Tilacoides: características, estrutura e funções

Os tilacoides são estruturas encontradas no interior dos cloroplastos das células vegetais e são responsáveis pela realização da fotossíntese. São membranas empilhadas em forma de discos, chamadas de grana, e contêm pigmentos fotossintéticos, como clorofila, que captam a luz solar e a transformam em energia química. Além disso, os tilacoides também abrigam enzimas e proteínas envolvidas nas etapas da fotossíntese, como a fotofosforilação e a produção de ATP e NADPH. Essas estruturas desempenham um papel fundamental na produção de alimentos e oxigênio na natureza.

Qual a finalidade dos tilacoides na célula vegetal e sua importância no processo fotossintético?

Os tilacoides são estruturas encontradas no interior das células vegetais, responsáveis por desempenhar um papel fundamental no processo de fotossíntese. Sua principal finalidade é abrigar os pigmentos fotossintéticos, como a clorofila, que são essenciais para a captação da luz solar e a conversão dessa energia em energia química.

Os tilacoides são compostos por membranas empilhadas, formando estruturas semelhantes a discos, conhecidas como grana. Essas grana são o local onde ocorre a fase clara da fotossíntese, onde a luz é absorvida pelos pigmentos e a energia é utilizada para a produção de ATP e NADPH, moléculas essenciais para a fase escura.

Além disso, os tilacoides também desempenham um papel importante na regulação do fluxo de elétrons durante a fotossíntese, garantindo a eficiência do processo e a produção de glicose, que é a principal substância produzida durante a fotossíntese e essencial para o crescimento e desenvolvimento das plantas.

Em resumo, os tilacoides são estruturas cruciais para o funcionamento da célula vegetal, pois são responsáveis por abrigar os pigmentos fotossintéticos, realizar a conversão da energia luminosa em energia química, e garantir a produção de moléculas essenciais para o metabolismo da planta. Sem os tilacoides, o processo de fotossíntese seria comprometido e as plantas não seriam capazes de sobreviver.

Principais atributos dos cloroplastos: descubra suas características e funções no organismo vegetal.

Os cloroplastos são organelas essenciais para o funcionamento das células vegetais, responsáveis pela fotossíntese, processo que converte a energia solar em energia química. Conheça os principais atributos dessas estruturas e suas importantes funções no organismo vegetal.

Os cloroplastos possuem uma estrutura interna altamente organizada, composta por membranas e um sistema de membranas chamado tilacoides. Essas estruturas são responsáveis por capturar a luz solar e realizar a fotossíntese, processo essencial para a produção de alimentos e oxigênio na natureza.

Os tilacoides são empilhados em grana, formando estruturas semelhantes a moedas, onde ocorrem as reações fotossintéticas. Cada tilacoide possui pigmentos como a clorofila, responsáveis por absorver a luz solar e iniciar as reações químicas necessárias para a produção de energia.

Além disso, os tilacoides possuem enzimas envolvidas na fotossíntese, como a ATP sintase, responsável pela produção de ATP, e o citocromo b6f, que transporta elétrons durante o processo. Essas enzimas trabalham em conjunto para converter a energia luminosa em energia química utilizável pela célula.

Em resumo, os tilacoides são estruturas fundamentais dos cloroplastos, responsáveis por realizar a fotossíntese e garantir a sobrevivência das plantas. Sua organização e composição permitem que as células vegetais capturem a luz solar e produzam os nutrientes necessários para seu crescimento e desenvolvimento.

Localização dos tilacoides dentro da célula vegetal: onde estão localizados?

Os tilacóides são estruturas membranosas encontradas no interior dos cloroplastos das células vegetais. Eles são responsáveis pela realização da fotossíntese, processo vital para a produção de energia nas plantas. Os tilacóides são compostos por membranas empilhadas, formando os chamados grana, onde ocorrem os pigmentos fotossintéticos.

Os tilacóides estão localizados dentro do cloroplasto, que por sua vez está presente no citoplasma das células vegetais. A disposição dos tilacóides no interior do cloroplasto permite uma maior eficiência na absorção de luz e na produção de energia através da fotossíntese. Além disso, a presença dos tilacóides nas células vegetais é essencial para a sobrevivência das plantas, pois sem eles não seria possível a conversão da energia luminosa em energia química.

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Em resumo, os tilacóides estão localizados dentro dos cloroplastos, que estão presentes no citoplasma das células vegetais. Sua estrutura organizada em grana permite a realização da fotossíntese, processo fundamental para a produção de energia nas plantas. Portanto, a presença dos tilacóides é essencial para a sobrevivência e crescimento das plantas.

O que acontece no tilacoide durante o processo de fotossíntese nas células vegetais?

Os tilacoides são estruturas encontradas no interior dos cloroplastos das células vegetais, responsáveis pela realização da fotossíntese. Durante esse processo, ocorrem diversas etapas no tilacoide que são essenciais para a produção de energia para a planta.

Uma das etapas mais importantes que acontece no tilacoide é a absorção da luz solar pelos pigmentos fotossintéticos, como a clorofila. Essa luz é convertida em energia química, que é utilizada para a síntese de moléculas de ATP, a principal fonte de energia das células vegetais.

