염록체 및 광합성에 대한 이해 - 세포의 분자생물학

염록체 및 광합성에 대해 알아보자!!

 

 

모든 동물과 대부분 미생물은 환경에서 대량의 유기 화합물을 지속해서 섭취합니다. 이들 화합물은 생합성을 위한 탄소 골격 및 세포 과정을 유발하는 대사 에너지를 제공하는데 사용됩니다. 원시 지구의 최초 유기체는 지구 화학적 과정에 의해 생성된 많은 유기 화합물에 적븐 할 수 있었지만 이러한 원래 화합물의 대부분은 수십 억년전에 사용된 것으로 여겨집니다. 그 이후로 살아있는 세포에 필요한 대부분의 유기 물질은 많은 유형의 광합성 박테리아를 포함하여 과앟ㅂ성 유기체에 의해 생산되었습니다.

 

가장 진보된 광합성 박테리아는 시어 노 박테리아이며 영양소 요구량이 가장 적습니다. 대기 CO2를 유기 화합물 ( 탄소 고정 이라고 하는 과정)로 변환할 때 물과 햇빛 에너지로부터 전자를 사용합니다. 물을 나누는 과정에서 전체 반응에서 n H2 O + n CO 2이 부산물로 발생합니다.

 

(CH2 O) n + n O2) 그들은 또한 산화 적 인산화에 필요한 산소를 대기로 방출합니다. 보다 원시적인 광합성 박테리아로부터 시어 노 박테리아의 진화는 결국 풍부한 호기성 생활 형태의 발달을 가능하게 했다고 생각됩니다. 훨씬 나중에 개발된 식물과 조류에서 광합성은 특수한 세포 내 소기관인 엽록체 에서 발생합니다. 엽록체는 일광 시간 동안 광합성을 수행합니다. 광합성의 즉각적인 생성물인 NADPH 및 ATP는 많은 유기 분자를 생성하기 위해 광합성 세포에 의해 사용됩니다. 식물에서 제품에는 유기체의 많은 비 광합성 세포의 대사 요구를 충족시키기 위해 수출되는 저 분자량 설탕 (보통 자당 )이 포함됩니다.

 

생화학적 및 유전적 증거는 엽록체가 세포 내 이식되었고 원시 진핵세포와의 공생에 살았던 산소 생성 광합성 박테리아의 후손이라는 것을 강력히 시사합니다. 미토콘드리아는 또한 일반적으로 세포 내 박테리아로부터 유래된 것으로 여겨집니다. 엽록체와 미토콘드리아의 많은 차이점은 서로 다른 박테리아 조상과 그 이후의 진화적 발산을 반영하는 것으로 생각됩니다. 그럼에도 엽록체에서 일어나는 광합성 ATP 합성에 관련된 기본 메커니즘은 미토콘드리아에서 일어나는 세포호흡 ATP 합성에 대해 이미 논의한 것과 매우 유사합니다.

 

 

 

엽록체는 Plastic 소기관의 한 구성원이다.

 

엽록체의 가장 눈에 띄는 멤버인 Plastic 세포 소기관의 가족, 살 상체는 모든 살아있는 식물 세포에 존재하며 각 세포 유형은 고유의 특징적인 모체를 가집니다. 모든 Plastic는 특정 기능을 공유합니다. 특히, 특정 식물종의 모든 색소체는 같은 상대적으로 작은 게놈의 여러 사본을 포함합니다. 또한, 각각은 두 개의 동심원 막으로 구성된 엔 벨로 프로 둘러싸여 있습니다.

 

모든 Plastic는 식물성 분쟁 세포의 미성숙 세포에 있는 작은 소기관인 proplastids에서 발생합니다. 원형질체는 각각의 분화된 세포의 필요조건에 따라 발달하며, 존재하는 유형은 대부분 핵 게놈에 따라 결정됩니다. 리프는 어둠에서 성장하면, 그 확대 proplastids 내로 발전 etioplasts, 노란 함유 막의 내부 반경 정성 배열이 엽록소 대신 전구체. 빛에 노출되면, 이 원형질체는 이 전구체를 엽록소로 전환하고 새로운 막 물감, 광합성 효소 및 전자 수송 사슬의 성분을 합성함으로써 엽록체로 빠르게 발달합니다. 뉴코 Plastic는 녹색 및 광합성이 되지 않는 많은 표피 및 내부 조직에 존재하는 색소체입니다. 그것들은 확대된 원형질에 지나지 않습니다. 뉴코 Plastic의 일반적인 형태는 아닐 밧줄을 마지막이며, 이는 저장 조직에 다당류 전분을 축적하여 추후 사용을 위한 설탕 공급원입니다. 감자와 같은 일부 식물에서는 아닐 밧줄을 마지막가 평균 동물 세포만큼 커질 수 있습니다. Plastic는 광합성과 저장 물질의 증착 장소가 아니라는 것을 인식하는 것이 중요합니다. 식물은 또한 중간 정도의 신진대사를 구획화하기 위해 그들의 plastic을 사용했습니다. 퓨린 및 피리미딘 합성, 대부분의 아미노산 합성 및 식물의 모든 지방산 합성은 플라스키드에서 발생하는 반면, 동물 세포에서는 이러한 화합물이 시도 졸에서 생성됩니다.

