Kloroplast ni miundo ya utando ambamo usanisinuru hufanyika. Utaratibu huu katika mimea ya juu na cyanobacteria uliruhusu sayari kudumisha uwezo wa kusaidia maisha kwa kutumia kaboni dioksidi na kujaza mkusanyiko wa oksijeni. Usanisinuru yenyewe hufanyika katika miundo kama vile thylakoids. Hizi ni "moduli" za membrane za kloroplast, ambamo uhamishaji wa protoni, upigaji picha wa maji, glukosi na usanisi wa ATP hufanyika.
Muundo wa kloroplasts za mimea
Chloroplasts huitwa miundo yenye utando-mbili ambayo iko katika saitoplazimu ya seli za mimea na klamidomonas. Kwa kulinganisha, seli za cyanobacteria hufanya photosynthesis katika thylakoids, na si katika kloroplasts. Huu ni mfano wa kiumbe chenye maendeleo duni ambacho kinaweza kutoa lishe yake kwa njia ya vimeng'enya vya usanisinuru vilivyo kwenye sehemu za juu za saitoplazimu.
Kulingana na muundo wake, kloroplast ni organelle yenye utando-mbili katika umbo la kiputo. Ziko kwa idadi kubwa katika seli za mimea ya photosynthetic na kuendeleza tu katika kesi yawasiliana na mwanga wa ultraviolet. Ndani ya kloroplast ni stroma yake ya kioevu. Katika muundo wake, inafanana na hyaloplasm na ina maji 85%, ambayo electrolytes hupasuka na protini zinasimamishwa. Stroma ya kloroplasti ina thylakoidi, miundo ambayo awamu za mwanga na giza za usanisinuru huendelea moja kwa moja.
vifaa vya kurithi vya Chloroplast
Kando ya thylakoids kuna chembechembe zilizo na wanga, ambayo ni zao la upolimishaji wa glukosi unaopatikana kutokana na usanisinuru. Kwa uhuru katika stroma ni DNA ya plastid pamoja na ribosomes zilizotawanyika. Kunaweza kuwa na molekuli kadhaa za DNA. Pamoja na vifaa vya biosynthetic, wao ni wajibu wa kurejesha muundo wa kloroplasts. Hii hutokea bila kutumia taarifa za urithi za kiini cha seli. Jambo hili pia hufanya iwezekanavyo kuhukumu uwezekano wa ukuaji wa kujitegemea na uzazi wa kloroplast katika kesi ya mgawanyiko wa seli. Kwa hivyo, kloroplasts, kwa njia fulani, hazitegemei kiini cha seli na kuwakilisha, kana kwamba, kiumbe ambacho hakijaendelea vizuri.
Muundo wa thylakoids
Thylakoids ni miundo ya utando yenye umbo la diski iliyo katika stroma ya kloroplast. Katika cyanobacteria, ziko kabisa kwenye uvamizi wa membrane ya cytoplasmic, kwani hawana kloroplasts huru. Kuna aina mbili za thylakoid: ya kwanza ni thylakoid yenye lumen, na ya pili ni lamellar. Thylakoid yenye lumen ni ndogo kwa kipenyo na ni diski. Thylakoidi kadhaa zikiwa zimepangwa kiwima huunda grana.
Lamellar thylakoids ni sahani pana ambazo hazina lumen. Lakini ni jukwaa ambalo nafaka nyingi zimeunganishwa. Ndani yao, photosynthesis kivitendo haifanyiki, kwa vile zinahitajika kuunda muundo wenye nguvu ambao unakabiliwa na uharibifu wa mitambo kwa seli. Kwa jumla, kloroplasts inaweza kuwa na thylakoids 10 hadi 100 na lumen yenye uwezo wa photosynthesis. Thylakoidi zenyewe ndio miundo msingi inayohusika na usanisinuru.
Jukumu la thylakoids katika usanisinuru
Miitikio muhimu zaidi ya usanisinuru hufanyika katika thylakoidi. Ya kwanza ni mgawanyiko wa upigaji picha wa molekuli ya maji na usanisi wa oksijeni. Ya pili ni upitishaji wa protoni kupitia utando kupitia cytochrome b6f molekuli tata na mnyororo wa electrotransport. Pia katika thylakoids, awali ya molekuli ya ATP yenye nguvu nyingi hufanyika. Utaratibu huu hutokea kwa matumizi ya gradient ya protoni ambayo imetengenezwa kati ya membrane ya thylakoid na stroma ya kloroplast. Hii ina maana kwamba utendakazi wa thylakoids hufanya iwezekane kutambua awamu nzima ya mwanga ya usanisinuru.
Awamu nyepesi ya usanisinuru
Hali muhimu kwa kuwepo kwa usanisinuru ni uwezo wa kuunda uwezo wa utando. Inapatikana kwa njia ya uhamisho wa elektroni na protoni, kutokana na ambayo H + gradient huundwa, ambayo ni mara 1000 zaidi kuliko utando wa mitochondrial. Ni faida zaidi kuchukua elektroni na protoni kutoka kwa molekuli za maji ili kuunda uwezo wa electrochemical katika seli. Chini ya hatua ya photon ya ultraviolet kwenye utando wa thylakoid, hii inapatikana. Elektroni hupigwa nje ya molekuli moja ya maji, ambayohupata malipo mazuri, na kwa hiyo, ili kuipunguza, ni muhimu kuacha protoni moja. Kwa hivyo, molekuli 4 za maji huvunjika na kuwa elektroni, protoni na kuunda oksijeni.
Msururu wa michakato ya usanisinuru
Baada ya upigaji picha wa maji, utando huchajiwa upya. Thylakoids ni miundo ambayo inaweza kuwa na pH ya asidi wakati wa uhamisho wa protoni. Kwa wakati huu, pH katika stroma ya kloroplast ni kidogo ya alkali. Hii inazalisha uwezo wa kielektroniki ambao hufanya usanisi wa ATP iwezekanavyo. Molekuli za adenosine trifosfati baadaye zitatumika kwa mahitaji ya nishati na awamu ya giza ya usanisinuru. Hasa, ATP hutumiwa na seli kutumia kaboni dioksidi, ambayo hupatikana kwa ufupishaji wake na usanisi wa molekuli za glukosi kulingana nazo.
Katika awamu ya giza, NADP-H+ inapunguzwa hadi NADP. Kwa jumla, awali ya molekuli moja ya glucose inahitaji molekuli 18 za ATP, molekuli 6 za kaboni dioksidi na protoni 24 za hidrojeni. Hii inahitaji upigaji picha wa molekuli 24 za maji ili kutumia molekuli 6 za kaboni dioksidi. Utaratibu huu hukuruhusu kutoa molekuli 6 za oksijeni, ambazo baadaye zitatumiwa na viumbe vingine kwa mahitaji yao ya nishati. Wakati huo huo, thylakoids ni (katika biolojia) mfano wa muundo wa utando unaoruhusu matumizi ya nishati ya jua na uwezo wa transmembrane wenye kipenyo cha pH kuzigeuza kuwa nishati ya vifungo vya kemikali.