Além disso, durante a fotossíntese, ocorre a quebra da água em moléculas de oxigênio e hidrogênio no interior dos tilacoides. O oxigênio é liberado para a atmosfera como subproduto do processo, enquanto o hidrogênio é utilizado na produção de NADPH, outra molécula essencial para a produção de energia na planta.

Portanto, podemos concluir que no tilacoide durante o processo de fotossíntese nas células vegetais, ocorre a absorção da luz solar, a produção de ATP e NADPH, e a liberação de oxigênio. Essas etapas são fundamentais para a sobrevivência das plantas e para a manutenção do equilíbrio ambiental.

Tilacoides: características, estrutura e funções

Os tilacóides são compartimentos na forma de sacos planos localizados no interior dos cloroplastos nas células vegetais das plantas , nas cianobactérias e nas algas. Eles geralmente são organizados em uma estrutura chamada grana – plural granum – e parecem uma pilha de moedas.

Os tilacóides são considerados o terceiro sistema de membrana dos cloroplastos, além da membrana interna e externa da referida organela. A membrana dessa estrutura separa o estroma do cloroplasto do tilacóide e possui uma série de pigmentos e proteínas envolvidos nas vias metabólicas.

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Nos tilacóides, as reações bioquímicas são essenciais para a fotossíntese, um processo pelo qual as plantas absorvem a luz solar e a transformam em carboidratos . Especificamente, eles têm o maquinário necessário ancorado à sua membrana para realizar a fase dependente da energia solar, onde a luz é capturada e convertida em energia (ATP) e NADPH.

Características gerais

Os tilacóides são um sistema interno de membrana tridimensional de cloroplastos. Os cloroplastos totalmente maduros têm de 40 a 60 romãs empilhados, com um diâmetro entre 0,3 e 0,6 µm.

O número de tilacoides que compõem os grãos varia muito: de menos de 10 sacos em plantas expostas a luz solar suficiente a mais de 100 tilacoides em plantas que vivem em ambientes com sombra extrema.

Os tilacóides empilhados são conectados entre si, formando um compartimento contínuo dentro do cloroplasto. O interior do tilacóide é um compartimento bastante espaçoso, de natureza aquosa.

A membrana dos tilacóides é indispensável para a fotossíntese, pois a primeira etapa do processo ocorre lá.

Estrutura

Os tilacóides são as estruturas que dominam dentro de um cloroplasto totalmente maduro. Se um cloroplasto é visualizado no microscópio óptico tradicional, algumas espécies de grãos podem ser observadas.

Essas são as pilhas de tilacóides; Portanto, os primeiros observadores dessas estruturas os chamaram de “grana”.

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Com a ajuda do microscópio eletrônico, a imagem pôde ser ampliada e concluiu-se que a natureza desses grãos era realmente tilacóides empilhados.

A formação e estrutura da membrana tilacóide depende da formação de cloroplasto a partir de um plastídeo indiferenciado, conhecido como protoplastida. A presença de luz estimula a conversão em cloroplastos e, posteriormente, a formação de tilacóides empilhados.

Membrana tilacóide

Nos cloroplastos e nas cianobactérias, a membrana do tilacóide não está em contato com a porção interna da membrana plasmática. No entanto, a formação da membrana tilacóide começa com a invaginação da membrana interna.

Nas cianobactérias e em certas espécies de algas, os tilacóides são formados por uma única camada de lamelas. Em contraste, existe um sistema mais complexo encontrado nos cloroplastos maduros.

Neste último grupo, duas partes essenciais podem ser distinguidas: a avó e a lamela do estroma. O primeiro consiste em pequenos discos empilhados e o segundo é responsável por conectar essas pilhas, formando uma estrutura contínua: o lúmen do tilacóide.

Composição da membrana lipídica

Os lipídios que compõem a membrana são altamente especializados e consistem em quase 80% de galactosil diacilglicerol: monogalactosil diacilglicerol e digalactosil diacilglicerol. Esses galactolipídeos têm cadeias altamente insaturadas, típicas dos tilacóides.

Da mesma forma, a membrana do tilacóide contém em menor proporção lipídios, como fosfatidilglicerol. Os lipídios mencionados não são distribuídos homogeneamente nas duas camadas da membrana; Existe um certo grau de assimetria que parece contribuir para o funcionamento da estrutura.

Composição de proteínas de membrana

Os fotossistemas I e II são os componentes proteicos dominantes nessa membrana. Eles estão associados ao complexo citocromo b 6 F e ATP sintetase.

Verificou-se que a maioria dos elementos do fotossistema II estão localizados nas membranas de grana empilhada, enquanto o fotossistema I está localizado principalmente nas membranas de tilacóides não empilhados. Ou seja, existe uma separação física entre os dois fotossistemas.

Esses complexos incluem proteínas integrais de membrana, proteínas periféricas, cofatores e uma variedade de pigmentos.

Lúmen tilacóide

O interior do tilacóide consiste em uma substância espessa e aquosa, cuja composição é diferente da do estroma. Participe da fotofosforilação, armazenando os prótons que irão gerar a força motora próton para a síntese do ATP. Nesse processo, o pH do lúmen pode atingir 4.

