คลอโรพลาสต์คือโครงสร้างเมมเบรนที่มีการสังเคราะห์แสง กระบวนการนี้ในพืชชั้นสูงและไซยาโนแบคทีเรียทำให้โลกสามารถรักษาความสามารถในการดำรงชีวิตโดยใช้คาร์บอนไดออกไซด์และเติมความเข้มข้นของออกซิเจน การสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้นในโครงสร้างเช่นไทลาคอยด์ เหล่านี้เป็น "โมดูล" เมมเบรนของคลอโรพลาสต์ซึ่งมีการถ่ายโอนโปรตอน โฟโตไลซิสในน้ำ กลูโคส และการสังเคราะห์ ATP
โครงสร้างคลอโรพลาสต์พืช
คลอโรพลาสต์เรียกว่าโครงสร้างเมมเบรนคู่ที่อยู่ในไซโตพลาสซึมของเซลล์พืชและคลาไมโดโมนาส ในทางตรงกันข้าม เซลล์ไซยาโนแบคทีเรียดำเนินการสังเคราะห์ด้วยแสงในไทลาคอยด์ ไม่ใช่ในคลอโรพลาสต์ นี่คือตัวอย่างหนึ่งของสิ่งมีชีวิตที่ด้อยพัฒนาซึ่งสามารถให้สารอาหารผ่านเอนไซม์สังเคราะห์แสงที่อยู่บนส่วนที่ยื่นออกมาของไซโตพลาสซึม
ตามโครงสร้างของมัน คลอโรพลาสเป็นออร์แกเนลล์ที่มีเยื่อหุ้ม 2 ชั้นในรูปของฟองสบู่ พวกมันอยู่ในเซลล์ของพืชสังเคราะห์แสงจำนวนมากและพัฒนาเฉพาะในกรณีของสัมผัสกับแสงอัลตราไวโอเลต ภายในคลอโรพลาสต์คือสโตรมาของเหลว ในองค์ประกอบของมัน มันคล้ายกับไฮยาโลพลาสซึมและประกอบด้วยน้ำ 85% ซึ่งอิเล็กโทรไลต์จะละลายและโปรตีนจะถูกระงับ สโตรมาของคลอโรพลาสต์ประกอบด้วยไทลาคอยด์ ซึ่งเป็นโครงสร้างที่ขั้นตอนแสงและความมืดของการสังเคราะห์แสงดำเนินไปโดยตรง
เครื่องมือในกรรมพันธุ์คลอโรพลาสต์
ข้างไทลาคอยด์มีแกรนูลที่มีแป้งซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์จากกระบวนการโพลิเมอไรเซชันของกลูโคสที่ได้จากการสังเคราะห์ด้วยแสง อย่างอิสระในสโตรมาคือ DNA พลาสติดพร้อมกับไรโบโซมที่กระจัดกระจาย สามารถมีโมเลกุลดีเอ็นเอได้หลายแบบ ร่วมกับอุปกรณ์สังเคราะห์ทางชีวภาพ พวกเขามีหน้าที่ในการฟื้นฟูโครงสร้างของคลอโรพลาสต์ สิ่งนี้เกิดขึ้นโดยไม่ต้องใช้ข้อมูลทางพันธุกรรมของนิวเคลียสของเซลล์ ปรากฏการณ์นี้ยังทำให้สามารถตัดสินความเป็นไปได้ของการเติบโตและการสืบพันธุ์ของคลอโรพลาสต์โดยอิสระในกรณีที่มีการแบ่งเซลล์ ดังนั้น คลอโรพลาสต์จึงไม่ขึ้นอยู่กับนิวเคลียสของเซลล์ในบางแง่มุมและเป็นตัวแทนของสิ่งมีชีวิตที่ด้อยพัฒนาแบบพึ่งพาอาศัยกันอย่างที่เป็นอยู่
โครงสร้างของต่อมไทรอยด์
ไทลาคอยด์คือโครงสร้างเมมเบรนรูปแผ่นดิสก์ที่อยู่ในสโตรมาของคลอโรพลาสต์ ในไซยาโนแบคทีเรียนั้นพบได้อย่างสมบูรณ์ในการบุกรุกของเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึมเนื่องจากไม่มีคลอโรพลาสต์อิสระ ไทลาคอยด์มีสองประเภท: ชนิดแรกคือไทลาคอยด์ที่มีลูเมน และชนิดที่สองคือชนิดแผ่น ไทลาคอยด์ที่มีลูเมนมีขนาดเล็กกว่าและเป็นแผ่นดิสก์ ไทลาคอยด์หลายตัวเรียงตัวในแนวตั้งเป็นรูปกรานา
ลาเมลลาร์ไทลาคอยด์เป็นแผ่นกว้างที่ไม่มีรูพรุน แต่เป็นแท่นสำหรับติดธัญพืชหลายเมล็ด ในนั้นการสังเคราะห์ด้วยแสงไม่ได้เกิดขึ้นจริงเนื่องจากจำเป็นในการสร้างโครงสร้างที่แข็งแรงซึ่งทนทานต่อความเสียหายทางกลต่อเซลล์ โดยรวมแล้ว คลอโรพลาสต์สามารถมีไทลาคอยด์ได้ตั้งแต่ 10 ถึง 100 ตัว โดยมีลูเมนที่สามารถสังเคราะห์แสงได้ ไทลาคอยด์เองเป็นโครงสร้างองค์ประกอบที่รับผิดชอบในการสังเคราะห์ด้วยแสง
