Aktuální číslo:

2025/7

Téma měsíce:

Umění

Obálka čísla

Úloha okrajů gran

 |  3. 6. 2019
 |  Vesmír 98, 326, 2019/6

Chloroplasty obsahují komplikovaný systém lipoproteinových membrán, jež jsou uspořádány do vakovitých útvarů zvaných tylakoidy. Nápadné je jejich rozčlenění na válcovitá grana – skupiny k sobě přitisknutých okrouhlých plochých váčků – a podlouhlé, úzké lamely, které grana propojují (obr. 1; viz rovněž Vesmír 97, 625, 2018/11). Málo prostudovanou oblastí zůstával okraj gran – prostor mezi vnitřkem (dření) gran a stromatálními lamelami.

Mnoho se ví o distribuci, fotosyntetických funkcích a vzájemných interakcích různých enzymatických komplexů tylakoidních membrán (např. Vesmír 94, 542, 2015/10). Na počátku oxygenní fotosyntézy zelených rostlin stojí fotosystém dva (PS2), velký a složitý enzymatický komplex; tak velký, že jeho části jsou přímo patrné v elektronovém mikroskopu. Za pomoci sluneční energie štěpí molekuly vody a produkuje kyslík. Přitom se uvolňují elektrony a protony a ustavují se gradienty jejich koncentrace. Díky gradientům vznikají sloučeniny bohaté na energii (makroergické), které jsou nezbytné pro fixaci oxidu uhličitého a tvorbu organických látek.

V tylakoidních membránách se nyní podařilo lokalizovat všechny díly „stavebnice“ PS2. Jednotlivé části procesu jsou zde umístěny za sebou jako na továrním běžícím pásu. V dřeni gran pracují složené a plně funkční holokomplexy PS2. Sluneční záření je však poškozuje – nejvíc „trpí“ klíčový protein reakčního centra PS2, označovaný D1. Poničený komplex je proto přesouván do okrajů gran, kde je podle nejnovějších poznatků „rozmontován“ na jednotlivé části. Jádro PS2 putuje dále do stromatálních lamel, na nichž probíhá výměna proteinu D1. Ten se syntetizuje na ribozomech, jež jsou přichyceny na vnějším povrchu stromatálních lamel. Opravené komplexy jsou pak transportovány zpět do dřeně gran k dalšímu využití.

Skrze okraje gran probíhá také fotosyntetický transport elektronů a jejich membrány obsahují ATP-syntázu, velký enzymatický komplex syntetizující adenosintrifosfát (ATP). Tato makroergická látka je potřebná pro zabudování oxidu uhličitého do sacharidů. ATP-syntáza je také hojná v membránách stromatálních lamel tylakoidů.

Dělba práce mezi třemi kompartmenty tylakoidů zvyšuje efektivitu fotosyntézy suchozemských rostlin, která probíhá za proměnlivé a často vysoké ozářenosti.

Koochak H. et al.: The Plant Journal 97, 412–429, 2019. DOI: 10.1111/tpj.14127

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Fyziologie, Botanika
RUBRIKA: Mozaika

O autorovi

Jaromír Kutík

Doc. RNDr. Jaromír Kutík, CSc., (*1948) vystudoval fyziologii rostlin na Přírodovědecké fakultě UK v Praze. Jako emeritus se na této fakultě věnuje zejména rostlinné cytologii.
Kutík Jaromír

Doporučujeme

Věstonická superstar

Věstonická superstar video

Soška tělnaté ženy z ústředního tábořiště lovců mamutů u dnešních Dolních Věstonic pod Pálavou je jistě nejznámějším archeologickým nálezem...
K čemu je umění?

K čemu je umění? uzamčeno

Petr Tureček  |  7. 7. 2025
Výstižná teorie lidské evoluce by měla nabídnout vysvětlení, proč trávíme tolik času zdánlivě zbytečnými činnostmi. Proč, jako například lvi,...
Paradoxní příběh paradoxu obezity

Paradoxní příběh paradoxu obezity uzamčeno

Petr Sucharda  |  7. 7. 2025
Obezita představuje jednu z nejzávažnějších civilizačních chorob, jejíž důsledky zasahují do téměř všech oblastí lidského zdraví. Její definice...