Tilacoïde

Tilacoïde dans un chloroplaste

Que sont les tilacoïdes?

Les Tilacoïde Ce sont des compartiments sous forme de sacs plats situés dans des chloroplastes dans les cellules végétales, dans les cyanobactéries et les algues. Ils sont généralement organisés dans une structure appelée Grana-pleural Granulé- et ressemble à un tas de pièces.

Les tilacoïdes sont considérés comme le troisième système de membrane chloroplastique, en dehors de la membrane interne et externe de ladite organelle. La membrane de cette structure se sépare à l'intérieur du tilacoïde du stroma chloroplastique et a une série de pigments et de protéines impliquées dans les voies métaboliques.

Dans les tilacoïdes, il existe des réactions biochimiques essentielles pour la photosynthèse, le processus par lequel les plantes prennent la lumière du soleil et la transforment en glucides. Plus précisément, ils ont les machines nécessaires ancrées à leur membrane pour effectuer la phase dépendante du soleil, où la lumière est piégée et convertie en énergie (ATP) et NADPH.

Caractéristiques des tilacoïdes

- Les tilacoïdes sont un système membraneux interne à trois dimensions de chloroplastes. Les chloroplastes entièrement matures ont 40 à 60 ma grana empilé, avec un diamètre comprise entre 0,3 et 0,6 µm.

- Le nombre de tilacoïdes qui constituent les granas varient considérablement: à partir de moins de 10 sacs dans les plantes exposées à une lumière du soleil suffisante, jusqu'à plus de 100 tilacoïdes dans les plantes qui vivent dans des environnements avec des ombres extrêmes.

- Les tilacoïdes empilés sont connectés les uns aux autres formant un compartiment continu dans le chloroplaste. L'intérieur du Tilacoïde est un compartiment assez spacieux de nature aqueuse.

- La membrane tilacoïde est indispensable pour la photosynthèse, car la première étape du processus se déroule là-bas.

Structure de tilacoïde

Les tilacoïdes sont les structures qui dominent dans un chloroplaste totalement mature. Si un chloroplaste est affiché au microscope optique traditionnel, des espèces de grains peuvent être observées.

Ce sont des empiles de Tilacoid; Par conséquent, les premiers observateurs de ces structures ont été appelés "grana".

Avec l'aide du microscope électronique, l'image pouvait être élargie et il a été conclu que la nature de ces grains était vraiment des tilacoïdes empilés.

La formation et la structure de la membrane tilacoïde dépend de la formation de chloroplaste à partir d'un plastidium non encore différencié, appelé protoplastio. La présence de lumière stimule la conversion en chloroplastes, puis la formation de tilacoïdes empilés.

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Membrane tilacoïde

Dans les chloroplastes et les cyanobactéries, la membrane tilacoïde n'est pas en contact avec la partie interne de la membrane plasmique. Cependant, la formation de la membrane tilacoïde commence par l'invagination de la membrane interne.

Dans les cyanobactéries et dans certaines espèces d'algues, les tilacoïdes sont formés par une seule couche de lamelle. En revanche, il existe un système plus complexe dans les chloroplastes matures.

Dans ce dernier groupe, vous pouvez distinguer deux parties essentielles: la grana et la stroma lamelle. Le premier se compose de petits albums empilés et le second est responsable de la connexion de ces empilements les uns avec les autres, formant une structure se poursuit: la lumière du Tilacoïde.

Composition lipidique de la membrane

Les lipides qui composent la membrane sont hautement spécialisés et sont constitués de près de 80% de diacylglycérol galactosyle: monogalactosyl diacylglycérol et diacylglycérol diacylglycérol. Ces galactolipides ont des chaînes très insaturées, typiques des tilacoïdes.

De même, la membrane tilacoïde contient des lipides tels que le phosphatidylglycérol en moins de proportion. Les lipides mentionnés ne sont pas distribués de manière homogène dans les deux couches de la membrane; Il y a un certain degré d'asymétrie qui semble contribuer au fonctionnement de la structure.

Composition des protéines membranaires

Les photosystèmes I et II sont les composants protéiques dominants de cette membrane. Ils sont associés au complexe du cytochrome B₆F et ATP synthétase.

Il a été constaté que la majorité des éléments du Photosystème II est situé dans les membranes de grana emballées, tandis que le photosystème I est principalement situé dans les membranes tilacoïdes non analysées. C'est-à-dire qu'il y a une séparation physique entre les deux photosystèmes.

Ces complexes comprennent des protéines membranaires complètes, des protéines périphériques, des cofacteurs et une variété de pigments.

Tilacoïdes

L'intérieur du tilacoïde se compose d'une substance aqueuse et épaisse, dont la composition est différente de celle du stroma. Participer à la photophosphorylation, stockant les protons qui généreront la force de protons-moteur pour la synthèse de l'ATP. Dans ce processus, le pH de la lumière peut atteindre 4.

Dans le protéome Lummen de l'organisme modèle Arabidopsis thalien Plus de 80 protéines ont été identifiées, mais leurs fonctions n'ont pas été totalement élucidées.

