The granas adalah struktur yang timbul daripada kumpulan tilakoid yang terletak di dalam kloroplas sel-sel tumbuhan. Struktur ini mengandungi pigmen fotosintetik (klorofil, karotenoid, xanthofil) dan pelbagai lipid. Sebagai tambahan kepada protein yang bertanggungjawab untuk penjanaan tenaga, seperti ATP-synthetase.
Dalam hal ini, thylakoids merupakan vesikel rata yang terletak di membran dalaman kloroplas. Dalam struktur ini, penangkapan cahaya dilakukan untuk reaksi fotosintesis dan fotofosforilasi. Pada gilirannya, thylakoids bertumpuk dan granum tertanam dalam stroma kloroplas.
Kloroplas. Oleh Gmsotavio, dari Wikimedia Commons
Pada stroma, timbunan thylakoid dihubungkan oleh lamina stromal. Sambungan ini biasanya bergerak dari satu granum melalui stroma ke granum yang berdekatan. Pada gilirannya, zon berair tengah yang disebut lyl thylakoid dikelilingi oleh membran thylakoid.
Dua sistem fotosies (sistem fotos I dan II) terletak di bahagian atas perak. Setiap sistem mengandungi pigmen fotosintetik dan serangkaian protein yang mampu memindahkan elektron. Photosystem II terletak di grana, bertanggungjawab untuk menangkap tenaga cahaya semasa peringkat pertama pengangkutan elektron bukan siklik.
ciri
Bagi Neil A. Campbell, pengarang Biologi: Konsep dan Hubungan (2012), grana adalah kumpulan tenaga suria dari kloroplas. Mereka adalah tempat di mana klorofil memerangkap tenaga dari matahari.
Grana - tunggal, granum - berasal dari membran dalaman kloroplas. Struktur berbentuk tiang berlubang ini mengandungi serangkaian petak bulat yang rapat, nipis: thylakoids.
Untuk menjalankan fungsinya dalam fotosistem II, grana dalam membran thylakoid mengandungi protein dan fosfolipid. Selain klorofil dan pigmen lain yang menangkap cahaya semasa proses fotosintetik.
Sebenarnya, thylakoids dari grana bersambung dengan grana lain, membentuk dalam kloroplas jaringan membran yang sangat maju yang serupa dengan retikulum endoplasma.
Grana digantung dalam cairan yang disebut stroma, yang memiliki ribosom dan DNA, digunakan untuk mensintesis beberapa protein yang membentuk kloroplas.
Struktur
Struktur granum adalah fungsi pengelompokan thylakoids dalam kloroplas. Grana terdiri dari timbunan tirakoid membran berbentuk cakera, terendam dalam stroma kloroplas.
Memang, kloroplas mengandungi sistem membran dalaman, yang pada tanaman yang lebih tinggi ditetapkan sebagai grana-thylakoids, yang berasal dari membran dalam sampul.
Dalam setiap kloroplas biasanya terdapat sebilangan besar granum, antara 10 dan 100. Biji-bijian dihubungkan bersama oleh stromal thylakoids, intergranal thylakoids atau, lebih sering lamella.
Pemeriksaan granum dengan mikroskop elektron transmisi (TEM) memungkinkan untuk mengesan butiran yang disebut kuantosom. Biji-bijian ini adalah unit morfologi fotosintesis.
Begitu juga, membran thylakoid mengandungi pelbagai protein dan enzim, termasuk pigmen fotosintetik. Molekul-molekul ini mempunyai kemampuan untuk menyerap tenaga foton dan memulakan reaksi fotokimia yang menentukan sintesis ATP.
ciri-ciri
Grana sebagai struktur penyusun kloroplas, mempromosikan dan berinteraksi dalam proses fotosintesis. Oleh itu, kloroplas adalah organel penukaran tenaga.
Fungsi utama kloroplas adalah transformasi tenaga elektromagnetik dari cahaya matahari menjadi tenaga dari ikatan kimia. Klorofil, ATP synthetase dan ribulose bifosfat karboksilase / oksigenase (Rubisco) mengambil bahagian dalam proses ini.
Fotosintesis mempunyai dua fasa:
- Fasa cahaya, di hadapan cahaya matahari, di mana transformasi tenaga cahaya menjadi kecerunan proton berlaku, yang akan digunakan untuk sintesis ATP dan untuk pengeluaran NADPH.
