thylakoid je limunasta membranska struktura koja je mjesto ovisno o svjetlosti fotosinteza reakcije u kloroplasta i cijanobakterije. To je mjesto koje sadrži klorofil koji se koristi za apsorpciju svjetlosti i korištenje za biokemijske reakcije. Riječ tirelakoid je iz riječi Zelena thylakos, što znači torbica ili torba. Sa završetkom -oid, "tilakoid" znači "sličan vrećici".
Tilakoidi se mogu također nazvati lamelama, mada se taj termin može upotrijebiti za označavanje dijela tilakoida koji povezuje grana.
Struktura tilakoida
U kloroplastima su tilakoidi ugrađeni u stromu (unutarnji dio kloroplasta). Stroma sadrži ribosome, enzime i kloroplast DNA. Tilakoid se sastoji od tilakoidne membrane i zatvorenog područja zvanog tilakoidni lumen. Snop tilakoida čini skupinu struktura sličnih kovanicama koja se naziva granum. Kloroplast sadrži nekoliko tih struktura, zajednički poznatih kao grana.
Visoke biljke imaju posebno organizirane tilakoide u kojima svaki kloroplast sadrži 10-100 grana koje su međusobno povezane stromim tilakoidima. Tilakoidi strome mogu se smatrati tunelima koji povezuju grana. Grana-tilakoidi i stroma-tilakoidi sadrže različite proteine.
Uloga tilakoida u fotosintezi
Reakcije izvedene u tilakoidu uključuju vodenu fotolizu, transportni lanac elektrona i sintezu ATP-a.
Fotosintetski pigmenti (npr. Klorofil) ugrađeni su u tilakoidnu membranu, što ga čini mjesto reakcija ovisnih o svjetlosti u fotosintezi. Složeni oblik zavojnice grane daje kloroplastu visok omjer površine površine i volumena, pomažući učinkovitost fotosinteze.
Tilakoidni lumen koristi se za fotofosforilaciju tijekom fotosinteze. Reakcije ovisne o svjetlosti u membranskoj pumpi protoni u lumen, snižavajući njegov pH na 4. Suprotno tome, pH strome je 8.
Fotoliza vode
Prvi korak je fotoliza vode, koja se događa na lumen mjestu tilakoidne membrane. Energija svjetlosti koristi se za smanjenje ili razdvajanje vode. Ova reakcija proizvodi elektrone koji su potrebni za lance transporta elektrona, protone koji se pumpaju u lumen da bi stvorili gradijent protona i kisik. Iako je kisik potreban za stanično disanje, plin nastao ovom reakcijom vraća se u atmosferu.
Elektronski transportni lanac
Elektroni iz fotolize idu u fotosisteme prijenosnih lanaca elektrona. Fotosustavi sadrže antenski kompleks koji koristi klorofil i povezane pigmente za prikupljanje svjetla na različitim valnim duljinama. Photoystem Koristim svjetlost za smanjenje NADP-a + za proizvodnju NADPH i H+. Photosystem II koristi svjetlost za oksidaciju vode za proizvodnju molekularnog kisika (O)2), elektroni (e-) i protoni (H+). Elektroni smanjuju NADP+ do NADPH u oba sustava.
Sinteza ATP-a
ATP se proizvodi i iz Photosystem-a I i Photosystem-a II. Thylakoidi sintetiziraju ATP koristeći ATP sintazu enzim to je slično mitohondrijskoj ATPazi. Enzim je integriran u tilakoidnu membranu. CF1 dio molekule sintaze proširio se u stromu, gdje ATP podržava reakcije fotosinteze neovisne o svjetlu.
Lumen tilakoida sadrži bjelančevine koje se koriste za obradu proteina, fotosintezu, metabolizam, redoks reakcije i obranu. Protein plastocijanin je transportni protein elektrona koji prevozi elektrone iz citohromskih proteina do fotosistema I. Citohrom b6f kompleks je dio lanca transporta elektrona koji spaja protonsko ubacivanje u tilakoidni lumen s prijenosom elektrona. Citohromski kompleks smješten je između Photosystem I i Photosystem II.
Tilakoidi u algama i cijanobakterijama
Iako tilakoidi u biljnim stanicama tvore hrpe grana u biljkama, oni se mogu odlepiti u nekim vrstama algi.
Dok su alge i biljke eukarioti, cijanobakterije su fotosintetski prokarioti. Ne sadrže kloroplaste. Umjesto toga, cijela stanica djeluje kao vrsta tilakoida. Cijanobakterija ima vanjsku staničnu stijenku, staničnu membranu i tilakoidnu membranu. Unutar ove membrane je bakterijska DNA, citoplazma i karboksisomi. Tilakoidna membrana ima funkcionalne prijenosne lance elektrona koji podržavaju fotosintezu i stanično disanje. Cyanobacteria thylakoid membrane ne tvore grana i stromu. Umjesto toga, membrana tvori paralelne listove u blizini citoplazmatske membrane, s dovoljno prostora za svaki list za fikobilisome, strukture koje sakupljaju svjetlost.