Les protéines de la lumière sont impliquées dans la régulation de la biogenèse des tilacoïdes et dans l'activité et le remplacement des protéines qui forment les complexes photosynthétiques, en particulier le photosystème II et NAD (P) H D Edrogensa.

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Fonctions tilacoïdes

Le processus de photosynthèse, vital pour les légumes, commence en tilacoïdes. La membrane qui les délimite avec la strom chloroplaste.

Étapes de la photosynthèse

La photosynthèse peut être divisée en deux grandes étapes: réactions lumineuses et réactions sombres.

Comme son nom l'indique, les réactions qui appartiennent au premier groupe ne peuvent procéder qu'en présence de lumière, tandis que ceux du deuxième groupe peuvent survenir avec ou sans cela. Notez qu'il n'est pas nécessaire que l'environnement soit "sombre", il n'est indépendant que de la lumière.

Le premier groupe de réactions, la "lumière", se produit dans le tilacoïde et peut être résumé comme suit: Lumière + chlorophylle + 12 h₂O + 12 NADP⁺ + 18 ADP + 18 P_Toi à 6 o₂ + 12 NADPH + 18 ATP.

Le deuxième groupe de réactions se produit dans le stroma du chloroplaste et prend l'ATP et le NADPH synthétisé dans la première étape pour réduire le dioxyde de carbone au glucose (C (C₆H₁₂SOIT₆). La deuxième étape peut être résumé en: 12 NADPH + 18 ATP + 6 CO₂ à c₆H₁₂SOIT₆ + 12 NADP⁺ + 18 ADP + 18 P_Toi + 6 h₂SOIT.

Étape dépendante de la lumière

Les réactions lumineuses impliquent une série de structures appelées photosystèmes, qui se trouvent dans la membrane tilacoïde et contiennent à l'intérieur de 300 molécules de pigment, parmi ces chlorophylles.

Il existe deux types de photosystèmes: le premier a un pic d'absorption de lumière maximum de 700 nanomètres et est connu sous le nom de P₇₀₀, Tandis que le second est appelé p₆₈₀. Les deux sont intégrés dans la membrane tilacoïde.

Le processus commence lorsque l'un des pigments absorbe un photon et ce "rebond" vers d'autres pigments. Lorsqu'une molécule de chlorophylle absorbe la lumière, un électron saute et une autre molécule l'absorbe. La molécule qui a perdu l'électron est maintenant oxydée et a une charge négative.

Le p₆₈₀ Capturer l'énergie lumineuse de la chlorophylle un. Dans ce photosystème, un électron est jeté dans un système plus énergétique à un accepteur d'électrons primaire.

Cet électron tombe sur le photosystème I, à travers la chaîne de convoyeurs électron. Ce système de réactions d'oxydation et de réduction est responsable du transfert de protons et d'électrons d'une molécule à une autre.

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En d'autres termes, il y a un flux d'électrons de l'eau au Photosystème II, au Photosystème I et NADPH.

Photophosphorylation

Une partie des protons générée par ce système de réactions est située à l'intérieur du Tilacoïde (également appelé Tilacoid Luz), créant un gradient chimique qui génère une force de proton-moteur.

Les protons se déplacent de l'espace tilacoïde au stroma, après le gradient électrochimique; c'est-à-dire qu'ils quittent le tilacoïde.

Cependant, le passage de protons n'est nulle part dans la membrane, ils doivent le faire via un système enzymatique complexe appelé ATP synthésase.

Ce mouvement de proton vers Strom. La synthèse de l'ATP utilisant la lumière est appelée photophosphorylation.

Ces étapes mentionnées se produisent simultanément: la chlorophylle du photosystème II perd un électron et doit la remplacer par un électron de la rupture d'une molécule d'eau; Le photosystème I Immand Light, oxyde et lance un électron qui est capturé par le NADP⁺.

L'électron perdu du photosystème I est remplacé par le résultat du photosystème II. Ces composés seront utilisés dans les réactions de fixation en carbone suivantes, dans le cycle Calvin.

Évolution

L'évolution de la photosynthèse en tant que processus liblérant en oxygène a permis la vie telle que nous la connaissons.

Il est proposé que la photosynthèse ait été développée il y a quelques milliards d'années dans l'ancêtre qui a donné naissance à des cyanobactéries actuelles, basées sur un complexe photosynthétique anxique.

Il est proposé que l'évolution de la photosynthèse s'est accompagnée de deux événements indispensables: la création du photosystème P₆₈₀ et la genèse d'un système de membranes internes, sans connexion à la membrane cellulaire.

Il existe une protéine VIPP1 essentielle pour la formation de tilacoides. En effet, cette protéine est présente dans les plantes, les algues et les cyanobactéries, mais absente dans les bactéries qui effectuent une photosynthèse anoxique.

On pense que ce gène pourrait provenir de la duplication de gènes dans l'ancêtre possible des cyanobactéries. Il n'y a qu'un seul cas cyanobactérien qui est capable d'effectuer une photosynthèse d'oxygène et n'a pas de tilacoides: l'espèce Gloeobacter Violaceus.