Granas adalah struktur yang timbul dari pengelompokan tilakoid yang terletak di dalam kloroplas dari sel tumbuhan . Struktur ini mengandung pigmen fotosintesis (klorofil, karotenoid, xantofil) dan berbagai lipid. Selain protein yang bertanggung jawab untuk pembangkit energi, seperti ATP-sintetase.
Dalam hal ini, tilakoid merupakan vesikel pipih yang terletak di membran bagian dalam kloroplas. Struktur ini menangkap cahaya untuk fotosintesis dan reaksi fotofosforilasi. Pada gilirannya, tilakoid bertumpuk dan granum tertanam dalam stroma kloroplas.
Kloroplas. Oleh Gmsotavio [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) atau GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html)], dari Wikimedia Commons
Di stroma, tumpukan tilakoid dihubungkan oleh lamina stroma. Koneksi 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 pelat atas. Setiap sistem mengandung pigmen fotosintesis 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.
Indeks artikel
Karakteristik
Bagi Neil A. Campbell, penulis Biology: Concepts and Relationships (2012), grana adalah paket 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 mengandung serangkaian kompartemen melingkar yang tipis dan rapat: 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 , yang digunakan untuk mensintesis beberapa protein yang membentuk kloroplas.
Struktur
Struktur granum adalah fungsi dari pengelompokan tilakoid di dalam kloroplas. Grana terdiri dari tumpukan tilakoid membran berbentuk cakram, terendam dalam stroma kloroplas.
Memang, kloroplas mengandung sistem membran internal, yang pada tumbuhan tingkat tinggi disebut sebagai grana-tilakoid, yang berasal dari membran dalam selubung.
Dalam setiap kloroplas, jumlah granum yang bervariasi biasanya dihitung, antara 10 dan 100. Butir-butir tersebut dihubungkan bersama oleh tilakoid stroma, tilakoid intergranal atau, lebih umum lamela.
Pemeriksaan granum dengan mikroskop elektron transmisi (TEM) memungkinkan untuk mendeteksi butiran yang disebut quantosomes. Butir-butir ini adalah unit morfologi fotosintesis .
Demikian pula, membran tilakoid mengandung berbagai protein dan enzim, termasuk pigmen fotosintesis. Molekul-molekul ini memiliki kemampuan untuk menyerap energi foton dan memulai reaksi fotokimia yang menentukan sintesis ATP .
Fitur
Grana, sebagai penyusun struktur kloroplas, mendorong dan berinteraksi dalam proses fotosintesis. Dengan demikian, kloroplas adalah organel pengubah 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, dengan adanya sinar matahari, di mana terjadi transformasi energi cahaya menjadi gradien proton, yang akan digunakan untuk sintesis ATP dan untuk produksi NADPH.
- Sebuah fase gelap, yang tidak memerlukan kehadiran cahaya langsung, bagaimanapun, membutuhkan produk yang terbentuk dalam 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 terjadi 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 sebuah molekul O2 dan empat proton. Empat elektron dilepaskan ke klorofil yang terletak di fotosistem II ini. Melepaskan elektron lain yang sebelumnya tereksitasi oleh cahaya dan dilepaskan dari fotosistem II.
2) Elektron yang dilepaskan lolos ke plastoquinone yang memberikannya ke sitokrom b6 / f. Dengan energi yang ditangkap oleh elektron, ia memperkenalkan 4 proton di 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.
Terkait dengan kompleks ini adalah ferredoxin-NADP + reduktase, yang memodifikasi NADP + menjadi NADPH, yang tetap berada di stroma. Demikian juga, proton yang melekat pada tilakoid dan stroma menciptakan gradien yang mampu menghasilkan ATP.
Dengan cara ini, baik NADPH dan ATP berpartisipasi dalam siklus Calvin, yang ditetapkan sebagai jalur metabolisme di mana CO2 ditetapkan oleh RUBISCO. Ini memuncak dalam produksi molekul fosfogliserat dari ribulosa 1,5-bifosfat dan dari 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 belerang.
Nitrat merupakan salah satu sumber utama nitrogen yang tersedia pada tumbuhan tingkat tinggi. Memang, dalam kloroplas proses transformasi dari nitrit menjadi amonium terjadi dengan partisipasi nitrit-reduktase.
Kloroplas menghasilkan serangkaian metabolit yang berkontribusi sebagai sarana pencegahan alami terhadap berbagai patogen, mempromosikan adaptasi tanaman terhadap kondisi buruk seperti stres, kelebihan air atau suhu tinggi. Demikian juga, 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 departemen 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 tanaman. Biotecnologia V 14, CS 3, Indd 2. Diperoleh dari: ibt.unam.mx
- Jiménez García Luis Felipe dan Merchant Larios Horacio (2003) Seluler dan Biologi Molekuler. Pendidikan Pearson. ISBN Meksiko: 970-26-0387-40.
- Campbell Niel A., Mitchell Lawrence G. dan Reece Jane B. (2001) Biologi: Konsep dan Hubungan. Edisi ke-3. Pendidikan Pearson. ISBN Meksiko: 968-444-413-3.
- Sadava David & Purves William H. (2009) Kehidupan: Ilmu Biologi. Edisi ke-8. Redaksi Medica Panamericana. Buenos Aires. ISBN: 978-950-06-8269-5.