 

 

 

엽록체는 미토콘드리아와 유사하지만 추가 구획이 있다.

 

엽록체는 미토콘드리아와 거의 같은 방식으로 화학 삼투 메커니즘에 의해 에너지 상호 전환을 수행합니다. 훨씬 더 크지만 같은 원리로 구성되어 있습니다. 그들은 높은 투과성 외부 막을 가지고 있습니다. 훨씬 덜 투과성 내막 되는, 막 수송 단백질이 포함됩니다. 그리고 그 사이에 좁은 막간 공간 이 있습니다. 함께 이들 막은 엽록체 엔벨로프를 형성합니다. 내부 막은 기질이라고 불리는 넓은 공간을 둘러싸고 있습니다. 이는 미토콘드리아 매트릭스와 유사하며 많은 대사 효소를 함유하고 있습니다. 미토콘드리아와 마찬가지로 엽록체는 자체 게놈과 유전 시스템을 가지고 있습니다.

 

따라서 기질은 특별한 리보솜, RNA 및 엽록체 DNA를 포함합니다. 그러나 미토콘드리아 조직과 엽록체 조직 사이에는 중요한 차이가 있습니다. 내막의 엽록체의 Cristal 접혀 되지 않고, 포함되지 않은 전자 - 전송 체인. 대신에, 전자 수송 체인 광합성 광 포획 시스템 및 ATP 합성 효소가 모두 포함되어 틸라코이드의 막 제 구별 막 그 형태 평면화 dislike 주머니 세트의 틸라코이드 루멘 각각의 틸라코이드는 이에 한정 3 내부 다른 틸라코이드의 루멘과 연결되는 것으로 생각됩니다. 구획 틸라코이드 공간이라 불리는 틸라코이드 공간은 틸라코이드 막을 둘러싸 는 간질과 분리되어 있습니다.

 

미토콘드리아와 엽록체의 구조적 유사점과 차이점은 위 사진에 자세하게 나와있습니다. ATP가 만들어지는 엽록체 ATP 신차 제의 머리는 틸라코이드 막에서 기질로 돌출되는 반면, 내부 미토콘드리아 막에서 매트릭스로 돌출됩니다. 엽록체는 햇빛에서 에너지를 포착하여 탄소를 고치기 위해 사용합니다. 식물에서 광합성 동안 발생하는 많은 반응은 두 가지 범주로 분류할 수 있습니다.

 

 

1.

광합성 전자 수송 (또한 "광 반응"이라고 함)의 반응, 햇빛으로부터 유도 에너지는 통전 전자 녹색 유기 물감의 엽록소 , 따라 이동 전자 있도록 전자 수송 체인에서 틸라코이드의 막 거의 같은 면에서 미토콘드리아에서 전자가 호흡 사슬을 따라 움직이는 방식 . 엽록소는 물 (H2 O) 에서 전자를 얻어 부산물로 O 2 를 생성합니다. 전자 수송 과정에서, H + 는 틸라코이드 막을 가로질러 펌프질 되며, 그 결과 전기 화학 양성자 구매 는 기질에서 ATP의 합성을 주도합니다. 이 일련의 반응의 최종 단계로서, 고 에너지 전자가 (H + 와 함께 ) NADP + 상에 적재되어 이를 NADPH로 전환합니다. 이 모든 반응은 엽록체에 국한됩니다.

 

2.

탄소 고정 반응 (또한 "어두운 반응"라고도 함)는 ATP와 의해 생성 NADPH 광합성 전자 수송 반응 에너지 및 전력 감소의 소스 역할은 각각 CO 변환 구동하기 위한 2행 탄수화물 . 에서 시작 탄소 고정 반응, 엽록체 기질 에 계속 세포질 , 생산 자당 식물의 잎에 많은 다른 유기 분자. 자당은 유기 분자와 성장 에너지의 원천으로 다른 조직으로 수출됩니다. 따라서 ATP, NADPH 및 O 2 (빛 에너지를 직접 필요로 함)의 형성과 CO2를 탄수화물 (간접적으로 만 빛 에너지를 필요로 함)로 변환하는 과정은 별도의 프로세스이지만 정교한 피드백 메커니즘은 상호 연결됩니다. 둘. 예를 들어, 탄소 고정에 필요한 여러 엽록체 효소는 어두운 곳에서 비활성화 되고 광 자극된 전자 수송 과정에 의해 다시 활성화됩니다.