Os Granas são estruturas que derivam de agrupamento a tilacóide localizado dentro dos cloroplastos de células vegetais . Essas estruturas contêm pigmentos fotossintéticos (clorofila, carotenóides, xantofila) e vários lipídios. Além das proteínas responsáveis pela geração de energia, como a ATP sintetase.
A este respeito, os tilacóides constituem vesículas achatadas localizadas na membrana interna dos cloroplastos. Nessas estruturas, a captação de luz é realizada para reações de fotossíntese e fotofosforilação. Por sua vez, os tilacóides empilhados e formados em granum são imersos no estroma dos cloroplastos.
No estroma, as pilhas de tilacóides são conectadas por meio de placas estromais. Essas conexões geralmente vão de um granum através do estroma para o granum vizinho. Por sua vez, a zona aquosa central chamada lúmen tilacóide é envolvida pela membrana tilacóide.
Nas placas superiores estão localizados dois fotossistemas (fotossistema I e II). Cada sistema contém pigmentos fotossintéticos e uma série de proteínas capazes de transferir elétrons. Na grana está localizado o fotossistema II, responsável por capturar a energia da luz durante os estágios iniciais do transporte não-cíclico de elétrons.
Caracteristicas
Para Neil A. Campbell, autor de Biologia: conceitos e relacionamentos (2012), grana são pacotes de energia solar de cloroplasto. Eles constituem os lugares onde a clorofila retém a energia do sol.
Grana – singular, granum – se origina das membranas internas dos cloroplastos. Essas estruturas, na forma de baterias embutidas, contêm uma série de compartimentos circulares, finos e bem compactados: os tilacóides.
Para exercer sua função no fotossistema II, as granas na membrana tilacóide contêm proteínas e fosfolipídios. Além de clorofila e outros pigmentos que capturam luz durante o processo fotossintético.
De fato, os tilacóides de uma grana se conectam com outras grana, formando no cloroplasto uma rede de membranas altamente desenvolvidas semelhantes à do retículo endoplasmático.
Grana é suspenso em um líquido chamado estroma, que possui ribossomos e DNA , usado para sintetizar algumas proteínas que compõem o cloroplasto.
Estrutura
A estrutura do granum é uma função do agrupamento de tilacóides no cloroplasto. A grana é constituída por uma pilha de tilacóides em forma de disco membranoso, submersos no estroma do cloroplasto.
De fato, os cloroplastos contêm um sistema membranoso interno, que nas plantas superiores é designado como grana-tilacóide, que se origina na membrana interna do envelope.
Um número variável de granum é geralmente contado em cada cloroplasto, entre 10 e 100. Os grãos são ligados entre tilacóides estromais, tilacóides intergranais ou, mais comumente, lamelas.
Uma varredura do granum com o microscópio eletrônico de transmissão (MET) permite a detecção de grânulos chamados quantosomes. Esses grãos são as unidades morfológicas da fotossíntese.
Da mesma forma, a membrana tilacoidal contém várias proteínas e enzimas, incluindo pigmentos fotossintéticos. Essas moléculas têm a capacidade de absorver a energia do fóton e iniciar reações fotoquímicas que determinam a síntese do ATP .
Funções
Grana como uma estrutura constituinte de cloroplastos, promove e interage no processo de fotossíntese. Assim, os cloroplastos são organelos de conversão de energia.
A principal função dos cloroplastos é a transformação da energia eletromagnética da luz solar em energia de ligação química . Clorofila, ATP sintetase e ribulose bifosfato carboxilase / oxigenase (Rubisco) participam desse processo.
A fotossíntese tem duas fases:
- Fase leve, na presença da luz solar, onde ocorre a transformação da energia luminosa em gradiente de prótons, que será utilizado para a síntese de ATP e para a produção de NADPH.
- Uma fase escura, que não requer a presença de luz direta, no entanto, se requer os produtos formados na fase clara. Esta fase promove a fixação de CO2 na forma de açúcares fosfatados com três átomos de carbono.
As reações durante a fotossíntese são realizadas pela molécula chamada Rubisco. A fase clara ocorre na membrana do tilacoide e a fase escura no estroma.
Fases da fotossíntese
O processo de fotossíntese atende às seguintes etapas:
1) O fotossistema II quebra duas moléculas de água causando uma molécula de O2 e quatro prótons. Quatro elétrons são liberados para as clorofilas localizadas neste fotossistema II. Além de outros elétrons previamente excitados pela luz e liberados do fotossistema II.
2) Os elétrons liberados passam para uma plastoquinona que os produz ao citocromo b6 / f. Com a energia capturada pelos elétrons, ele introduz 4 prótons dentro do tilacóide.
3) O complexo do citocromo b6 / f transfere os elétrons para uma plastocianina, e isso para o complexo do fotossistema I. Com a energia da luz absorvida pelas clorofilas, ele consegue elevar a energia dos elétrons novamente.
Relacionada a esse complexo está a ferredoxina-NADP + redutase, que modifica o NADP + no NADPH, que permanece no estroma. Da mesma forma, os prótons ligados ao tilacóide e ao estroma criam um gradiente capaz de produzir ATP.
Dessa forma, tanto o NADPH quanto o ATP participam do ciclo de Calvin, que é estabelecido como uma rota metabólica em que o CO2 é fixado pelo RUBISCO. Ela culmina com a produção de moléculas de fosfoglicerato a partir de 1,5-bifosfato de ribulose e CO2.
Outras funções
Por outro lado, os cloroplastos desempenham múltiplas funções. Entre outros, a síntese de aminoácidos, nucleotídeos e ácidos graxos. Bem como a produção de hormônios, vitaminas e outros metabólitos secundários, além de participar da assimilação de nitrogênio e enxofre.
Nas plantas superiores, o nitrato é uma das principais fontes de nitrogênio disponíveis. De fato, nos cloroplastos, o processo de transformação de nitrito em amônio ocorre com a participação da nitrito redutase.
Os cloroplastos geram uma série de metabólitos que contribuem como um meio de prevenção natural contra vários patógenos, promovendo a adaptação das plantas a condições adversas, como estresse, excesso de água ou altas temperaturas. Da mesma forma, a produção de hormônios influencia a comunicação extracelular.
Assim, os cloroplastos interagem com outros componentes celulares, seja através de emissões moleculares ou contato físico, como ocorre entre o granum no estroma e a membrana tilacóide.
Referências
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