Tilakoid Zar Nedir

İçerik

tilakoidler bitkilerin bitki h&#;crelerinde, siyanobakterilerde ve alglerde bulunan kloroplastlar i&#;inde yer alan yassı keseler şeklindeki b&#;lmelerdir. Genellikle grana -plural adı verilen bir yapıda d&#;zenlenirler. granum ve bir yığın bozuk paraya benziyor.

Thylakoids, s&#;z konusu organelin i&#; ve dış zarından ayrı olarak kloroplastların &#;&#;&#;nc&#; zar sistemi olarak kabul edilir. Bu yapının zarı, tilakoidin i&#; kısmını kloroplast stromasından ayırır ve metabolik yollarda yer alan bir dizi pigment ve proteine ​​sahiptir.

Tilakoidlerde, bitkilerin g&#;neş ışığını alıp karbonhidratlara d&#;n&#;şt&#;rd&#;ğ&#; bir s&#;re&#; olan fotosentez i&#;in gerekli olan biyokimyasal reaksiyonlar vardır. Spesifik olarak, ışığın hapsolduğu ve enerjiye (ATP) ve NADPH'ye d&#;n&#;şt&#;r&#;ld&#;ğ&#; g&#;neş ışığının bağımlı fazını ger&#;ekleştirmek i&#;in membranlarına sabitlenmiş gerekli makinelere sahipler.

Genel &#;zellikleri

Thylakoids, kloroplastların dahili &#;&#; boyutlu bir membran sistemidir. Tam olgunlaşmış kloroplastlar, 0,3 ile 0,6 &#;m arasında bir &#;apa sahip 40 ila 60 yığılmış taneye sahiptir.

Filizleri oluşturan tilakoidlerin sayısı b&#;y&#;k &#;l&#;&#;de değişiklik g&#;sterir: Yeterli g&#;neş ışığına maruz kalan bitkilerde 10 keseden az, aşırı g&#;lgeli ortamlarda yaşayan bitkilerdeki 'den fazla tilakoid.

İstiflenmiş tilakoidler, kloroplast i&#;inde s&#;rekli bir b&#;lme oluşturacak şekilde birbirine bağlanır. Tilakoidin i&#;i sulu doğaya sahip olduk&#;a geniş bir b&#;lmedir.

Tilakoid zar, işlemin ilk aşaması burada ger&#;ekleştiğinden, fotosentez i&#;in gereklidir.

Yapısı

Thylakoids, tamamen olgun bir kloroplast i&#;indeki hakim yapılardır. Geleneksel ışık mikroskobunda bir kloroplast g&#;rselleştirilirse, bazı tahıl t&#;rleri g&#;zlemlenebilir.

Bunlar tilakoid yığınlarıdır; Bu nedenle bu yapıların ilk g&#;zlemcileri onlara "grana" adını verdiler.

Elektron mikroskobu yardımıyla g&#;r&#;nt&#; b&#;y&#;t&#;lebilir ve bu taneciklerin doğasının aslında yığılmış tilakoidler olduğu sonucuna varıldı.

Tilakoid zarın oluşumu ve yapısı, protoplastid olarak bilinen hen&#;z farklılaşmamış bir plastidden kloroplast oluşumuna bağlıdır. Işığın varlığı, kloroplastlara d&#;n&#;ş&#;m&#; ve daha sonra istiflenmiş tilakoid oluşumunu uyarır.

Thylakoid membran

Kloroplastlarda ve siyanobakterilerde tilakoid membran, plazma membranının i&#; kısmı ile temas halinde değildir. Bununla birlikte, tilakoid zarın oluşumu, i&#; zarın yayılmasıyla başlar.

Siyanobakterilerde ve bazı alg t&#;rlerinde tilakoidler tek bir lamel tabakasından oluşur. Aksine, olgun kloroplastlarda bulunan daha karmaşık bir sistem vardır.

