Tabla de Contenidos
Pada tumbuhan, fotosintesis berlangsung di kloroplas, organel sel tumbuhan yang mengandung klorofil. Kloroplas dikelilingi oleh membran ganda dan mengandung membran dalam ketiga, yang disebut membran tilakoid, yang membentuk lipatan panjang di dalam organel.
Dalam mikrograf elektron, membran tilakoid terlihat seperti tumpukan koin, meskipun kompartemen yang dibentuknya terhubung seperti labirin ruangan. Pigmen hijau, klorofil, ditemukan di dalam membran tilakoid, dan ruang antara membran ini dan membran kloroplas disebut stroma.
tilakoid dalam fotosintesis
Thylakoids adalah membran bagian dalam kloroplas dan cyanobacteria, dan menyediakan platform untuk reaksi terang fotosintesis. Kloroplas tanaman darat mengandung granas, karakteristik tumpukan silinder dari cakram membran yang biasanya berdiameter 400 nanometer dan terdiri dari 5 hingga 20 lapisan membran tilakoid.
Granula tunggal terdiri dari inti sentral dari membran yang tertekan, dilapisi oleh membran terminal grana yang terpapar stroma di atas dan di bawah, dan oleh tepian melengkung sempit yang membentuk pinggiran setiap kantung diskoid.
Tumpukan granula dihubungkan oleh pasangan membran yang terpapar ke stroma, dengan panjang hingga beberapa mikrometer, yang disebut lembaran stroma. Dengan demikian, semua membran tilakoid kloroplas membentuk jaringan kontinu yang mengelilingi ruang cahaya tunggal.
Arsitektur tilakoid pada tumbuhan darat
Salah satu ciri struktural membran tilakoid tanaman adalah penumpukannya untuk membentuk apa yang disebut tilakoid grana, yang saling berhubungan oleh jaringan lembaran stroma yang tidak bertumpuk tetapi berkesinambungan. Grana cast terdiri dari tumpukan piringan datar dari membran grana berdiameter ~300-600nm, yang dibungkus dalam lembaran stroma.
Arsitektur tiga dimensi yang tepat dari butiran masih diperdebatkan, dan dua interpretasi yang sangat berbeda dari sejumlah besar data mikroskop elektron yang diperoleh dalam beberapa dekade terakhir telah diajukan: model heliks dan berbagai model bercabang.
Dalam model heliks, tilakoid dibentuk oleh jaringan lembaran stroma, yang membungkus tumpukan granal dalam bentuk heliks lurus, menghubungkan masing-masing cakram granal melalui tonjolan membran yang sempit.
Dalam bentuknya yang paling baru, model ini menunjukkan struktur bipartit yang terdiri dari badan butiran silindris, terdiri dari cakram yang ditumpuk satu sama lain, di sekelilingnya lembaran stroma membungkus heliks lurus. Granula terhubung satu sama lain hanya oleh heliks lamella stroma, yang miring pada sudut antara 10° dan 25° sehubungan dengan tumpukan butir dan membuat banyak kontak dengan lapisan butir berturut-turut melalui celah. disk yang ditumpuk.
Misteri besar biogenesis tilakoid
Terlepas dari strukturnya, mekanisme pasti pembentukan membran tilakoid itu sendiri sebagian besar masih sulit dipahami hingga saat ini. Secara umum, tilakoid sangat dinamis, karena mereka harus beradaptasi dengan cepat terhadap perubahan lingkungan dan stres dengan mengubah kandungan lipid dan proteinnya. Tapi yang mengejutkan sedikit yang diketahui tentang bagaimana dan di mana banyak subunit protein, serta ratusan kofaktor, berkumpul untuk akhirnya membangun kompleks fungsional selama biogenesis tilakoid.
Pada cyanobacteria dan ganggang hijau, terdapat bukti adanya kompartemen membran khusus yang terlibat dalam sintesis dan perakitan kompartemen fotosintesis. Dalam cyanobacterium Synechocystis, apa yang disebut membran terdefinisi PratA (PDM) telah diidentifikasi sebagai daerah berbeda di mana tilakoid dan membran plasma bertemu.
Karena kloroplas dimulai sebagai endosimbion primer, termasuk penataan ulang pengaturan dan koordinasi gen secara besar-besaran, biogenesis tilakoid pada organisme yang mengandung plastid secara logistik lebih kompleks daripada di cyanobacteria.
Ganggang hijau, seperti Chlamydomonas reinhardtii, mengandung kloroplas tunggal dengan tilakoid konsentris. Di dalam kloroplas ini, sebuah mikrokompartemen subselular yang disebut pirenoid membantu memperbaiki CO 2 . Di sekitar pirenoid, wilayah sitologis spesifik yang disebut zona translasi (T) telah terdeteksi, di mana mRNA yang menyandikan subunit PSII dan ribosom dilokalisasi bersama dalam fokus yang berbeda. Oleh karena itu, diyakini bahwa zona T juga merupakan tempat khusus untuk sintesis dan perakitan subunit PSII.
Kloroplas tumbuhan darat
Kloroplas tanaman darat mengandung jaringan tilakoid yang lebih kompleks dan saling terkait. Diketahui bahwa banyak komponen yang diperlukan untuk membran tilakoid, seperti lipid atau pigmen, berasal dari membran dalam. Secara khusus, galaktolipid seperti MGDG dan DGDG sangat penting untuk pembentukan tilakoid. Kedua lipid diproduksi di membran amplop. Perakitan DGDG terjadi di selubung luar, sedangkan MGDG berkumpul di selubung dalam, di mana sintase penghasil utamanya, MGD 1, juga ditemukan Karena selubung dalam menghasilkan lipid untuk tilakoid, tidak mengherankan jika kedua membran berbagi komposisi lipid yang serupa.
Air mancur
Hull, V. (2012). Kloroplas dan fotosintesis .