Cele granas sunt structuri care rezultă din gruparea tilacoidă situate în cloroplastele celulelor vegetale. Aceste structuri conțin pigmenți fotosintetici (clorofilă, carotenoizi, xantofilă) și diverse lipide. Pe lângă proteinele responsabile de generarea de energie, cum ar fi ATP-sintaza.
În acest sens, tilacoidele constituie vezicule aplatizate situate pe membrana internă a cloroplastelor. În aceste structuri, captura de lumină este realizată pentru reacții de fotosinteză și fotofosforilare. La rândul său, tilacoidele stivuite și de granul sunt încorporate în stroma cloroplastelor.
Cloroplastelor. De Gmsotavio, de la Wikimedia Commons
În stroma, stivele tilacoide sunt conectate de lamele stromale. Aceste conexiuni merg de obicei de la un granum prin stroma la granul vecin. La rândul său, zona apoasă centrală numită lumen tilacoid este înconjurată de membrana tilacoidă.
Două sisteme foto (fotosistem I și II) sunt amplasate pe argintii superiori. Fiecare sistem conține pigmenți fotosintetici și o serie de proteine capabile să transfere electroni. Photosystem II este localizat în grana, responsabil pentru captarea energiei luminoase în primele etape ale transportului de electroni non-ciclici.
caracteristici
Pentru Neil A. Campbell, autorul Biology: Concepts and Relationships (2012), grana sunt pachete de energie solară din cloroplast. Sunt locurile în care clorofila captează energia de la soare.
Grana - singular, granum - provine din membranele interne ale cloroplastelor. Aceste structuri scobite în formă de grămadă conțin o serie de compartimente circulare subțiri, subțire, circulare: tilacoidele.
Pentru a-și exercita funcția în fotosistemul II, grana din membrana tilacoidă conține proteine și fosfolipide. Pe lângă clorofilă și alți pigmenți care captează lumina în timpul procesului fotosintetic.
De fapt, tilacoidele unui grana se conectează cu alte grana, formând în interiorul cloroplastului o rețea de membrane extrem de dezvoltate similare cu cea a reticulului endoplasmatic.
Grana este suspendată într-un lichid numit stroma, care are ribozomi și ADN, folosit pentru sintetizarea unor proteine care alcătuiesc cloroplastul.
Structura
Structura granului este o funcție de grupare a tilacoidelor în cloroplast. Grana este alcătuită dintr-o grămadă de tilacoide membranoase în formă de disc, scufundate în stroma cloroplastului.
Într-adevăr, cloroplastele conțin un sistem membranos intern, care la plantele superioare este desemnat grana-tilacoid, care provine din membrana internă a învelișului.
În fiecare cloroplast există, de obicei, un număr variabil de granul, între 10 și 100. Cerealele sunt legate între ele de tilacoizi stromali, tilacoizi intergranali sau, mai frecvent, lamele.
O examinare a granulului cu microscopul electronic de transmisie (TEM) permite detectarea granulelor numite cutozomi. Aceste boabe sunt unitățile morfologice ale fotosintezei.
De asemenea, membrana tilacoidă conține diferite proteine și enzime, inclusiv pigmenți fotosintetici. Aceste molecule au capacitatea de a absorbi energia fotonilor și de a iniția reacțiile fotochimice care determină sinteza ATP.
Caracteristici
Grana ca structură constituentă a cloroplastelor, promovează și interacționează în procesul de fotosinteză. Astfel, cloroplastele sunt organele care transformă energia.
Principala funcție a cloroplastelor este transformarea energiei electromagnetice din lumina soarelui în energie din legături chimice. La acest proces participă clorofilă, ATP sintaza și bifosfat de ribuloză carboxilază / oxigenază (Rubisco).
Fotosinteza are două faze:
- O fază ușoară, în prezența luminii solare, unde are loc transformarea energiei luminoase într-un gradient de protoni, care va fi folosită pentru sinteza ATP și pentru producerea de NADPH.