Bu son grupta iki temel b&#;l&#;m ayırt edilebilir: stromanın granası ve lameli. Birincisi k&#;&#;&#;k istiflenmiş disklerden oluşur ve ikincisi, bu yığınları birbirine bağlamaktan ve s&#;rekli bir yapı oluşturmaktan sorumludur: tilakoidin l&#;meni.

Membranın lipid bileşimi

Membranı oluşturan lipidler olduk&#;a &#;zelleşmiştir ve neredeyse% 80 galaktozil dia&#;ilgliserolden oluşur: monogalaktosil dia&#;ilgliserol ve digalaktozil dia&#;ilgliserol. Bu galaktolipidler, tilakoidlerin tipik &#;zelliği olan olduk&#;a doymamış zincirlere sahiptir.

Benzer şekilde tilakoid membran, fosfatidilgliserol gibi daha az lipid i&#;erir. Bahsedilen lipitler, zarın her iki katmanında da homojen olarak dağılmaz; yapının işleyişine katkıda bulunduğu g&#;r&#;len belli bir asimetri derecesi vardır.

Membran protein bileşimi

Fotosistemler I ve II, bu zardaki baskın protein bileşenleridir. Sitokrom b kompleksi ile ilişkilidirler₆F ve ATP sentetaz.

Fotosistem II'nin elemanlarının &#;oğunun yığılmış kırmızı zarlarda, fotosistem I'in ise esas olarak yığılmamış tilakoid zarlarda bulunduğu bulunmuştur. Yani, iki fotosistem arasında fiziksel bir ayrım vardır.

Bu kompleksler, integral membran proteinlerini, &#;evresel proteinleri, kofakt&#;rleri ve &#;eşitli pigmentleri i&#;erir.

Thylakoid l&#;men

Tilakoidin i&#;i, bileşimi stromadan farklı olan kalın, sulu bir maddeden oluşur. ATP'nin sentezi i&#;in proton g&#;d&#; g&#;c&#;n&#; &#;retecek protonları depolayarak fotofosforilasyona katılır. Bu s&#;re&#;te l&#;men pH'ı 4'e ulaşabilir.

Model organizmanın l&#;men proteomunda Arabidopsis thaliana 80'den fazla protein tanımlanmış, ancak işlevleri tam olarak a&#;ıklanamamıştır.

L&#;men proteinleri, tilakoid biyogenezinin d&#;zenlenmesinde ve fotosentetik kompleksler oluşturan proteinlerin, &#;zellikle fotosistem II ve NAD (P) H dehidrojenazın aktivitesi ve d&#;n&#;ş&#;m&#;nde rol oynar.

&#;zellikleri

Bitkiler i&#;in hayati &#;nem taşıyan fotosentez s&#;reci tilakoidlerde başlar. Bunları kloroplast stroma ile sınırlayan zar, fotosentetik reaksiyonların meydana gelmesi i&#;in gerekli t&#;m enzimatik mekanizmaya sahiptir.

Fotosentez aşamaları

Fotosentez iki ana aşamaya ayrılabilir: ışık reaksiyonları ve karanlık reaksiyonlar.

Adından da anlaşılacağı gibi, birinci gruba ait reaksiyonlar ancak ışık varlığında ilerleyebilirken, ikinci grubun reaksiyonları ışıkla veya ışıksız olarak ortaya &#;ıkabilir. Ortamın "karanlık" olmasının gerekli olmadığını, sadece ışıktan bağımsız olduğunu unutmayın.

İlk reaksiyon grubu, "hafif" olanlar tilakoidde meydana gelir ve şu şekilde &#;zetlenebilir: hafif + klorofil + 12 H₂O + 12 NADP⁺ + 18 ADP + 18 P_ben &#; 6 O₂ + 12 NADPH + 18 ATP.

