Aktuální číslo:

2021/5

Téma měsíce:

150 let Vesmíru

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

Jaké to je být fanouškem

Jaké to je být fanouškem

Dan Bárta  |  3. 5. 2021
Jsem ročník 1969. Poprvé jsem uviděl Vesmír na stole v kuchyni u svého spolužáka z gymplu v půlce osmdesátek. Na mou nejapnou otázku, jestli „jede...
Složitá jednoduchost virů

Složitá jednoduchost virů uzamčeno

Ivan Hirsch, Pavel Plevka  |  3. 5. 2021
Místo tradičního redakčního rozhovoru tentokrát nabízíme dialog virologů dvou generací a odlišných specializací, Ivana Hirsche a Pavla Plevky.
Časy Vesmíru

Časy Vesmíru

Tomáš Hermann  |  3. 5. 2021
První číslo Vesmíru vyšlo 3. května 1871, časopis tedy letošním květnovým číslem slaví 150. narozeniny. Při cestě do jeho historie můžeme za...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné