Xloroplastlar - fotosintez sodir bo'ladigan membrana tuzilmalari. Yuqori o'simliklar va siyanobakteriyalardagi bu jarayon sayyoraga karbonat angidriddan foydalanish va kislorod kontsentratsiyasini to'ldirish orqali hayotni qo'llab-quvvatlash qobiliyatini saqlab qolish imkonini berdi. Fotosintezning o'zi tilakoidlar kabi tuzilmalarda sodir bo'ladi. Bular xloroplastlarning membranaviy "modullari" bo'lib, ularda proton almashinuvi, suv fotolizi, glyukoza va ATP sintezi sodir bo'ladi.
O'simlik xloroplastlarining tuzilishi
Xloroplastlar o'simlik hujayralari va xlamidomonalarning sitoplazmasida joylashgan qo'sh membranali tuzilmalar deb ataladi. Aksincha, siyanobakteriya hujayralari fotosintezni xloroplastlarda emas, balki tilakoidlarda amalga oshiradi. Bu sitoplazmaning chiqadigan joylarida joylashgan fotosintez fermentlari orqali o'z oziqlanishini ta'minlay oladigan kam rivojlangan organizmga misoldir.
Tuzilishiga ko'ra, xloroplast pufak shaklidagi ikki membranali organelladir. Ular fotosintetik o'simliklar hujayralarida juda ko'p miqdorda joylashgan va faqat holda rivojlanadiultrabinafsha nurlar bilan aloqa qilish. Xloroplastning ichida uning suyuq stromasi joylashgan. Tarkibida u gialoplazmaga o'xshaydi va 85% suvdan iborat bo'lib, unda elektrolitlar eritiladi va oqsillar to'xtatiladi. Xloroplastlar stromasida fotosintezning yorug'lik va qorong'i fazalari to'g'ridan-to'g'ri o'tadigan tilakoidlar, tuzilmalar mavjud.
Xloroplastlarning irsiy apparati
Tilakoidlar yonida fotosintez natijasida olingan glyukozaning polimerizatsiyasi mahsuloti bo'lgan kraxmalli granulalar mavjud. Stromada tarqoq ribosomalar bilan birga plastid DNK erkin joylashadi. Bir nechta DNK molekulalari bo'lishi mumkin. Biosintetik apparatlar bilan birgalikda ular xloroplastlarning tuzilishini tiklash uchun javobgardir. Bu hujayra yadrosining irsiy ma'lumotlaridan foydalanmasdan sodir bo'ladi. Bu hodisa, shuningdek, hujayra bo'linishi holatida xloroplastlarning mustaqil o'sishi va ko'payishi imkoniyatlarini baholashga imkon beradi. Shuning uchun xloroplastlar, ba'zi jihatlari bilan, hujayra yadrosiga bog'liq emas va go'yo simbiotik kam rivojlangan organizmni ifodalaydi.
Tilakoidlarning tuzilishi
Tilakoidlar xloroplastlar stromasida joylashgan disk shaklidagi membrana tuzilmalaridir. Siyanobakteriyalarda ular butunlay sitoplazmatik membrananing invaginatsiyalarida joylashgan, chunki ular mustaqil xloroplastlarga ega emas. Tilakoidlarning ikki turi mavjud: birinchisi - lümenli tilakoid, ikkinchisi - qatlamli. Lümenli tilakoid diametri kichikroq va diskdir. Vertikal joylashgan bir nechta tilakoidlar granani hosil qiladi.
Lamelli tilakoidlar lümenga ega bo'lmagan keng plitalardir. Ammo ular bir nechta donalar biriktirilgan platformadir. Ularda fotosintez deyarli sodir bo'lmaydi, chunki ular hujayraning mexanik shikastlanishiga chidamli kuchli tuzilmani shakllantirish uchun kerak. Umuman olganda, xloroplastlar fotosintezga qodir bo'lgan lümenli 10 dan 100 tagacha tilakoidlarni o'z ichiga olishi mumkin. Tilakoidlarning o'zi fotosintez uchun mas'ul elementar tuzilmalardir.
Tilakoidlarning fotosintezdagi roli
Fotosintezning eng muhim reaksiyalari tilakoidlarda boradi. Birinchisi, suv molekulasining fotoliz bo'linishi va kislorod sintezi. Ikkinchisi - protonning membrana orqali sitoxrom b6f molekulyar kompleksi va elektrotransport zanjiri orqali o'tishi. Shuningdek, tilakoidlarda yuqori energiyali ATP molekulasining sintezi sodir bo'ladi. Bu jarayon tilakoid membrana va xloroplast stromasi o'rtasida hosil bo'lgan proton gradienti yordamida sodir bo'ladi. Bu tilakoidlarning funktsiyalari fotosintezning butun yorug'lik bosqichini amalga oshirishga imkon berishini anglatadi.
Fotosintezning engil fazasi
Fotosintez mavjudligining zaruriy sharti membrana potentsialini yaratish qobiliyatidir. Bunga elektronlar va protonlarning uzatilishi orqali erishiladi, buning natijasida H + gradienti hosil bo'ladi, bu mitoxondriyal membranalardan 1000 baravar ko'pdir. Hujayrada elektrokimyoviy potentsial hosil qilish uchun suv molekulalaridan elektron va protonlarni olish foydaliroqdir. Tilakoid membranalarda ultrabinafsha foton ta'sirida bu mavjud bo'ladi. Bir suv molekulasidan elektron urib tushiriladi, bumusbat zaryad oladi va shuning uchun uni zararsizlantirish uchun bitta protonni tushirish kerak. Natijada 4 ta suv molekulasi elektron, protonlarga parchalanadi va kislorod hosil qiladi.
Fotosintez jarayonlari zanjiri
Suvning fotolizlanishidan keyin membrana qayta zaryadlanadi. Tilakoidlar proton o'tkazish paytida kislotali pHga ega bo'lgan tuzilmalardir. Bu vaqtda xloroplast stromasidagi pH biroz ishqoriydir. Bu ATP sintezini mumkin bo'lgan elektrokimyoviy potentsialni hosil qiladi. Adenozin trifosfat molekulalari keyinchalik energiya ehtiyojlari va fotosintezning qorong'u bosqichi uchun ishlatiladi. Xususan, ATP hujayra tomonidan karbonat angidriddan foydalanish uchun ishlatiladi, bu uning kondensatsiyasi va ular asosida glyukoza molekulalarining sintezi orqali erishiladi.
Qorong'i fazada NADP-H+ NADP ga kamayadi. Hammasi bo'lib bitta glyukoza molekulasining sintezi uchun 18 ta ATP molekulasi, 6 ta karbonat angidrid molekulasi va 24 ta vodorod proton kerak bo'ladi. Buning uchun 6 ta karbonat angidrid molekulasidan foydalanish uchun 24 ta suv molekulasining fotolizi talab qilinadi. Bu jarayon sizga 6 ta kislorod molekulasini chiqarishga imkon beradi, keyinchalik ular boshqa organizmlar tomonidan energiya ehtiyojlari uchun ishlatiladi. Shu bilan birga, tilakoidlar (biologiyada) quyosh energiyasidan va ularni kimyoviy bog'lanish energiyasiga aylantirish uchun pH gradienti bo'lgan transmembran potentsialidan foydalanishga imkon beruvchi membrana tuzilishiga misoldir.