İkinci grup reaksiyon kloroplast stromasında meydana gelir ve karbon dioksitten glikoza (C) indirgemek i&#;in ilk aşamada sentezlenen ATP ve NADPH'yi alır.₆H₁₂VEYA₆). İkinci aşama şu şekilde &#;zetlenebilir: 12 NADPH + 18 ATP + 6 CO₂ AC₆H₁₂VEYA₆ + 12 NADP⁺ + 18 ADP + 18 P_ben + 6 H₂VEYA.

Işığa bağlı aşama

Işık reaksiyonları, tilakoid zarında bulunan ve aralarında klorofil de bulunan yaklaşık pigment molek&#;l&#; i&#;eren, fotosistem olarak bilinen bir dizi yapıyı i&#;erir.

İki t&#;r fotosistem vardır: ilki nanometrelik maksimum ışık absorpsiyon zirvesine sahiptir ve P olarak bilinir.ikincisi P olarak adlandırılırken. Her ikisi de tilakoid zara entegre edilmiştir.

İşlem, pigmentlerden biri bir fotonu emdiğinde başlar ve bu, diğer pigmentlere doğru "sı&#;rar". Bir klorofil molek&#;l&#; ışığı emdiğinde, bir elektron dışarı fırlar ve başka bir molek&#;l onu emer. Elektronu kaybeden molek&#;l artık oksitlenmiştir ve negatif y&#;kl&#;d&#;r.

P klorofilden gelen ışık enerjisini hapseder a. Bu fotosistemde, bir elektron, birincil elektron alıcısından daha y&#;ksek bir enerji sistemine atılır.

Bu elektron, elektron taşıma zincirinden ge&#;erek fotosistem I'e d&#;şer. Bu oksidasyon ve indirgeme reaksiyonları sistemi, protonların ve elektronların bir molek&#;lden diğerine aktarılmasından sorumludur.

Başka bir deyişle, sudan Fotosistem II, Fotosistem I ve NADPH'ye bir elektron akışı vardır.

Fotofosforilasyon

Bu reaksiyon sistemi tarafından &#;retilen protonların bir kısmı tilakoidin (tilakoid ışık olarak da adlandırılır) i&#;inde yer alır ve bir proton hareket kuvveti oluşturan kimyasal bir gradyan oluşturur.

Protonlar tilakoid boşluktan stromaya hareket eder, tercihen elektrokimyasal gradyanı izler; yani, tilakoidden ortaya &#;ıkarlar.

Bununla birlikte, protonların ge&#;işi zarın herhangi bir yerinde değildir, bunu ATP sentetaz adı verilen karmaşık bir enzimatik sistem aracılığıyla yapmaları gerekir.

Protonların stromaya doğru bu hareketi, mitokondride meydana gelenlere benzer bir s&#;re&#; olan ADP'den başlayarak ATP oluşumuna neden olur. ATP'nin ışık kullanarak sentezine fotofosforilasyon denir.

Bahsedilen bu aşamalar eşzamanlı olarak ger&#;ekleşir: Fotosistem II'nin klorofili bir elektron kaybeder ve onu bir su molek&#;l&#;n&#;n par&#;alanmasından elde edilen bir elektronla değiştirmek zorundadır; fotosistem I ışığı yakalar, okside eder ve NADP tarafından yakalanan bir elektronu serbest bırakır⁺.

Fotosistem I'deki kayıp elektron, fotosistem II'den elde edilen elektronla değiştirilir. Bu bileşikler, Calvin d&#;ng&#;s&#;nde sonraki karbon fiksasyon reaksiyonlarında kullanılacaktır.

Evrim

Fotosentezin bir oksijen salgılama s&#;reci olarak evrimi, bildiğimiz gibi yaşama izin verdi.

Anoksik bir fotosentez kompleksinden g&#;n&#;m&#;z siyanobakterilerinin ortaya &#;ıkmasına neden olan atada birka&#; milyarlarca yıl &#;nce fotosentezin geliştiği iddia ediliyor.

