تعريف ووظيفة Thylakoid

أ ثايلاكويد عبارة عن هيكل مرتبط بالغشاء يشبه الورقة وهو موقع يعتمد على الضوء البناء الضوئي ردود الفعل في البلاستيدات الخضراء و البكتيريا الزرقاء. هو الموقع الذي يحتوي على الكلوروفيل المستخدم لامتصاص الضوء واستخدامه في التفاعلات البيوكيميائية. كلمة thylakoid من الكلمة الخضراء thylakosوهو ما يعني الحقيبة أو الكيس. مع نهاية -oid ، يعني "thylakoid" "مثل الحقيبة".

يمكن أيضًا أن تسمى Thylakoids lamellae ، على الرغم من أنه يمكن استخدام هذا المصطلح للإشارة إلى جزء من thylakoid الذي يربط جرانا.

في البلاستيدات الخضراء ، يتم تضمين ثيلاكويد في السدى (جزء داخلي من البلاستيدات الخضراء). تحتوي السدى على الريبوسومات والإنزيمات والبلاستيدات الخضراء الحمض النووي. يتكون ثيلاكويد من غشاء ثيلاكويد والمنطقة المغلقة المسماة تجويف ثيلاكويد. تشكل مجموعة من thylakoids مجموعة من الهياكل الشبيهة بالعملة تسمى Granum. تحتوي البلاستيدات الخضراء على العديد من هذه الهياكل ، والمعروفة مجتمعة باسم جرانا.

تحتوي النباتات الأعلى على ثايلاكويد منظم بشكل خاص حيث تحتوي كل بلاستيدات خضراء على 10-100 جرانا متصلة ببعضها البعض بواسطة ستروما ثيلاكويدس. يمكن اعتبار الستروما ثيلاكويدس بمثابة أنفاق تربط الجرانلا. تحتوي جرانا ثيلاكويدس وسروما ثيلاكويدس على بروتينات مختلفة.

تتضمن التفاعلات التي يتم إجراؤها في thylakoid التحلل الضوئي للماء ، وسلسلة نقل الإلكترون ، وتركيب ATP.

يتم تضمين أصباغ التمثيل الضوئي (مثل الكلوروفيل) في غشاء ثايلاكويد ، مما يجعله موقعًا للتفاعلات التي تعتمد على الضوء في عملية التمثيل الضوئي. شكل الملف المكدس للجرانا يعطي البلاستيدات الخضراء مساحة سطح عالية إلى نسبة الحجم ، مما يساعد على كفاءة التمثيل الضوئي.

يستخدم تجويف thylakoid في عملية الفسفرة الضوئية أثناء عملية التمثيل الضوئي. التفاعلات التي تعتمد على الضوء في البروتونات مضخة الغشاء في التجويف ، وخفض درجة الحموضة إلى 4. في المقابل ، الرقم الهيدروجيني للسدى هو 8.

الخطوة الأولى هي التحلل الضوئي للماء ، والذي يحدث في موقع التجويف في غشاء ثايلاكويد. يتم استخدام الطاقة من الضوء لتقليل أو تقسيم المياه. ينتج هذا التفاعل الإلكترونات اللازمة لسلاسل نقل الإلكترون والبروتونات التي يتم ضخها في التجويف لإنتاج تدرج البروتون والأكسجين. على الرغم من أن الأكسجين ضروري للتنفس الخلوي ، إلا أن الغاز الناتج عن هذا التفاعل يُعاد إلى الغلاف الجوي.

تذهب الإلكترونات من التحلل الضوئي إلى النظم الضوئية لسلاسل نقل الإلكترون. تحتوي النظم الضوئية على مركب هوائي يستخدم الكلوروفيل والأصباغ ذات الصلة لجمع الضوء عند أطوال موجية مختلفة. نظام الصور الأول يستخدم الضوء لتقليل NADP ⁺ لإنتاج NADPH و H⁺. يستخدم نظام الصور 2 الضوء لأكسدة الماء لإنتاج الأكسجين الجزيئي (O₂) ، الإلكترونات (ه^-) ، والبروتونات (ح⁺). تقلل الإلكترونات من NADP⁺ إلى NADPH في كلا النظامين.

يتم إنتاج ATP من كل من Photosystem I و Photosystem II. يقوم Thylakoids بتوليف ATP باستخدام مركب ATP إنزيم يشبه ATPase الميتوكوندريا. يتم دمج الإنزيم في غشاء ثايلاكويد. امتد جزء CF1 من جزيء سينثيز إلى السدى ، حيث يدعم ATP تفاعلات التمثيل الضوئي المستقل عن الضوء.

يحتوي تجويف thylakoid على البروتينات المستخدمة في معالجة البروتين ، التمثيل الضوئي ، التمثيل الغذائي ، تفاعلات الأكسدة والاختزال ، والدفاع. بروتين بلاستوسيانين هو بروتين نقل إلكترون ينقل الإلكترونات من بروتينات السيتوكروم إلى نظام الصور الأول. مجمع السيتوكروم b6f هو جزء من سلسلة نقل الإلكترون التي تجمع بين ضخ البروتون في تجويف thylakoid مع نقل الإلكترون. يقع مجمع السيتوكروم بين نظام الصور الأول ونظام الصور الثاني.

في حين أن ثيلاكويد في الخلايا النباتية تشكل أكوام من الجرانيت في النباتات ، فقد تكون غير مكدسة في بعض أنواع الطحالب.

في حين أن الطحالب والنباتات هي حقيقيات النوى ، فإن البكتيريا الزرقاء هي بدائيات النوى الضوئي. لا تحتوي على البلاستيدات الخضراء. بدلاً من ذلك ، تعمل الخلية بأكملها كنوع من ثايلاكويد. تحتوي البكتيريا الزرقاء على جدار خلوي خارجي وغشاء الخلية وغشاء ثايلاكويد. داخل هذا الغشاء يوجد الحمض النووي البكتيرية ، السيتوبلازم ، والكربوكسومات. يحتوي الغشاء thylakoid على سلاسل نقل إلكترون وظيفية تدعم التمثيل الضوئي والتنفس الخلوي. لا تشكل أغشية ثايلاكويد Cyanobacteria grana وسدى. بدلاً من ذلك ، يشكل الغشاء صفائح متوازية بالقرب من الغشاء السيتوبلازمي ، مع مساحة كافية بين كل صفائح للنباتات النباتية ، هياكل حصاد الضوء.