- Fasa gelap, yang tidak memerlukan kehadiran cahaya langsung, bagaimanapun, memerlukan produk yang terbentuk dalam fasa cahaya. Fasa ini mendorong penetapan CO2 dalam bentuk gula fosfat dengan tiga atom karbon.
Tindak balas semasa fotosintesis dilakukan oleh molekul yang disebut Rubisco. Fasa cahaya berlaku pada membran thylakoid, dan fasa gelap pada stroma.
Fasa fotosintesis
Fotosintesis (kiri) dan pernafasan (kanan). Gambar di sebelah kanan diambil dari BBC
Proses fotosintesis memenuhi langkah-langkah berikut:
1) Photosystem II memecah dua molekul air, mencipta molekul O2 dan empat proton. Empat elektron dilepaskan ke klorofil yang terletak di sistem fotosim II ini. Mengeluarkan elektron lain yang sebelumnya teruja oleh cahaya dan dibebaskan dari sistem foto II.
2) Elektron yang dilepaskan masuk ke plastoquinone yang memberikannya ke sitokrom b6 / f. Dengan tenaga yang ditangkap oleh elektron, ia memperkenalkan 4 proton di dalam tirakoid.
3) Kompleks sitokrom b6 / f memindahkan elektron ke plastosianin, dan ini ke kompleks fotosistem I. Dengan tenaga cahaya yang diserap oleh klorofil, ia berjaya meningkatkan tenaga elektron sekali lagi.
Berkaitan dengan kompleks ini adalah ferredoxin-NADP + reductase, yang mengubah NADP + menjadi NADPH, yang tetap berada di stroma. Begitu juga, proton yang melekat pada thylakoid dan stroma mencipta kecerunan yang mampu menghasilkan ATP.
Dengan cara ini, kedua NADPH dan ATP mengambil bahagian dalam kitaran Calvin, yang ditetapkan sebagai jalur metabolik di mana CO2 diperbaiki oleh RUBISCO. Ini memuncak dalam penghasilan molekul fosfogliserat dari ribulosa 1,5-bifosfat dan CO2.
Fungsi lain
Sebaliknya, kloroplas melakukan pelbagai fungsi. Antara lain, sintesis asid amino, nukleotida dan asid lemak. Serta penghasilan hormon, vitamin dan metabolit sekunder yang lain, dan turut serta dalam asimilasi nitrogen dan sulfur.
Nitrat adalah salah satu sumber utama nitrogen yang ada di tanaman yang lebih tinggi. Sesungguhnya, dalam kloroplas, proses transformasi dari nitrit menjadi amonium berlaku dengan penyertaan nitrit-reduktase.
Kloroplas menghasilkan serangkaian metabolit yang menyumbang sebagai kaedah pencegahan semula jadi terhadap pelbagai patogen, mendorong penyesuaian tanaman ke keadaan buruk seperti tekanan, air berlebihan atau suhu tinggi. Begitu juga, penghasilan hormon mempengaruhi komunikasi ekstraselular.
Oleh itu, kloroplas berinteraksi dengan komponen selular lain, sama ada melalui pelepasan molekul atau melalui hubungan fizikal, seperti yang berlaku di antara granum pada stroma dan membran thylakoid.
Rujukan
- Atlas Histologi Tumbuhan dan Haiwan. Sel. Kloroplas Jabatan Biologi Fungsional dan Sains Kesihatan. Fakulti Biologi. Universiti Vigo. Dipulihkan di: mmegias.webs.uvigo.es
- León Patricia dan Guevara-García Arturo (2007) Kloroplas: organel utama dalam kehidupan dan penggunaan tumbuhan. Biotecnología V 14, CS 3, Indd 2. Diperolehi dari: ibt.unam.mx
- Jiménez García Luis Felipe dan Pedagang Larios Horacio (2003) Biologi Selular dan Molekul. Pendidikan Pearson. Mexico ISBN: 970-26-0387-40.
- Campbell Niel A., Mitchell Lawrence G. dan Reece Jane B. (2001) Biologi: Konsep dan Hubungan. Edisi ke-3. Pendidikan Pearson. Mexico ISBN: 968-444-413-3.
- Sadava David & Purves William H. (2009) Kehidupan: Sains Biologi. Edisi ke-8. Editorial Medica Panamericana. Buenos Aires. ISBN: 978-950-06-8269-5.