Fotosentezin evrimine iki vazge&#;ilmez olayın eşlik ettiği &#;ne s&#;r&#;l&#;yor: fotosistem P'nin yaratılması ve h&#;cre zarıyla bağlantısı olmayan bir i&#; zar sisteminin oluşumu.

Tilakoid oluşumu i&#;in gerekli olan Vipp1 adlı bir protein vardır. Ger&#;ekte, bu protein bitkilerde, alglerde ve siyanobakterilerde bulunur, ancak anoksik fotosentez yapan bakterilerde yoktur.

Bu genin, siyanobakterilerin olası atasında gen kopyalanmasından kaynaklanmış olabileceğine inanılıyor. Oksijenle fotosentez yapabilen ve tilakoid i&#;ermeyen tek bir siyanobakteri vakası vardır: Gloeobacter violaceus.

Referanslar

1. Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. (). Biyokimya. 5. baskı. New York: W H Freeman. &#;zet. Şu adresten ulaşılabilir: seafoodplus.info
2. Cooper, G.M. (). H&#;cre: Molek&#;ler Bir Yaklaşım. 2. Baskı. Sunderland (MA): Sinauer Associates. Fotosentez. Şu adresten ulaşılabilir: seafoodplus.info
3. Curtis, H. ve Schnek, A. (). Biyolojiye Davet. Panamerican Medical Ed.
4. J&#;rvi, S., Gollan, P. J. ve Aro, E.M. (). Tilakoid l&#;menin fotosentez d&#;zenlemesindeki rol&#;n&#; anlamak. Bitki biliminde sınırlar, 4,
5. Staehelin, L.A. (). Kloroplast yapısı: klorofil gran&#;llerinden tilakoid membranların molek&#;ler &#;st&#; mimarisine. Fotosentez Araştırması, 76(1–3), –
6. Taiz, L. ve Zeiger, E. (). Bitki Fizyolojisi. Jaume I. &#;niversitesi
7. Vothknecht, U. C. ve Westhoff, P. (). Tilakoid membranların biyogenezi ve k&#;keni. Biochimica et Biophysica A&#;ta (BBA) - Molek&#;ler H&#;cre Araştırması, (1–2), 91–

Facebook

WhatsApp

Pinterest

E-Mail

Kloroplast, fotosentezin gerçekleştiği bir sitoplazma organelidir. Bitkiye yeşil rengi veren krolofil pigmenti içeren kroloplast; bitkilerin sadece yeşil kısımlarında bulunur. Bitkide besin ve oksijen üretilmesini sağlar. Bitki hücrelerinde 50 kadar kloroplast bulunabilirken, alg hücrelerinin hemen her çeşidinde hücre başına bir tek kloroplasta rastlanmaktadır. Fotosentez olayı, kloroplastlar içerisinde gerçekleşir. Tıpkı mitokondri gibi metabolik enerji (ATP) üretiminden sorumlu olup, endosimbiyoz ile evrimleşmişlerdir. Fakat, mitokondriye göre oldukça büyük ve kompleks olmalarının yanında, ATP üretimine ek bazı önemli görevlere sahiptir.

Fotosentez, karbondioksit ve su gibi inorganik maddelerden ışık enerjisi yardımıyla organik madde üretilmesi olayıdır. Bu olayda krolofil pigmenti sayesinde ışık enerjisi kimyasal enerjiye dönüştürülür ve glukoz (karbonhidrat > şeker) ile oksijen açığa çıkar.

Kloroplast, içerdiği krolofil pigmentinden dolayı yeşil renkli olduğu için bitkilerin çoğunun yeşil renkli olmasının temel sebebidir. Kloroplast, çift katmanlı bir zarla çevrilidir. İç katman, fotosentez pigmentleri enzimleriyle klorofil içeren yassı keseciklere dönüşmüştür. DNA içeren kloroplastlar, bağımsız işlev gören ve kendi kendine çoğalan bir yapıdır.

