 18 P나는 à 6 O2 + 12 NADPH + 18 ATP.

두 번째 그룹의 반응은 엽록체 기질에서 일어나며, 이산화탄소에서 포도당으로 탄소를 감소시키기 위해 1 단계에서 합성 된 ATP와 NADPH를 취한다 (C6H12O6). 두 번째 단계는 다음과 같이 요약 할 수 있습니다. 12 NADPH + 18 ATP + 6 CO2 à C6H12O6 + 12 NADP+ + 18 ADP + 18 P나는 + 6 H2O.

빛의 단계는 빛에 의존한다.

빛 반응은 틸라코이드 막에서 발견되며 엽록소를 포함하여 약 300 분자의 색소를 포함하는 광계로 알려진 일련의 구조를 포함합니다..

광 시스템에는 두 가지 유형이 있습니다. 첫 번째는 700 nm의 최대 광 흡수 피크를 가지며 P700, 두 번째 것은 P라고 불린다.680. 둘 다 틸라코이드 막에 통합되어있다..

이 과정은 안료 중 하나가 광자를 흡수 할 때 시작되며 다른 안료로 "반사"합니다. 엽록소 분자가 빛을 흡수하면 한 전자는 점프하고 다른 분자는 전자를 흡수합니다. 전자를 잃은 분자는 이제 산화되고 음전하를 띠고있다..

P680 엽록소에서 빛 에너지를 덫을 놓는다. 이 광 시스템에서, 전자는 고 에너지 시스템으로 일차 전자 억 셉터에 던져진다..

이 전자는 전자 수송 체인을 통과하여 광계 I로 떨어진다. 이 산화 및 환원 반응 시스템은 한 분자에서 다른 분자로 양성자와 전자를 전달하는 역할을합니다.

다시 말하면, 물에서 광계 II, 광계 1 및 NADPH 로의 전자의 흐름이있다.

광 인산화

이 반응 시스템에 의해 생성 된 양성자의 일부는 틸라코이드 (thylakoid)라고도 불리며, 양성자 - 운동력을 생성하는 화학적 구배를 생성합니다.

양성자는 틸라코이드의 공간에서 기질로 이동하며 전기 화학적 구배를 따르는 것이 유리합니다. 즉, 그들은 틸라코이드를 떠납니다..

그러나 양성자의 통과는 막에있는 것이 아니며 ATP 합성 효소라고 불리는 복잡한 효소 시스템을 통해 그렇게해야합니다.

간질쪽으로 양성자가 이동하면 ADP에서 시작하여 ATP가 형성되며 이는 미토콘드리아에서 일어나는 과정과 유사합니다. 빛을 이용한 ATP의 합성은 광 인산화.

이러한 언급 된 단계는 동시에 일어난다 : 광계 2의 엽록소는 전자를 잃어 버리고 그것을 물 분자의 파열로부터 오는 전자로 대체해야한다. 광 시스템은 광을 포획하고, 산화시키고, NADP에 의해 포획 된 전자를 방출한다.+.

광 시스템 I의 누락 된 전자는 광 시스템 II의 결과로 대체됩니다. 이 화합물은 캘빈 사이클에서 탄소 고정 반응에 사용됩니다..

진화

산소 - 해방 과정으로서의 광합성의 진화는 우리가 알고있는 것처럼 생명을 허용했다..

광합성은 무산소 광합성 복합체에서 현재의 시아 노 박테리아를 일으킨 조상에서 수십억 년 전에 개발되었다고 제안됩니다.

광합성의 진화에는 두 가지 불가결 한 사건, 즉 광계 P의 생성680 그리고 세포막에 연결되지 않은 내부 막 시스템의 기원.

틸라코이드 형성에 필수적인 Vipp1이라는 단백질이 있습니다. 사실,이 단백질은 식물, 조류 및 시아 노 박테리아에 존재하지만, 무산소 광합성을 수행하는 박테리아에는 존재하지 않습니다.

이 유전자는 시아 노 박테리아의 가능한 조상에서 유전자 중복으로 기인 할 수 있다고 믿어진다. 시아 노 박테리아는 산소와 함께 광합성이 가능하고 틸라코이드를 갖고 있지 않은 유일한 사례가있다. 글로버 박터 비아와 세스.

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