Tabla de Contenidos
Ở thực vật, quá trình quang hợp diễn ra trong lục lạp, bào quan của tế bào thực vật có chứa chất diệp lục. Lục lạp được bao quanh bởi một màng kép và chứa một màng thứ ba bên trong, được gọi là màng thylakoid, màng này tạo thành các nếp gấp dài bên trong bào quan.
Trong ảnh hiển vi điện tử, các màng thylakoid trông giống như chồng tiền xu, mặc dù các ngăn mà chúng tạo thành được kết nối với nhau như một mê cung các ngăn. Sắc tố xanh lục, chất diệp lục, được tìm thấy trong màng thylakoid, và khoảng trống giữa màng này và màng lục lạp được gọi là stroma.
thylakoid trong quang hợp
Thylakoid là màng bên trong của lục lạp và vi khuẩn lam, đồng thời cung cấp nền tảng cho các phản ứng ánh sáng của quá trình quang hợp. Lục lạp của thực vật trên cạn chứa granas, các chồng đĩa màng hình trụ đặc trưng thường có đường kính 400 nanomet và bao gồm từ 5 đến 20 lớp màng thylakoid.
Một hạt duy nhất bao gồm một lõi trung tâm của các màng bị ép, được bao phủ bởi các màng cuối grana tiếp xúc với chất nền ở trên và dưới, và bởi các mép cong hẹp tạo thành ngoại vi của mỗi túi hình đĩa.
Các ngăn xếp hạt được nối với nhau bằng các cặp màng tiếp xúc với chất nền, có chiều dài lên tới vài micromet, được gọi là các tấm chất nền. Do đó, tất cả các màng thylakoid của lục lạp tạo thành một mạng lưới liên tục bao quanh một không gian bên trong duy nhất.
Kiến trúc của thylakoids trong thực vật trên cạn
Một trong những đặc điểm cấu trúc của màng thylakoid thực vật là sự xếp chồng của chúng để tạo thành cái gọi là thylakoid grana, được liên kết với nhau bằng một mạng lưới các tấm đệm không xếp chồng lên nhau nhưng liên tục. Các phôi grana bao gồm các chồng đĩa phẳng của màng grana có đường kính ~300-600nm, được bao bọc trong các tấm đệm.
Cấu trúc ba chiều chính xác của các hạt vẫn đang được tranh luận và hai cách giải thích rất khác nhau về lượng lớn dữ liệu kính hiển vi điện tử thu được trong những thập kỷ gần đây đã được đề xuất: mô hình xoắn ốc và các mô hình phân nhánh khác nhau.
Trong mô hình xoắn ốc, các thylakoid được hình thành bởi một mạng lưới các tấm đệm, bao quanh các ngăn xếp hạt dưới dạng một chuỗi xoắn thẳng, kết nối các đĩa hạt riêng lẻ bằng các chỗ phình màng hẹp.
Ở dạng gần đây nhất, mô hình gợi ý một cấu trúc lưỡng phần bao gồm một khối hạt hình trụ, được tạo thành từ các đĩa xếp chồng lên nhau, xung quanh là các tấm chất nền quấn theo một đường xoắn thẳng. Các hạt được kết nối với nhau chỉ bằng các vòng xoắn của các phiến đệm, nghiêng một góc từ 10° đến 25° so với các chồng hạt và tạo ra nhiều tiếp xúc với các lớp hạt liên tiếp thông qua các khe nằm ở các cạnh của hạt. các đĩa xếp chồng lên nhau.
Bí ẩn lớn về quá trình sinh học thylakoid
Ngoài cấu trúc của nó, các cơ chế chính xác mà bản thân màng thylakoid được hình thành vẫn còn khó nắm bắt cho đến nay. Nói chung, thylakoids rất năng động, vì chúng phải nhanh chóng thích nghi với những thay đổi và căng thẳng của môi trường bằng cách thay đổi hàm lượng lipid và protein của chúng. Nhưng đáng ngạc nhiên là người ta biết rất ít về cách thức và vị trí của vô số tiểu đơn vị protein, cũng như hàng trăm đồng sáng lập, tập hợp lại để cuối cùng xây dựng các phức hợp chức năng trong quá trình sinh học thylakoid.
Ở vi khuẩn lam và tảo lục, có bằng chứng về sự tồn tại của các ngăn màng chuyên biệt tham gia vào quá trình tổng hợp và lắp ráp các ngăn quang hợp. Trong vi khuẩn lam Synechocystis, cái gọi là màng do PratA xác định (PDM) đã được xác định là các vùng riêng biệt nơi các thylakoid và màng sinh chất hội tụ.
Bởi vì lục lạp bắt đầu như là các thể nội cộng sinh sơ cấp, bao gồm sự sắp xếp lại quy mô lớn về điều hòa và phối hợp gen, quá trình sinh học thylakoid ở các sinh vật chứa plastid phức tạp hơn về mặt hậu cần so với ở vi khuẩn lam.
Tảo lục, chẳng hạn như Chlamydomonas reinhardtii, chứa một lục lạp duy nhất với các thylakoid đồng tâm. Trong lục lạp này, một vi ngăn dưới tế bào được gọi là pyrenoid giúp cố định CO 2 . Xung quanh pyrenoid, một vùng tế bào học cụ thể được gọi là vùng dịch mã (T) đã được phát hiện, trong đó các mARN mã hóa tiểu đơn vị PSII và các ribosome được đồng địa hóa trong các tiêu điểm khác nhau. Do đó, người ta tin rằng vùng T cũng đại diện cho một vị trí chuyên biệt để tổng hợp và lắp ráp các tiểu đơn vị PSII.
Lục lạp của thực vật trên cạn
Lục lạp của thực vật trên cạn chứa một mạng lưới thylakoid phức tạp và đan xen hơn. Được biết, nhiều thành phần cần thiết cho màng thylakoid, chẳng hạn như lipid hoặc sắc tố, bắt nguồn từ màng trong. Đặc biệt, galactolipids như MGDG và DGDG rất cần thiết cho sự hình thành thylakoid. Cả hai chất béo được sản xuất trong màng bao. Quá trình tổng hợp DGDG diễn ra ở lớp vỏ ngoài, trong khi MGDG tập hợp ở lớp vỏ bên trong, nơi cũng tìm thấy chất tổng hợp tổng hợp chính của nó, MGD 1. Vì lớp vỏ bên trong tạo ra lipid cho các thylakoid, nên không có gì ngạc nhiên khi hai lớp màng này chia sẻ một thành phần lipid tương tự.
Đài phun nước
Hull, V. (2012). Lục lạp và quang hợp .
