הגדרה ותפקוד של Thylakoid

א תילאוקיד הוא מבנה הדומה לגיליון הממברנה שהוא אתר התלוי באור פוטוסינתזה תגובות ב כלורופלסטים ו ציאנובקטריה. זהו האתר המכיל את הכלורופיל המשמש לקליטת אור ומשתמש בו לתגובות ביוכימיות. המילה תילקואיד היא מהמילה הירוקה תילקוסשמשמעותה שקיק או שק. עם הסוף האידאי, "תילאוכואיד" פירושו "דמוי כיס".

Thylakoids עשוי להיקרא גם lamellae, אם כי ניתן להשתמש במונח זה כדי להתייחס לחלק של התילקואיד המחבר בין גרנה.

בכלורופלסטים משובצים התילקואידים בסטרומה (חלק פנימי של כלורופלסט). הסטרומה מכילה ריבוזומים, אנזימים וכלורופלסט DNA. התילקואיד מורכב מהקרום התילאוקאידי והאיזור הסגור הנקרא לומן תילאוקאידי. ערמת תילקואידים מהווה קבוצה של מבנים דמויי מטבע הנקראים גרנום. כלורופלסט מכיל כמה מבנים אלה, הידועים ביחד בשם גרנה.

לצמחים גבוהים יותר יש תילקואידים מאורגנים במיוחד בהם לכלורופלסט יש 10–100 גרנה המחוברים זה לזה על ידי סטרומה תילאוכואידים. ניתן לחשוב על התילקואידים בסטרומה כמנהרות המחברות בין הגרנה. גריל תילאוקואידים וסטרומה תילקואידים מכילים חלבונים שונים.

התגובות שבוצעו בתילקואיד כוללות פוטוליזה של מים, שרשרת הובלת האלקטרונים וסינתזת ATP.

פיגמנטים פוטוסינתטיים (למשל, כלורופיל) מוטמעים בקרום התילקואיד, והופכים אותו לאתר של התגובות התלויות באור בפוטוסינתזה. צורת הסליל הערום של הגרנה מעניקה לכלורופלסט יחס שטח פנים-נפח גבוה, ומסייעת ליעילות הפוטוסינתזה.

לומן התילאואיד משמש לניתוח פוטו-פוספורילציה במהלך פוטוסינתזה. התגובות התלויות באור במשאבת הממברנה פורצות לומן, ומורידות את רמת החומציות שלה ל -4. לעומת זאת, החומציות של הסטרומה היא 8.

השלב הראשון הוא פוטוליזה של מים, המתרחשת באתר לומן של הממברנה התילקואיד. אנרגיה מאור משמשת להפחתת או לפיצול מים. תגובה זו מייצרת אלקטרונים הדרושים לשרשראות הובלת האלקטרונים, פרוטונים הנשאבים לומן ליצירת שיפוע פרוטון וחמצן. אף על פי שיש צורך בחמצן לצורך הנשימה סלולרית, הגז המיוצר מתגובה זו מוחזר לאטמוספירה.

האלקטרונים מהפוטוליזה עוברים למערכות הצילום של שרשראות הובלת האלקטרונים. מערכות הצילום מכילות קומפלקס אנטנה המשתמש בכלורופיל ובפיגמנטים קשורים לאיסוף אור באורכי גל שונים. מערכת הפוטוש אני משתמשת באור להפחתת ה- NADP ⁺ לייצר NADPH ו- H⁺. Photosystem II משתמשת באור כדי לחמצון מים לייצור חמצן מולקולרי (O₂), אלקטרונים (ה^-), ופרוטונים (ח⁺). האלקטרונים מקטינים את ה- NADP⁺ ל- NADPH בשתי המערכות.

ATP מיוצר משני הפוטושסטים I והן מפוטוסיסטם II. Thylakoids מסנתז ATP באמצעות סינתז ATP אנזים זה דומה ל- ATPase מיטוכונדריאלי. האנזים משולב בקרום התילקואיד. חלק ה- CF1 של מולקולת הסינתזה נמשך לסטרומה, שם ATP תומך בתגובות הפוטוסינתזה הבלתי תלויות.

לומן של התילקואיד מכיל חלבונים המשמשים לעיבוד חלבון, פוטוסינתזה, מטבוליזם, תגובות רדוקס והגנה. החלבון פלסטוציאנין הוא חלבון הובלת אלקטרונים המעביר אלקטרונים מחלבוני הציטוכרום למערכת הפוטוסיסטית I. קומפלקס ציטוכרום b6f הוא חלק משרשרת הובלת האלקטרונים שמזווג פרוטון הנשאב לומן התילאואיד באמצעות העברת אלקטרונים. מתחם הציטוכרום ממוקם בין פוטוש סיסטם I לבין פוטוסיסטם II.

בעוד שתילקואידים בתאי צמחים יוצרים ערימות של גראנה בצמחים, הם עלולים להיות לא מוחבבים בסוגים מסוימים של אצות.

בעוד שאצות וצמחים הם אוקריוטים, ציאנובקטריה היא פרוקריוטות פוטוסינתטיות. הם אינם מכילים כלורופלסטים. במקום זאת, התא כולו פועל כמעין תילקואיד. לציאנו-בקטריום יש דופן תא חיצונית, קרום התא והממברנה התילאואידית. בתוך ממברנה זו נמצא ה- DNA החיידקי, הציטופלזמה והקרבוקסיזומים. לקרום התילאואיד יש שרשראות העברה אלקטרוניות פונקציונליות התומכות בפוטוסינתזה ונשימה תאית. ממברנות ציאנובקטריות תילקואיד אינן יוצרות גרנה וסטרומה. במקום זאת, הממברנה יוצרת יריעות מקבילות בסמוך לממברנה הציטופלסמית, עם מספיק מרווח בין כל גיליון לפיקוביליזומים, המבנים הקטיפים אור.