Definicja i funkcja tylakoidów

ZA tylakoid jest podobną do arkusza strukturą związaną z błoną, która jest miejscem zależnym od światła fotosynteza reakcje w chloroplasty i cyjanobakteria. Jest to strona zawierająca chlorofil wykorzystywany do pochłaniania światła i wykorzystywania go do reakcji biochemicznych. Słowo tylakoid pochodzi od zielonego słowa thylakos, co oznacza torebkę lub worek. Z zakończeniem -oidalnym „tylakoid” oznacza „woreczek”.

Tylakoidy można również nazwać blaszkami, chociaż termin ten można zastosować w odniesieniu do części tylakoidu, która łączy grana.

W chloroplastach tylakoidy są osadzone w zrębie (wewnętrzna część chloroplastu). Zręb zawiera rybosomy, enzymy i chloroplast DNA. Tylakoid składa się z błony tylakoidowej i zamkniętego obszaru zwanego światłem tylakoidowym. Stos tylakoidów tworzy grupę struktur podobnych do monet zwanych granum. Chloroplast zawiera kilka z tych struktur, zwanych łącznie grana.

Wyższe rośliny mają specjalnie zorganizowane tylakoidy, w których każdy chloroplast ma 10–100 grana, które są połączone ze sobą przez tylakoidy zrębowe. Tylakoidy zrębu można uznać za tunele łączące granę. Grana tylakoidy i tylakoidy zrębowe zawierają różne białka.

Reakcje przeprowadzone w tylakoidzie obejmują fotolizę wody, łańcuch transportu elektronów i syntezę ATP.

Pigmenty fotosyntetyczne (np. Chlorofil) są osadzone w błonie tylakoidowej, co czyni ją miejscem reakcji zależnych od światła w procesie fotosyntezy. Ułożony w stos kształt cewki grana zapewnia chloroplastowi wysoki stosunek pola powierzchni do objętości, pomagając w wydajności fotosyntezy.

Światło tylakoidowe służy do fotofosforylacji podczas fotosyntezy. Zależne od światła reakcje w pompie membranowej protonują do światła, obniżając jego pH do 4. Natomiast pH zrębu wynosi 8.

Pierwszym krokiem jest fotoliza wody, która zachodzi w miejscu światła błony tylakoidowej. Energia ze światła jest wykorzystywana do redukcji lub podziału wody. W wyniku tej reakcji powstają elektrony potrzebne do łańcuchów transportu elektronów, protony pompowane do światła w celu wytworzenia gradientu protonów i tlen. Chociaż tlen jest potrzebny do oddychania komórkowego, gaz powstały w wyniku tej reakcji jest zawracany do atmosfery.

Elektrony z fotolizy trafiają do fotosystemów łańcuchów transportu elektronów. Układy fotograficzne zawierają kompleks antenowy, który wykorzystuje chlorofil i pokrewne pigmenty do zbierania światła o różnych długościach fal. Photosystem I używa światła do redukcji NADP ⁺ do produkcji NADPH i H⁺. Photosystem II wykorzystuje światło do utleniania wody w celu wytworzenia tlenu cząsteczkowego (O₂), elektrony (np^-) i protony (H⁺). Elektrony zmniejszają NADP⁺ do NADPH w obu systemach.

ATP jest produkowany zarówno z Photosystem I, jak i Photosystem II. Tylakoidy syntetyzują ATP przy użyciu syntazy ATP enzym to jest podobne do mitochondrialnej ATPazy. Enzym jest zintegrowany z błoną tylakoidową. Część CF1 cząsteczki syntazy rozciągała się do zrębu, gdzie ATP wspiera niezależne od światła reakcje fotosyntezy.

Światło tylakoidu zawiera białka wykorzystywane do przetwarzania białka, fotosyntezy, metabolizmu, reakcji redoks i obrony. Białko plastocyanin jest białkiem transportującym elektrony, które transportuje elektrony z białek cytochromu do Photosystemu I. Kompleks cytochromu b6f jest częścią łańcucha transportu elektronów, który łączy proton pompujący się do światła tylakoidu z przeniesieniem elektronu. Kompleks cytochromu znajduje się między Photosystem I i Photosystem II.

Podczas gdy tylakoidy w komórkach roślinnych tworzą stosy grana w roślinach, mogą być niestabilne w niektórych rodzajach glonów.

Podczas gdy glony i rośliny są eukariotami, sinice są prokariotami fotosyntetycznymi. Nie zawierają chloroplastów. Zamiast tego cała komórka działa jak rodzaj tylakoidu. Sinica ma zewnętrzną ścianę komórkową, błonę komórkową i błonę tylakoidową. Wewnątrz tej błony znajduje się bakteryjny DNA, cytoplazma i karboksysomy. Błona tylakoidowa ma funkcjonalne łańcuchy przenoszenia elektronów, które wspierają fotosyntezę i oddychanie komórkowe. Błony tylakoidowe sinic nie tworzą grani i zrębu. Zamiast tego błona tworzy równoległe arkusze w pobliżu błony cytoplazmatycznej, z wystarczającą przestrzenią między każdym arkuszem dla fikobilisomów, struktur zbierających światło.