To tylko jedna z 7 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Chloroplasty
Chloroplasty znajdują się wyłącznie w komórkach roślinnych (w różnego typu miękiszu - nie ma ich w epidermie z wyjątkiem aparatów szparkowych).
Budowa chloroplastu:
Chloroplast to bryła otoczona 2 błonami (zewnętrzna zawiera poryny - kanały wodne przepuszczalne dla wody, jonów, małych cząsteczek; wewnętrzna zawiera przenośniki elektronów). Środek wypełnia stroma (zawiera wiele enzymów i skrobię) i stosy tylakoidów ułożonych w grana (ich wnętrza są ze sobą połączone). Chloroplast zawiera więc 3 przedziały: przestrzeń międzybłonową, stromę i światło tylakoidów.
Tylakoidy zespolone w grana i niezespolone (międzygranowe) różnią się składem błon!
Chloroplasty (i mitochondria) to organella semiautonomiczne - posiadają własny genom, ale jego pojemność jest zbyt mała (nie koduje wszystkich występujących w chloroplastach białek). DNA chloroplastowe zawiera około 130-140 genów, koduje około 10% białek. Większość jest kodowana przez jądro, syntetyzowana w cytoplazmie i transportowana na teren plastydu. DNA chloroplastu:
Pełna sekwencja DNA znana jest u 8 roślin lądowych (np. ryż, kukurydza, tytoń, sosna czarna, Psilotum, porostnica) i 6 glonów. W chloroplaście znajduje się 20-30 identycznych nukleoidów.
Cząsteczka DNA jest kolista, zbudowana z 2 komplementarnych nici. Replikacja zewnętrznej następuje zgodnie z ruchem wskazówek zegara, wewnętrznej w drugą stronę.
W DNA znajdują się 2 sekwencje niepowtarzalne kodujące białka (LSC = large single copy i SSC = small single copy) przedzielone dwoma sekwencjami IR = inverted repeat (sekwencje powtarzalne kodujące tRNA, rRNA i białka rybosomalne).
Geny rRNA ułożone są zawsze w tej samej kolejności (16s, 23s, 5s, 4.5s), pomiędzy nimi często tRNA.
ekspresja genów często następuje pod wpływem światła - uaktywnia ono fotoreceptor, np. fitochrom (niebieski barwnik fitochromobilina + białko apoproteina, ma aktywnośc kinazy białkowej), kryptochrom (pochłania światło niebieskie).Fotoreceptor aktywuje białka regulatorowe trans (GBF, GT-I). Białka te uruchamiają transkrypcję mRNA, na podstawie którego syntetyzowane są białka chloroplastu (np. pSSU (pre-SSU) - mała podjednostka rubisco; w chloroplaście łączy się z LSU i tworzy enzym, pLHCP transportowany do tylakoidu).
DNA chloroplastowe zawiera:
geny związane z aparatem genetycznym - czynniki inicjacji translacji; podjednostki polimerazy RNA; wszystkie tRNA; 4 rodzaje RNA; około 1/3 białek podjednostek rybosomalnych... Druga polimeraza jest całkowicie kodowana w jądrze.
geny aparatu fotosyntetycznego:
rbcL - koduje dużą podjednostkę rubisco (karboksylazy rybulozodifosforanu), małe podjednostki kodowane są przez genom jądrowy
(…)
… wewnętrznych). W przypadku niedoboru światła powstają etioplasty z regularną, przypominającą kryształ strukturą zwaną ciałem prolamellarnym. Etioplasty mogą przekształcać się w chloroplasty, kiedy znajdą się w miejscu wystarczająco oświetlonym. Z proplastydów mogą też powstawać amyloplasty, elaioplasty i chromoplasty (te ostatnie mogą także powstawać z chloroplastów). U roślin jednoliściennych…
… protochlorofilidu, która do swojego działania potrzebuje NADPH (który produkowany jest pod wpływem światła - dlatego w ciemności reakcja ta nie może zajść). Chlorofilid przekształcany jest w chlorofil.
Reakcje wiązania dwutlenku węgla:
Cykl Calvina (C3) - ciąg reakcji niezależnych od światła. Dwutlenek węgla wiązany jest przez rybulozodifosforan (enzym - rubisco). Sześciowęglowa cząsteczka rozpada się na 2 dwa 3…
… fosfoglicerynianu na początku cyklu powstaje 4-węglowy szczawiooctan. Rośliny takie mają nieco odmienną budowę liścia (wiązki przewodzące otoczone są fotosyntetyzującymi komórkami pochwy wokółwiązkowej - komórki te mają bezgranowe chloroplasty, są w nich tylko równoległe tylakoidy). W komórkach mezofilu przebiega szlak C4 (w pochwach - cykl Calvina). Szczawiooctan może rozpadać się na CO2 i pirogronian, wykorzystywany do cyklu Calvina przez komórki wokółwiązkowe. Rośliny C4 dobrze znoszą wysokie temperatury i suszę (nawet po zamnknięciu aparatów szparkowych mają dostęp do CO2 dla fotosyntezy), ale zużywają więcej energii (np. trzcina cukrowa, kukurydza). Szlaki C3 i C4 przebiegają w różnych miejscach.
CAM (crassulacean acid metabolism) - występuje u wielu sukulentów (np. gruboszowate). Rośliny wiążą CO2 nocą…
… (w przeciwieństwie do dwuliściennych) w obrębie jednego liścia można znaleźć różne stadia rozwoju chloroplastów. Biosynteza chlorofilu:
kwas alfa-aminolewulinowy -> ... -> porfiryna IX -> protochlorofilid. Protochlorofilid jest ostatnim stadium ciemniiowym syntezy chlorofilu, ma bardzo regularną strukturę (buduje ciało prolamellarne). Protochlorofilid przekształca się w chlorofilid pod wpływem reduktazy…
… i wbudowują go w jabłczan magazynowany w wakuoli. W ciągu dnia zamykają szparki, dekarboksylują jabłczan i uwalniają dwutlenek węgla do tkanki liścia. Szlaki C3 i C4 odbywają się w różnym czasie. Podział plastydów:
Plastydy powstają z już istniejących plastydów - nie ma możliwości wytworzenia przez komórkę chloroplastów de novo. Ilość chloroplastów w określonym typie komórek jest stała, regulacja podziałów…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)