Kloroplas adalah struktur membran tempat berlangsungnya fotosintesis. Proses pada tumbuhan tingkat tinggi dan cyanobacteria ini memungkinkan planet ini mempertahankan kemampuan untuk mendukung kehidupan dengan memanfaatkan karbon dioksida dan mengisi kembali konsentrasi oksigen. Fotosintesis itu sendiri terjadi dalam struktur seperti tilakoid. Ini adalah "modul" membran kloroplas, di mana transfer proton, fotolisis air, glukosa dan sintesis ATP berlangsung.
Struktur kloroplas tumbuhan
Kloroplas disebut struktur membran ganda yang terletak di sitoplasma sel tumbuhan dan klamidomona. Sebaliknya, sel cyanobacterial melakukan fotosintesis di tilakoid, dan bukan di kloroplas. Ini adalah contoh organisme terbelakang yang mampu menyediakan nutrisinya melalui enzim fotosintesis yang terletak pada tonjolan sitoplasma.
Menurut strukturnya, kloroplas adalah organel bermembran dua berbentuk gelembung. Mereka berada dalam jumlah besar di sel tumbuhan fotosintesis dan berkembang hanya dalam kasus:kontak dengan sinar ultraviolet. Di dalam kloroplas terdapat stroma cair. Dalam komposisinya, menyerupai hialoplasma dan terdiri dari 85% air, di mana elektrolit dilarutkan dan protein tersuspensi. Stroma kloroplas mengandung tilakoid, struktur di mana fase terang dan gelap fotosintesis berlangsung secara langsung.
Alat keturunan kloroplas
Di sebelah tilakoid terdapat butiran dengan pati, yang merupakan produk polimerisasi glukosa yang diperoleh sebagai hasil fotosintesis. Bebas di stroma adalah DNA plastid bersama dengan ribosom yang tersebar. Mungkin ada beberapa molekul DNA. Bersama dengan peralatan biosintetik, mereka bertanggung jawab untuk memulihkan struktur kloroplas. Ini terjadi tanpa menggunakan informasi herediter dari inti sel. Fenomena ini juga memungkinkan untuk menilai kemungkinan pertumbuhan independen dan reproduksi kloroplas dalam kasus pembelahan sel. Oleh karena itu, kloroplas, dalam beberapa hal, tidak bergantung pada inti sel dan mewakili, seolah-olah, organisme terbelakang simbiosis.
Struktur tilakoid
Tilakoid adalah struktur membran berbentuk cakram yang terletak di stroma kloroplas. Dalam cyanobacteria, mereka sepenuhnya terletak di invaginasi membran sitoplasma, karena mereka tidak memiliki kloroplas independen. Ada dua jenis tilakoid: yang pertama adalah tilakoid dengan lumen, dan yang kedua adalah yang pipih. Tilakoid dengan lumen berdiameter lebih kecil dan berbentuk cakram. Beberapa tilakoid tersusun vertikal membentuk grana.
Tilakoid pipih adalah pelat lebar yang tidak memiliki lumen. Tetapi mereka adalah platform tempat beberapa butir dilampirkan. Di dalamnya, fotosintesis praktis tidak terjadi, karena mereka diperlukan untuk membentuk struktur yang kuat yang tahan terhadap kerusakan mekanis pada sel. Secara total, kloroplas dapat mengandung 10 hingga 100 tilakoid dengan lumen yang mampu melakukan fotosintesis. Tilakoid itu sendiri adalah struktur unsur yang bertanggung jawab untuk fotosintesis.
Peran tilakoid dalam fotosintesis
Reaksi fotosintesis yang paling penting terjadi di tilakoid. Yang pertama adalah pemisahan fotolisis molekul air dan sintesis oksigen. Yang kedua adalah transit proton melalui membran melalui kompleks molekul sitokrom b6f dan rantai elektrotranspor. Juga di tilakoid, sintesis molekul ATP berenergi tinggi terjadi. Proses ini terjadi dengan penggunaan gradien proton yang telah berkembang antara membran tilakoid dan stroma kloroplas. Ini berarti bahwa fungsi tilakoid memungkinkan untuk mewujudkan seluruh fase cahaya fotosintesis.
Fase cahaya fotosintesis
Syarat yang diperlukan untuk adanya fotosintesis adalah kemampuan untuk menciptakan potensial membran. Ini dicapai melalui transfer elektron dan proton, yang dengannya gradien H + dibuat, yang 1000 kali lebih besar daripada di membran mitokondria. Lebih menguntungkan untuk mengambil elektron dan proton dari molekul air untuk menciptakan potensi elektrokimia dalam sel. Di bawah aksi foton ultraviolet pada membran tilakoid, ini menjadi tersedia. Sebuah elektron terlempar dari satu molekul air, yangmemperoleh muatan positif, dan oleh karena itu, untuk menetralkannya, perlu untuk menjatuhkan satu proton. Akibatnya, 4 molekul air terurai menjadi elektron, proton, dan membentuk oksigen.
Rantai proses fotosintesis
Setelah fotolisis air, membran diisi ulang. Tilakoid adalah struktur yang dapat memiliki pH asam selama transfer proton. Pada saat ini, pH dalam stroma kloroplas sedikit basa. Ini menghasilkan potensi elektrokimia yang memungkinkan sintesis ATP. Molekul adenosin trifosfat nantinya akan digunakan untuk kebutuhan energi dan fase gelap fotosintesis. Secara khusus, ATP digunakan oleh sel untuk memanfaatkan karbon dioksida, yang dicapai dengan kondensasi dan sintesis molekul glukosa berdasarkan mereka.
Pada fase gelap, NADP-H+ direduksi menjadi NADP. Secara total, sintesis satu molekul glukosa membutuhkan 18 molekul ATP, 6 molekul karbon dioksida dan 24 proton hidrogen. Ini membutuhkan fotolisis 24 molekul air untuk memanfaatkan 6 molekul karbon dioksida. Proses ini memungkinkan Anda untuk melepaskan 6 molekul oksigen, yang nantinya akan digunakan oleh organisme lain untuk kebutuhan energinya. Pada saat yang sama, tilakoid (dalam biologi) adalah contoh struktur membran yang memungkinkan penggunaan energi matahari dan potensial transmembran dengan gradien pH untuk mengubahnya menjadi energi ikatan kimia.