Kloroplastta fotosentezigerçekleştirmek üzere hazırlanmış tilakoidler, iç zar ve dış zar, stromalar, enzimler, ribozom, DNA gibi oluşumlar bulunur. Bu oluşumlar hem yapısal hem de işlevsel olarak birbirlerine bağlıdırlar ve her birinin kendi bünyesinde gerçekleştirdiği son derece önemli görevler vardır. Örneğin; kloroplastın dış zarı, kloroplasta madde giriş-çıkışını kontrol eder.

İç zar sistemi ise;&#;tilakoid&#; olarak isimlendirilen yapıları içermektedir. Tilakodiler, fotosentezde ışık bağlantılı reaksiyonların gerçekleştiği, tilakoid membran ile çevrili yapılardır. Kloroplast tilakoidleri, kloroplast içerisinde, ardı ardına dizili diskler şeklinde bulunur. Bu yapılara granum, ya da tekil olarak grana denir. Granalar, granalar arası bir yapı ile birbirlerine bağlıdır. Böylelikle bir bütünlük sağlanır. Tilakoid bölümünde pigment (klorofil) molekülleri ve fotosentez için gerekli olan bazı enzimler yer alır. Tilakoidler &#;grana&#; adı verilen kümeler meydana getirerek, güneş ışığının en fazla miktarda emilmesini sağlarlar. Bu da bitkinin daha fazla ışık alması ve daha fazla fotosentez yapabilmesi demektir.

Bunlardan başka kloroplastlarda &#;stroma&#; adı verilen ve içinde DNA, RNA, ribozomlar ve fotosentez için gerekli olan enzimleri barındıran bir de sıvı bulunur. Kloroplastlar sahip oldukları bu DNA ve ribozomlarla hem kendilerini çoğaltırlar, hem de bazı proteinlerin üretimini gerçekleştirirler.

Kloroplastın iç membran (zar) sistemine; klorofil ve diğer pigmentler yerleşmiş olarak bulunurlar. Fotosentezin ışık reaksiyonları ile buna bağlı elektron taşınım reaksiyonları grana adı verilen yapıda gerçekleşir. Stromada ise fotosentetik karbon çemberi (calvin çemberi) enzimleri, ribozomlar ve kloroplasta ait DNA yerleşmiştir. Bundan başka yine stromada çeşitli granüller, lipid damlacıkları, primer nişasta taneleri ve veziküller de bulunabilir.

Işık enerjisinin emilimi ile karbondioksit (CO₂) alınımı, karbondioksit (CO₂&#;)’den karbonhidrat oluşumu ve oksijen (O₂) oluşumu olayları hep kloroplastta gerçekleşir. Işıktan faydalanarak ATP’nin fosfat bağlarındaki enerjiyi, hücrede kullanılabilecek enerjiye çevirir. ATP kullanarak karbonun hücre için gerekli organik maddelere dönüştürülmesini sağlar. Bitkiye yeşil rengi verir. Tabi böylece dünyanın havasını temizler.

Kloroplastın Özellikleri Nelerdir?

Kloroplast, sitoplazma içerisinde yer alan bir organeldir.

Kroloplast; çift zarlı bir organeldir ve fotosentez yapan bitki hücrelerinde bulunur.

Organelin dış zarı geçirgen,iç zarı ise seçici geçirgen bir yapıdan meydana gelmiştir.

Kroloplast yapısında iç ve dış zar dışında, tilakoid adı verilen üçüncü bir zar bulunmaktadır.

Kloroplast içerisinde bulunan tilakoidler; iç zar ve dış zar, stromalar, enzimler, ribozom, DNA gibi yapılar fotosentez olayını gerçekleştirmeyi sağlamaktadır

Tilakoid zarlar üst üste yassı biçimde dizilirler ve bu dizilişin adına granum denilmektedir.

Tlikoid yapıların dizilimi sayesinde güneş enerjisinden daha fazla yararlanır.

