The Granas adalah struktur yang timbul dari pengelompokan tilakoid yang terletak di dalam kloroplas sel tumbuhan. Struktur ini mengandung pigmen fotosintesis (klorofil, karotenoid, xantofil) dan berbagai lipid. Selain protein yang bertanggung jawab untuk menghasilkan energi, seperti ATP-sintetase.
Dalam hal ini, tilakoid merupakan vesikula pipih yang terletak di membran dalam kloroplas. Dalam struktur ini, penangkapan cahaya dilakukan untuk fotosintesis dan reaksi fotofosforilasi. Pada gilirannya, tilakoid yang ditumpuk dan granum tertanam di stroma kloroplas.
Kloroplas. Oleh Gmsotavio, dari Wikimedia Commons
Di stroma, tumpukan tilakoid dihubungkan oleh lamina stroma. Hubungan ini biasanya pergi dari satu granum melalui stroma ke granum tetangga. Pada gilirannya, zona berair pusat yang disebut lumen tilakoid dikelilingi oleh membran tilakoid.
Dua fotosistem (fotosistem I dan II) terletak di perak atas. Setiap sistem mengandung pigmen fotosintetik dan serangkaian protein yang mampu mentransfer elektron. Fotosistem II terletak di grana, bertanggung jawab untuk menangkap energi cahaya selama tahap pertama transpor elektron non-siklik.
karakteristik
Bagi Neil A. Campbell, penulis Biology: Concepts and Relationships (2012), grana adalah kumpulan energi matahari dari kloroplas. Mereka adalah tempat di mana klorofil memerangkap energi dari matahari.
Grana - tunggal, granum - berasal dari membran internal kloroplas. Struktur berbentuk tumpukan berlubang ini berisi serangkaian kompartemen melingkar yang rapat, tipis, dan melingkar: tilakoid.
Untuk menjalankan fungsinya dalam fotosistem II, grana di dalam membran tilakoid mengandung protein dan fosfolipid. Selain klorofil dan pigmen lain yang menangkap cahaya selama proses fotosintesis.
Faktanya, tilakoid grana terhubung dengan grana lain, membentuk di dalam kloroplas jaringan membran yang sangat berkembang mirip dengan retikulum endoplasma.
Grana tersuspensi dalam cairan yang disebut stroma, yang memiliki ribosom dan DNA, digunakan untuk mensintesis beberapa protein yang membentuk kloroplas.
Struktur
Struktur granum merupakan fungsi dari pengelompokan tilakoid dalam kloroplas. Grana terdiri dari tumpukan tilakoid membran berbentuk cakram, terendam di stroma kloroplas.
Memang, kloroplas mengandung sistem membran internal, yang pada tumbuhan tingkat tinggi disebut grana-tilakoid, yang berasal dari membran dalam selubung.
Dalam setiap kloroplas biasanya ada sejumlah variabel granum, antara 10 dan 100. Butir dihubungkan satu sama lain oleh tilakoid stroma, tilakoid intergranal atau, lebih umum lamellae.
Pemeriksaan granum dengan mikroskop elektron transmisi (TEM) memungkinkan untuk mendeteksi butiran yang disebut kuantosom. Butiran ini adalah unit morfologi fotosintesis.
Demikian pula, membran tilakoid mengandung berbagai protein dan enzim, termasuk pigmen fotosintetik. Molekul-molekul ini memiliki kemampuan untuk menyerap energi foton dan memulai reaksi fotokimia yang menentukan sintesis ATP.
fitur
Grana sebagai struktur penyusun kloroplas, mendorong dan berinteraksi dalam proses fotosintesis. Jadi, kloroplas adalah organel yang mengubah energi.
Fungsi utama kloroplas adalah transformasi energi elektromagnetik dari sinar matahari menjadi energi dari ikatan kimia. Klorofil, ATP sintetase dan ribulosa bifosfat karboksilase / oksigenase (Rubisco) berpartisipasi dalam proses ini.
Fotosintesis memiliki dua fase:
- Fase cahaya, di hadapan sinar matahari, di mana terjadi transformasi energi cahaya menjadi gradien proton, yang akan digunakan untuk sintesis ATP dan untuk produksi NADPH.
