Cocciniglia

Grandi in cloroplasto

Cosa sono i Grana?

IL cocciniglia (Granum plurale) Queste sono strutture che derivano dal raggruppamento dei tilacoidi situati all'interno dei cloroplasti delle cellule vegetali. Queste strutture contengono pigmenti fotosintetici (clorofilla, carotenoidi, xantofila) e vari lipidi. Oltre alle proteine ​​responsabili della generazione di energia, come ATP-Sintetasi.

I tilacoidi costituiscono piccoli album appiattiti situati nella membrana interna dei cloroplasti. In queste strutture, viene eseguita la raccolta di luce per la fotosintesi e le reazioni di fotofosforilazione.

A sua volta, i tilacoidi impilati e costituiti in granulo sono immersi nello stroma dei cloroplasti.

Nello stroma, le batterie tilacoidi sono collegate per mezzo di fogli stromali. Queste connessioni di solito vanno da un Greatum attraverso lo stroma al granulo vicino. A sua volta, l'area acquosa centrale chiamata lume tilacoide è avvolta dalla membrana tilacoide.

Nelle piante superiori si trovano due fotosistemi (fotosistema I e II). Ogni sistema contiene pigmenti fotosintetici e una serie di proteine ​​in grado di trasferire elettroni.

Nel Granum, si trova il fotosistema II, incaricato di catturare l'energia luminosa durante le prime fasi del trasporto di elettroni non ciclici.

Caratteristiche di Granna

- Sono pacchetti di energia solare cloroplasti. Costituiscono i siti in cui la clorofilla cattura l'energia del sole.

- Grana proviene dalle membrane interne dei cloroplasti.

- Queste strutture, sotto forma di batteria seminata.

- Per esercitare la sua funzione nel fotosistema II, il granulo all'interno della membrana tilacoidale contiene proteine ​​e fosfolipidi. Oltre alla clorofilla e ad altri pigmenti che catturano la luce durante il processo fotosintetico.

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- I tilacoidi di un granulo si collegano con altri grana, che si formano all'interno del cloroplasto di una rete di membrane altamente sviluppate simili a quella del reticolo endoplasmatico.

- Il granulo è sospeso in un liquido chiamato stroma, che presenta ribosomi e DNA, usato per sintetizzare alcune proteine ​​che costituiscono cloroplasti.

Struttura

La struttura del granulo è una funzione del gruppo tilacoide all'interno del cloroplasto. Il granulo è costituito da un mucchio di tilacoidi membranosi a forma di disco, immerso nello stroma cloroplasto.

In effetti, i cloroplasti contengono un sistema membrano interno, che nelle piante superiori è indicato come grana-totalacoidi, che ha origine nella membrana interna dell'involucro.

In ogni cloroplasto un numero variabile di granulo, tra 10 e 100. I grana sono collegati tra loro attraverso tilacoidi stromali, tilacoidi intergranali o, più comunemente, lamella.

Un'esplorazione di Grana con il microscopio elettronico a trasmissione (MET) consente di rilevare granuli chiamati quantitosomi. Questi granuli sono le unità morfologiche della fotosintesi.

Allo stesso modo, la membrana tilacoidale contiene varie proteine ​​ed enzimi, inclusi i pigmenti fotosintetici. Queste molecole hanno la capacità di assorbire l'energia dei fotoni e iniziare le reazioni fotochimiche che determinano la sintesi di ATP.

Funzioni

Il granulo, come struttura costituente dei cloroplasti, promuove e interagisce nel processo di fotosintesi. Pertanto, i cloroplasti sono organelli di conversione di energia.

La funzione principale dei cloroplasti è la trasformazione dell'energia elettromagnetica della luce solare in energia di legame chimico.

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In questo processo la clorofilla, la sintetasi ATP e il bifosfato ribosfato carbossilasi/ossigenasi (Rubisco) partecipano (Rubiso).

La fotosintesi ha due fasi:

• Una fase luminosa, in presenza di luce solare, in cui si verifica la trasformazione dell'energia luminosa in un gradiente di protoni, che verrà utilizzata per la sintesi di ATP e la produzione di NADPH.
• Una fase oscura, che non richiede la presenza di luce diretta, sebbene richieda i prodotti formati nella fase della luce. Questa fase promuove la fissazione di CO₂ sotto forma di zuccheri fosfati con tre atomi di carbonio.

Le reazioni durante la fotosintesi vengono eseguite dalla molecola chiamata Rubisco. La fase luminosa si verifica nella membrana tilacoidale e nella fase oscura nello stroma.

Fasi della fotosintesi 

Fotosintesi (a sinistra.) e respirazione (dcha.). Immagine della destra estratta da BBC

Il processo di fotosintesi soddisfa i seguenti passaggi:

1. Il fotosistema II rompe due molecole d'acqua che causano una molecola O2 e quattro protoni. Quattro elettroni vengono rilasciati in clorofille situate in questo fotosistema II. Separando altri elettroni precedentemente eccitati dalla luce e rilasciati dal fotosistema II.

2. Gli elettroni liberati vanno a un plastochinone che produce al citocromo B6/F. Con l'energia catturata dagli elettroni, introduce 4 protoni all'interno del tilacoide.

3. Il complesso di citocromo B6/F trasferisce gli elettroni a una plastocianina e questo, all'IM. Con l'energia della luce assorbita dalle clorofille, riesce ad aumentare di nuovo l'energia degli elettroni.

In relazione a questo complesso è la ferredossina-NADP+ reduttasi, che modifica NADP+ in NADPH, che rimane nello stroma. Inoltre, i protoni attaccati al tilacoide e allo stroma creano un gradiente in grado di produrre ATP.

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In questo modo, sia NADPH che ATP partecipano al ciclo di Calvin, che è stabilito come via metabolica in cui il CO₂ è fissato da Rubisco. Culmina con la produzione di molecole fosfoglicerate da 1,5-bifosfato ribulosa e CO₂.

Altre funzioni 

D'altra parte, i cloroplasti svolgono più funzioni. Tra gli altri, la sintesi di aminoacidi, nucleotidi e acidi grassi. Così come la produzione di ormoni, vitamine e altri metaboliti secondari e partecipano all'assimilazione di azoto e zolfo.

Nelle piante superiori, il nitrato è una delle principali fonti disponibili azotate. In effetti, nei cloroplasti il ​​processo di trasformazione del nitrito in ammonio si verifica con la partecipazione della nitrito-reduttasi.

I cloroplasti generano una serie di metaboliti che contribuiscono come mezzo di prevenzione naturale contro vari agenti patogeni, promuovendo l'adattamento delle piante a condizioni avverse come stress, acqua in eccesso o alte temperature.

Inoltre, la produzione ormonale influenza la comunicazione extracellulare.

In modo che i cloroplasti interagiscano con altri componenti cellulari, sia per mezzo di emissioni molecolari che per contatto fisico, come si verifica tra il grana nello stroma e la membrana tilacoidale.

Riferimenti

1. León, Patricia e Guevara-García, Arturo. Cloroplasto: un organello chiave nella vita e l'uso delle piante. Biotecnologia. Estratto da IBT.UNAM.MX
2. Jiménez García, Luis Felipe e Merchant Larios, Horacio. Biologia cellulare e molecolare. Pearson Education. 
3. Campbell, niel a., Mitchell Lawrence G. E Jane B Reece. Biologia: concetti e relazioni. 3a edizione. Pearson Education.