บทบาทของไทลาคอยด์ในการสังเคราะห์แสง
ปฏิกิริยาที่สำคัญที่สุดของการสังเคราะห์แสงเกิดขึ้นในไทลาคอยด์ ประการแรกคือการแยกโฟโตไลซิสของโมเลกุลน้ำและการสังเคราะห์ออกซิเจน ประการที่สองคือการขนส่งโปรตอนผ่านเมมเบรนผ่านโมเลกุลเชิงซ้อนไซโตโครม b6f และสายโซ่อิเล็กโทรทรานสปอร์ต นอกจากนี้ในไทลาคอยด์ยังเกิดการสังเคราะห์โมเลกุล ATP พลังงานสูงอีกด้วย กระบวนการนี้เกิดขึ้นจากการใช้การไล่ระดับโปรตอนที่พัฒนาขึ้นระหว่างเยื่อหุ้มไทลาคอยด์กับคลอโรพลาสต์สโตรมา ซึ่งหมายความว่าหน้าที่ของไทลาคอยด์ทำให้สามารถรับรู้เฟสแสงทั้งหมดของการสังเคราะห์ด้วยแสงได้
ระยะการสังเคราะห์แสง
เงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการมีอยู่ของการสังเคราะห์แสงคือความสามารถในการสร้างศักยภาพของเมมเบรน มันทำได้โดยการถ่ายโอนอิเล็กตรอนและโปรตอนเนื่องจากการไล่ระดับสี H + ซึ่งมากกว่าในเยื่อหุ้มยลถึง 1,000 เท่า การนำอิเล็กตรอนและโปรตอนจากโมเลกุลของน้ำมาสร้างศักย์ไฟฟ้าเคมีในเซลล์จะมีประโยชน์มากกว่า ภายใต้การกระทำของโฟตอนอัลตราไวโอเลตบนเยื่อหุ้มไทลาคอยด์ สิ่งนี้สามารถใช้ได้ อิเล็กตรอนถูกกระแทกออกจากโมเลกุลของน้ำหนึ่งโมเลกุลซึ่งได้รับประจุบวกดังนั้นในการทำให้เป็นกลางจึงจำเป็นต้องปล่อยโปรตอนหนึ่งตัว เป็นผลให้โมเลกุลของน้ำ 4 ตัวแตกตัวเป็นอิเล็กตรอน โปรตอน และก่อตัวเป็นออกซิเจน
ลูกโซ่ของกระบวนการสังเคราะห์แสง
หลังจากโฟโตไลซิสของน้ำ เมมเบรนจะถูกชาร์จใหม่ ไทลาคอยด์เป็นโครงสร้างที่สามารถมีค่า pH ที่เป็นกรดระหว่างการถ่ายโอนโปรตอน ในเวลานี้ pH ในสโตรมาของคลอโรพลาสต์จะเป็นด่างเล็กน้อย สิ่งนี้สร้างศักย์ไฟฟ้าเคมีที่ทำให้การสังเคราะห์เอทีพีเป็นไปได้ ต่อมาจะใช้โมเลกุลของอะดีโนซีน ไตรฟอสเฟตสำหรับความต้องการพลังงานและขั้นตอนมืดของการสังเคราะห์ด้วยแสง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เซลล์ใช้ ATP เพื่อใช้คาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งทำได้โดยการควบแน่นและการสังเคราะห์โมเลกุลกลูโคสโดยยึดตามพวกมัน
ในช่วงมืด NADP-H+ ถูกลดขนาดเป็น NADP โดยรวมแล้ว การสังเคราะห์โมเลกุลกลูโคสหนึ่งโมเลกุลต้องใช้โมเลกุลเอทีพี 18 โมเลกุล คาร์บอนไดออกไซด์ 6 โมเลกุล และโปรตอนไฮโดรเจน 24 ตัว สิ่งนี้ต้องการโฟโตไลซิสของ 24 โมเลกุลของน้ำเพื่อใช้โมเลกุลของคาร์บอนไดออกไซด์ 6 ตัว กระบวนการนี้ทำให้คุณสามารถปลดปล่อยโมเลกุลออกซิเจนได้ 6 โมเลกุล ซึ่งสิ่งมีชีวิตอื่นๆ จะใช้ตามความต้องการด้านพลังงานในภายหลัง ในเวลาเดียวกัน thylakoids เป็น (ในทางชีววิทยา) ตัวอย่างของโครงสร้างเมมเบรนที่ช่วยให้ใช้พลังงานแสงอาทิตย์และศักยภาพของเมมเบรนที่มีการไล่ระดับ pH เพื่อแปลงเป็นพลังงานของพันธะเคมี