- Fase gelap, yang tidak membutuhkan adanya cahaya langsung, bagaimanapun, membutuhkan produk yang terbentuk pada fase terang. Fase ini mendorong fiksasi CO2 dalam bentuk gula fosfat dengan tiga atom karbon.
Reaksi selama fotosintesis dilakukan oleh molekul yang disebut Rubisco. Fase terang terjadi di membran tilakoid, dan fase gelap di stroma.
Fase fotosintesis
Fotosintesis (kiri) dan respirasi (kanan). Gambar di sebelah kanan diambil dari BBC
Proses fotosintesis memenuhi langkah-langkah berikut:
1) Fotosistem II memecah dua molekul air, menciptakan satu molekul O2 dan empat proton. Empat elektron dilepaskan ke klorofil yang terletak di fotosistem II ini. Menghilangkan elektron lain yang sebelumnya tereksitasi oleh cahaya dan dilepaskan dari fotosistem II.
2) Elektron yang dilepaskan lolos ke plastoquinone yang menghasilkan sitokrom b6 / f. Dengan energi yang ditangkap oleh elektron, ia memasukkan 4 proton ke dalam tilakoid.
3) Kompleks sitokrom b6 / f mentransfer elektron ke plastosianin, dan ini ke kompleks fotosistem I. Dengan energi cahaya yang diserap oleh klorofil, ia berhasil menaikkan energi elektron lagi.
Berkaitan dengan kompleks ini adalah ferredoxin-NADP + reduktase, yang mengubah NADP + menjadi NADPH, yang tetap berada di stroma. Demikian pula, proton yang menempel pada tilakoid dan stroma membuat gradien yang mampu menghasilkan ATP.
Dengan cara ini, NADPH dan ATP berpartisipasi dalam siklus Calvin, yang ditetapkan sebagai jalur metabolisme di mana CO2 difiksasi oleh RUBISCO. Ini memuncak dalam produksi molekul fosfogliserat dari ribulosa 1,5-bifosfat dan CO2.
Fungsi lainnya
Di sisi lain, kloroplas melakukan banyak fungsi. Antara lain sintesis asam amino, nukleotida dan asam lemak. Serta produksi hormon, vitamin dan metabolit sekunder lainnya, dan berpartisipasi dalam asimilasi nitrogen dan sulfur.
Nitrat adalah salah satu sumber utama nitrogen yang tersedia di tumbuhan tingkat tinggi. Memang, dalam kloroplas proses transformasi dari nitrit menjadi amonium terjadi dengan partisipasi reduktase nitrit.
Kloroplas menghasilkan serangkaian metabolit yang berkontribusi sebagai cara pencegahan alami terhadap berbagai patogen, mendorong adaptasi tanaman terhadap kondisi buruk seperti stres, kelebihan air, atau suhu tinggi. Demikian pula, produksi hormon mempengaruhi komunikasi ekstraseluler.
Dengan demikian, kloroplas berinteraksi dengan komponen seluler lainnya, baik melalui emisi molekuler atau melalui kontak fisik, seperti yang terjadi antara granum di stroma dan membran tilakoid.
Referensi
- Atlas Histologi Tumbuhan dan Hewan. Sel. Kloroplas Dept. dari Biologi Fungsional dan Ilmu Kesehatan. Fakultas Biologi. Universitas Vigo. Dipulihkan di: mmegias.webs.uvigo.es
- León Patricia dan Guevara-García Arturo (2007) Kloroplas: organel kunci dalam kehidupan dan penggunaan tumbuhan. Biotecnología V 14, CS 3, Indd 2. Diperoleh dari: ibt.unam.mx
- Jiménez García Luis Felipe dan Pedagang Larios Horacio (2003) Biologi Seluler dan Molekuler. Pendidikan Pearson. Meksiko ISBN: 970-26-0387-40.
- Campbell Niel A., Mitchell Lawrence G. dan Reece Jane B. (2001) Biologi: Konsep dan Hubungan. Edisi ke-3. Pendidikan Pearson. Meksiko ISBN: 968-444-413-3.
- Sadava David & Purves William H. (2009) Kehidupan: Ilmu Biologi. Edisi ke-8. Editorial Medica Panamericana. Buenos Aires. ISBN: 978-950-06-8269-5.