Chloroplastmembran - Chloroplast membrane
| Zellen-Biologie | |
|---|---|
| Chloroplast | |
Bestandteile eines typischen Chloroplasten
1 Granum
4 Stromales Thylakoid |
Chloroplasten enthalten mehrere wichtige Membranen , die für ihre Funktion lebenswichtig sind. Wie Mitochondrien haben Chloroplasten eine Doppelmembranhülle, die als Chloroplastenhülle bezeichnet wird , aber im Gegensatz zu Mitochondrien haben Chloroplasten auch interne Membranstrukturen, die Thylakoide genannt werden . Darüber hinaus können eine oder zwei zusätzliche Membranen Chloroplasten in Organismen einschließen, die eine sekundäre Endosymbiose durchgemacht haben , wie die Eugleniden und Chlorarachniophyten .
Die Chloroplasten kommen über Endosymbiose durch Verschlingen eines photosynthetischen Cyanobakteriums durch die eukaryontische, bereits mitochondriale Zelle. Über Millionen von Jahren hat sich das endosymbiotische Cyanobakterium strukturell und funktionell weiterentwickelt, seine eigene DNA und die Fähigkeit zur Teilung durch binäre Spaltung (nicht mitotisch) beibehalten, aber seine Autonomie durch den Transfer einiger seiner Gene in das Kerngenom aufgegeben.
Hüllmembranen
Jede der Hüllmembranen ist eine Lipiddoppelschicht , die zwischen 6 und 8 nm dick ist. Es wurde festgestellt, dass die Lipidzusammensetzung der äußeren Membran 48% Phospholipide , 46% Galactolipide und 7% Sulfolipide enthält , während gefunden wurde, dass die innere Membran 16% Phospholipide , 79% Galactolipide und 5% Sulfolipide in Spinat-Chloroplasten enthält.
Die äußere Membran ist für die meisten Ionen und Metaboliten durchlässig , aber die innere Membran der Chloroplasten ist mit Transportproteinen hochspezialisiert . Zum Beispiel werden Kohlenhydrate durch einen Triosephosphat-Translokator durch die innere Hüllmembran transportiert . Die beiden Hüllmembranen sind durch einen Zwischenraum von 10–20 nm getrennt, der als Intermembranraum bezeichnet wird .
Thylakoidmembran
Innerhalb der Hüllmembranen, in der sogenannten Stromaregion , gibt es ein System miteinander verbundener abgeflachter Membrankompartimente, die Thylakoide genannt werden . Die Thylakoidmembran ist in ihrer Lipidzusammensetzung der inneren Hüllmembran ziemlich ähnlich und enthält 78 % Galaktolipide , 15,5 % Phospholipide und 6,5 % Sulfolipide in Spinat-Chloroplasten. Die Thylakoidmembran umschließt ein einzelnes, kontinuierliches wässriges Kompartiment, das als Thylakoidlumen bezeichnet wird .
Dies sind die Orte der Lichtabsorption und ATP- Synthese und enthalten viele Proteine, einschließlich derjenigen, die an der Elektronentransportkette beteiligt sind . Photosynthetische Pigmente wie Chlorophylle a,b,c und einige andere, zB Xanthophylle, Carotinoide, Phycobiline sind ebenfalls in die Granummembran eingebettet. Mit Ausnahme von Chlorophyll a sind alle anderen assoziierten Pigmente "akzessorisch" und übertragen Energie auf die Reaktionszentren der Photosysteme I und II.
Die Membranen des Thylakoids enthalten die Photosysteme I und II, die Sonnenenergie nutzen, um Elektronen anzuregen, die die Elektronentransportkette entlang wandern . Dieser exergonische Abfall der potentiellen Energie auf dem Weg wird genutzt, um H + -Ionen aus dem Lumen des Thylakoids in das Zytosol eines Cyanobakteriums oder das Stroma eines Chloroplasten zu ziehen (nicht zu pumpen!) . Es entsteht ein steiler H + -Gradient, der Chemiosmose ermöglicht , wobei die thylakoide, transmenbranische ATP-Synthase eine Doppelfunktion als "Gate" oder Kanal für H + -Ionen und als katalytisches Zentrum für die Bildung von ATP aus ADP + a . hat PO 4 3−- Ion.
Experimente haben gezeigt, dass der pH-Wert im Stroma etwa 7,8 beträgt, während der des Lumens des Thylakoids bei 5 liegt. Dies entspricht einem sechshundertfachen Unterschied in der Konzentration von H + -Ionen. Die H + -Ionen passieren das katalytische Gate der ATP-Synthase nach unten. Dieses chemiosmotische Phänomen tritt auch in Mitochondrien auf.