Ugrás a tartalomhoz

Növénytan

A zöld színtestek és a mitokondriumok

A zöld színtestek és a mitokondriumok

Mind a prokarióta, mind az eukarióta sejtek színanyagok segítségével kötik meg a napfény energiáját a fotoszintézis[67] folyamán. A színanyagok a sejt bizonyos membránjainak fehérjéihez kötődnek. Az eukarióta növényekben a fotoszintetikus színanyagokat tartalmazó membránok egy külön sejtszervecskében, a zöld színtestben helyezkednek el. A színtestek alakja, mérete és sejtenkénti száma a növényvilág különböző szervezeteiben igen eltérő lehet. A moszatsejtekben - a zöldmoszatok kivételével - pl. egy vagy kevés, gyakran különleges (pl. csillag, spirális) alakú zöld színtest van. A zöldmoszatok, a mohák, a harasztok és a virágos növények sejtjei ezzel szemben rendszerint nagyobb számú, lencse alakú zöld színtestet tartalmaznak. Méretük a cianobaktériumokéhoz hasonló. A színtesteket a citoplazma irányában kettős membrán határolja . A membránokon belüli teret a színtest plazmaállománya tölti ki, amelybe a színanyagokat is tartalmazó membránok ágyazódnak. Ezek a belső membránok a fény hatékonyabb megkötése érdekében többszörösen egymásra rétegeződnek, és a pénztekercsekre emlékeztető képződményeket, gránumokat alkotnak. A gránumokban játszódnak le a fénymegkötés és az ún. fényreakció folyamatai, amelyeknek eredményeképpen NADPH-, valamint ATP-molekulák keletkeznek. Az említett folyamatokban nagy szerepet játszik a fotoszintetikus membránok aszimmetrikus felépítése, aminek alapja a külső és a belső lipidrétegeik különbözősége. Ez az aszimmetria teszi lehetővé a membrán két oldala közötti protonkoncentráció-különbség kialakítását, amelynek membráncsatornákon keresztüli kiegyenlítődése során képződik az ATP. A fotoszintézis sötét reakciója, amelynek során a fényreakcióban képződött NADPH- és ATP-molekulák segítségével a levegő szén-dioxidja szénhidrátokba beépül, már a zöld színtestek alapplazmájában megy végbe. A szénhidrátok vagy felhasználódnak további anyagcsere-folyamatokban, vagy makromolekulák formájában tartalék tápanyagokként raktározódnak.

Zygnema zöldmoszat két csillagszerű, pirenoidos színtesttel (Fridvalszky Lóránt felvétele)
Zygnema zöldmoszat két csillagszerű, pirenoidos színtesttel (Fridvalszky Lóránt felvétele)

Moha kloroplasztiszai (Fridvalszky Lóránt felvétele)
Moha kloroplasztiszai (Fridvalszky Lóránt felvétele)

A kloroplasztisz finom szerkezete (Fridvalszky Lóránt felvétele)
A kloroplasztisz finom szerkezete (Fridvalszky Lóránt felvétele)

A szénhidrátok lebontása és energiájuk felszabadítása a többi anyagcsere-folyamat számára az eukarióta sejtek egy másik sejtalkotójában, a mitokondriumban zajlik le. A prokariótákban ugyanezt a feladatot a sejt külső határolóhártyája látja el. A mitokondriumok többnyire henger alakúak; számuk egy-egy sejtben akár több ezer is lehet. Méretük hasonló a baktériumokéhoz. Éppúgy mint a színtesteket, a mitokondriumokat is kettős határolóhártya borítja. Ezek közül a belső betüremkedik a sejtszervecske alapplazmájába, lemezes vagy csöves képződményeket alkotva.

Mitokondriumok (Fridvalszky Lóránt felvétele)
Mitokondriumok (Fridvalszky Lóránt felvétele)

A biológiai oxidáció egyes lépései közül a glikolízis a citoplazmában megy végbe. A citromsavciklus helye a mitokondriumok alapplazmája, míg a terminális oxidáció a belső határoló hártyához kötődik. Ez utóbbi folyamat hatékonyságát a betüremkedések révén nagymértékben megnövekedett membránfelület biztosítja. A mitokondriumok belső membránja - hasonlóan a zöld színtestek belső hártyájához - aszimmetrikus felépítésű, és ez a membrán két oldala között lehetővé teszi az ATP-szintézishez szükséges protonkoncentráció-különbség kialakulását. A protonkoncentráció-különbség kiegyenlítődése folyamán képződött ATP a sejt energiaigényes anyagcsere-folyamataihoz használódik fel.



[67] A fotoszintézis folyamata során a növény fényenergia felhasználásával szervetlen anyagokból szerveseket állít elő.