Kloroplast içerisinde yer alan stroma sıvısının içerisinde DNA, RNA, ribozom ve fotosentez olayı için gerekli enzimler bulunmaktadır. Stroma içerisinde bulunan bu yapılar sayesinde kloroplast kendi kendini eşleyebilmekte, protein sentezini yapabilmektedir.

Kroloplastın ana görevi ışık enerjisinin emilimi ile karbondioksit (CO₂) alınımı, karbondioksit (CO₂&#;)’den karbonhidrat oluşumu ve oksijen (O₂) oluşumunu sağlar.

Kendine ait “DNA, RNA, Ribozom ve Metabolik Olayları” vardır.

Kloroplast yapısı içerisinde kendine özgü DNA bulunması nedeniyle kendi kendini eşleyebilmektedir.

Kök hücreleri gibi bazı hücreler ile prokaryotik canlılarda kroloplast bulunmaz.

Kloroplast yapısı içerisinde bulunan klorofil pigmenti sayesinde bitkiye yeşil rengini vermektedir.

Kloroplast organeli bitkilerin yeşil kısımlarında bulunur. Bitki hücrelerinin yanında, yeşil alglerde ve Euglena (öglena) gibi bazı tek hücreli ökaryotik canlılarda da bulunabilir.

dna, fotosentez, grana, granum, hücre, kroloplast, kroloplast fonksiyonları, kroloplast görevleri, kroloplast nedir, kroloplast özellikleri, kroloplast yapısı, stroma, tilakoid

Melek Bıçakçı - Biyoloji Öğretmeni

MEB KAZANIMLARI NE DİYOR?

Anahtar Kavramlar

fotosentez, fotoliz, ışık, klorofil, kloroplast

1. Fotosentezin canlılar açısından önemini sorgular. Fotosentez sürecinin anlaşılmasına katkı sağlayan bilim insanlarına örnekler verilerek kısaca çalışmalarına değinilir.

2. Fotosentez sürecini şema üzerinde açıklar. a. Klorofil a ve klorofil b’nin yapısı verilmez. b. Suyun fotolizi belirtilir. c. Işığa bağımlı ve ışıktan bağımsız reaksiyonlar, ürün açısından karşılaştırılır. Reaksiyonların basamaklarına girilmez ve matematiksel hesaplamalara yer verilmez. ç. CAM ve C4 bitkileri verilmez. d. Fotosentez süreci görsel ögeler, grafik düzenleyiciler, e-öğrenme nesnesi ve uygulamalarından faydalanarak açıklanır.

Canlılar yaşamlarını sürdürmek için ihtiyaç duydukları enerjiyi besinlerden sağlarlar. Bazı canlılar besinlerini kendileri üretirler, bazıları ise hazır besin kullanır. Besinini kendisi üreten canlılara ototrof (üretici), hazır besin kullananlara ise heterotrof (tüketici)canlılar adı verilir. Besin üretmek için ışık enerjisi kullanılırlarsa bu olaya fotosentez, kimyasal enerji kullanılırsa kemosentez denir.

Fotosentez Öglena,alg,bitki gibi ökaryot canlılarda ya da mor sülfür bakterileri, siyanobakteriler gibi prokaryotik canlılarda gerçekleşebilir. Fotosentez için gerekli olan temel pigment klorofildir. Bir bitkinin yeşil olan tüm kısımlarında klorofil bulunacağı için fotosentez yapılır (henüz olgunlaşmamış meyveler, otsu gövdeler vs).

GENEL ANLAMDA FOTOSENTEZ

Fotosentez sayesinde ışık enerjisi kimyasal bağ enerjisine dönüştürülür. Bunun için önce ışık enerjisi kullanılarak ATP sentezlenir (fotofosforilasyon), daha sonra bu ATP harcanarak besin sentezi gerçekleştirilir. Böylece ışık enerjisi, besin moleküllerinin yapısındaki kimyasal bağların enerjisine dönüştürülmüş olur.