- O fază întunecată, care nu necesită prezența luminii directe, cu toate acestea, necesită produsele formate în faza de lumină. Această fază promovează fixarea CO2 sub formă de zaharuri fosfat cu trei atomi de carbon.
Reacțiile din timpul fotosintezei sunt efectuate de molecula numită Rubisco. Faza ușoară apare în membrana tilacoidă, iar faza întunecată în stroma.
Faze de fotosinteză
Fotosinteză (stânga) și respirație (dreapta). Imagine din dreapta luată de la BBC
Procesul de fotosinteză îndeplinește următorii pași:
1) Photosystem II descompun două molecule de apă, creând o moleculă O2 și patru protoni. Patru electroni sunt eliberați clorofilelor situate în acest fotosistem II. Îndepărtarea altor electroni excitați anterior de lumină și eliberați din fotosistemul II.
2) Electronii eliberați trec la o plastochinonă care le dă citocromului b6 / f. Cu energia captată de electroni, introduce 4 protoni în interiorul tilacoidului.
3) Complexul citocrom b6 / f transferă electronii într-o plastocianină, iar asta în complexul fotosistemului I. Cu energia luminii absorbite de clorofile, reușește să crească din nou energia electronilor.
Legat de acest complex este ferredoxina-NADP + reductază, care modifică NADP + în NADPH, care rămâne în stroma. De asemenea, protonii atașați la tilacoid și stroma creează un gradient capabil să producă ATP.
În acest fel, atât NADPH, cât și ATP participă la ciclul Calvin, care este stabilit ca o cale metabolică în care CO2 este fixat de RUBISCO. Culminează cu producerea de molecule de fosfoglicerat din 1,5-bisfosfat de ribuloză și CO2.
Alte funcții
Pe de altă parte, cloroplastele îndeplinesc mai multe funcții. Printre altele, sinteza aminoacizilor, nucleotidelor și acizilor grași. La fel ca producția de hormoni, vitamine și alți metaboliți secundari și participă la asimilarea azotului și a sulfului.
Nitratul este una dintre principalele surse de azot disponibile în plantele superioare. Într-adevăr, în cloroplaste, procesul de transformare de la nitrit în amoniu are loc cu participarea nitrit-reductazei.
Cloroplastele generează o serie de metaboliți care contribuie ca un mijloc de prevenire naturală împotriva diverșilor agenți patogeni, promovând adaptarea plantelor la condiții adverse precum stresul, excesul de apă sau temperaturile ridicate. De asemenea, producția de hormoni influențează comunicarea extracelulară.
Astfel, cloroplastele interacționează cu alte componente celulare, fie prin emisii moleculare, fie prin contact fizic, așa cum apare între granul din stroma și membrana tilacoidă.
Referințe
- Atlasul de histologie vegetală și animală. Celula. cloroplaste Departamentul de Biologie funcțională și științe ale sănătății. Facultatea de Biologie. Universitatea din Vigo. Recuperat la: mmegias.webs.uvigo.es
- León Patricia și Guevara-García Arturo (2007) Cloroplastul: o organelă cheie în viață și în utilizarea plantelor. Biotecnologia V 14, CS 3, Indd 2. preluat de la: ibt.unam.mx
- Jiménez García Luis Felipe și comerciant Larios Horacio (2003) Biologie celulară și moleculară. Pearson Education. Mexic ISBN: 970-26-0387-40.
- Campbell Niel A., Mitchell Lawrence G. și Reece Jane B. (2001) Biologie: concepte și relații. Ediția a III-a. Pearson Education. Mexic ISBN: 968-444-413-3.
- Sadava David & Purves William H. (2009) Viața: Știința biologiei. Ediția a VIII-a. Editorial Medica Panamericana. Buenos Aires. ISBN: 978-950-06-8269-5.