No proteoma lúmen do organismo modelo Arabidopsis thaliana , mais de 80 proteínas foram identificadas, mas suas funções não foram totalmente elucidadas.

As proteínas do lúmen estão envolvidas na regulação da biogênese dos tilacóides e na atividade e renovação das proteínas que formam complexos fotossintéticos, especialmente o fotossistema II e a desidrogenase do NAD (P) H.

Funções

O processo de fotossíntese, vital para os vegetais, começa nos tilacóides. A membrana que os delimita com o estroma do cloroplasto possui todo o mecanismo enzimático necessário para que ocorram reações fotossintéticas.

Etapas da fotossíntese

A fotossíntese pode ser dividida em dois estágios principais: reações de luz e reações de escuridão.

Como o nome indica, as reações que pertencem ao primeiro grupo só podem prosseguir na presença de luz, enquanto as do segundo grupo podem surgir com ou sem ela. Note que não é necessário que o ambiente seja “escuro”, é apenas independente da luz.

O primeiro grupo de reações, as “leves”, ocorre no tilacóide e pode ser resumido da seguinte forma: luz + clorofila + 12 H 2 O + 12 NADP + + 18 ADP + 18 P i à 6 O 2 + 12 NADPH + 18 ATP.

O segundo grupo de reações ocorre no estroma do cloroplasto e leva o ATP e o NADPH sintetizados no primeiro estágio para reduzir o dióxido de carbono em glicose (C 6 H 12 O 6 ). O segundo estágio pode ser resumida: 12 NADPH 18 + ATP + 6 CO 2 C 6 H 12 O 6 + 12 NADP + + 18 18 ADP + P i + 6 H 2 O.

Estágio dependente da luz

As reações à luz envolvem uma série de estruturas conhecidas como fotossistemas, encontradas na membrana dos tilacóides e contêm cerca de 300 moléculas de pigmento, incluindo a clorofila.

Existem dois tipos de fotossistema: o primeiro possui um pico máximo de absorção de luz de 700 nanômetros e é conhecido como P 700 , enquanto o segundo é chamado de P 680 . Ambos são integrados na membrana do tilacóide.

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O processo começa quando um dos pigmentos absorve um fóton e isso “salta” em direção a outros pigmentos. Quando uma molécula de clorofila absorve luz, um elétron salta e outra molécula a absorve. A molécula que perdeu o elétron agora está oxidada e tem uma carga negativa.

O P 680 retém a energia luminosa da clorofila a. Nesse fotossistema, um elétron é jogado em um sistema de energia mais alta para um aceitador de elétrons primário.

Esse elétron cai no fotossistema I, passando pela cadeia de transporte de elétrons. Esse sistema de reação de oxidação e redução é responsável pela transferência de prótons e elétrons de uma molécula para outra.

Em outras palavras, há um fluxo de elétrons da água para o fotossistema II, fotossistema I e NADPH.

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Fotofosforilação

Uma porção dos prótons gerados por esse sistema de reação está localizada dentro do tilacóide (também chamado de luz tilacóide), criando um gradiente químico que gera uma força motriz de prótons.

Os prótons se deslocam do espaço do tilacóide para o estroma, seguindo favoravelmente o gradiente eletroquímico; isto é, eles deixam o tilacóide.

No entanto, a passagem de prótons não está em nenhum lugar da membrana, eles devem fazê-lo através de um complexo sistema enzimático chamado ATP sintetase.

Esse movimento de prótons em direção ao estroma causa a formação de ATP a partir do ADP, um processo análogo ao que ocorre nas mitocôndrias. A síntese de ATP usando luz é chamada fotofosforilação.

Esses estágios mencionados ocorrem simultaneamente: a clorofila do fotossistema II perde um elétron e deve substituí-lo por um elétron da ruptura de uma molécula de água; O fotossistema I capta luz, oxida e libera um elétron preso pelo NADP + .

O elétron perdido do fotossistema I é substituído pelo resultado do fotossistema II. Esses compostos serão utilizados em reações subsequentes de fixação de carbono, no ciclo de Calvin.

Evolução

A evolução da fotossíntese como um processo de liberação de oxigênio permitiu a vida como a conhecemos.

Sugere-se que a fotossíntese tenha se desenvolvido há alguns bilhões de anos no ancestral que deu origem às cianobactérias atuais, a partir de um complexo fotossintético anóxico.

Propõe-se que a evolução da fotossíntese tenha sido acompanhada de dois eventos indispensáveis: a criação do fotossistema P 680 e a gênese de um sistema interno de membrana, sem conexão com a membrana celular.

Existe uma proteína chamada Vipp1 essencial para a formação de tilacóides. De fato, esta proteína está presente em plantas, algas e cianobactérias, mas ausente em bactérias que realizam fotossíntese anóxica.

Acredita-se que esse gene possa se originar da duplicação de genes no possível ancestral das cianobactérias. Há apenas um caso de cianobactéria capaz de realizar fotossíntese com oxigênio e não possui tilacóides: a espécie Gloeobacter violaceus.

Referências

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