Fotosentezin genel denklemi ’lü yıllardan beri bilinmektedir ve şu şekildedir:

6CO2 + 12 H2O > C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2

Yaygın kullanımı bu şekilde olsa da sadeleştirilmiş hali şu şekildedir:

6CO2 + 6 H2O > ( CH2O )n + 6 O2

Fotosentez sonucu oluşa besini pratikte glikoz olarak ifade etsek de aslında glikoz üretiminde kullanılan 3C’lu bir şekerdir.

Fotosentezin genel denkleminin anlaşılmasından sonra açığa çıkan oksijenin kaynağının hangi molekül olduğu tartışılmaya başlanmıştır. İlk görüş, CO2 ‘teki oksijenin fotosentez tepkimeleri sonucunda atmosfere verildiği şeklindedir. Bu görüş ’larda C. B. Niel tarafından çürütülmüştür. Niel yaptığı deneylerde CO2 kullanarak besin ürettiği halde oksijen açığa çıkarmayan bakterileri kullanmıştır. Bu bakteriler hidrojen kaynağı olarak H2S kullanır ve oksijen yerine S (kükürt) açığa çıkarmışlardır.

6CO2 + 6 H2S > ( CH2O )n + H2O + 2S

Böylece Niel şeker sentezi için bir Hidrojen kaynağına ihtiyaç duyulduğunu ve bu kaynağın değişebileceğini de öne sürmüştür. Nitekim Niel’in hipotezi 20 yıl sonra R. Hill tarafından doğrulanmıştır. Bitkilerle yapılan ve ağır izotop oksijen (18O) atomu kullanılan deneyler bu aşamada oldukça önemlidir.

1. Deney: H2O’nun oksijenleri işaretlendiğinde yani su içerisinde 18O kullanıldığında, fotosentez sonucu açığa çıkan oksijenin de ağır izotop (18O) olduğu tespit edildi.

2. Deney: Girenlerdeki CO 2 ‘in oksijeni işaretlendiğinde yani 18O kullanıldığında açığa çıkan oksijenin ağır izotop değil normal olduğu tespit edildi.

’lı yıllarda Melvin Calvin ve arkadaşları fotosentezin besin üretilen aşamaları hakkında çalışmalara başlamıştır. Işıktan bağımsız evredeki Karbon metabolizmasını açıklayan bilim insanı ’de Nobel Ödülü almaya hak kazanmıştır.

Sonuç olarak fotosentezde giren maddelerin ürünlerde yer alma durumunun aşağıdaki gibi olduğu bilinmektedir:

FOTOSENTEZ HÜCREDE NEREDE GERÇEKLEŞİR?

Fotosentez olayında, evreler başlığı altında daha detaylı işleyeceğimiz gibi, ETS (Elektron Taşıma Sistemi) elemanları görev yapar. ETS elemanları bir zar üzerinde yer alır. Bu nedenle fotosentezin gerçekleşebildiği canlılarda klorofil pigmentinin bir zar üzerine yerleşmiş olması gerekmektedir. Prokaryotik canlılarda bu işi üstlenen plazma zarı iken, ökaryotik canlılarda kloroplast organelinde yer alan tilakoid zarlardır. Yine evrelerde detaylı işleyeceğimiz üzere fotosentezin ETS’den sonraki aşaması enzimatiktir. Bu nedenle prokaryotlarda sitoplazmada, ökaryotlarda ise kloroplastın sıvı kısmı olan stromada gerçekleşir.

Özetle fotosentez prokaryotlarda plazma zarı üzerindeki klorofilli bölgede başlar ve sitoplazmada sonuçlanır. Ökaryotlarda ise kloroplastın tilakoid zar sisteminde klorofillerin paketlenmiş olduğu granalarda başlar, stromada neticelenir.

Kloroplastın Yapısı

Fotosentetik ökaryot hücrelerde yer alan yeşil renkli organeldir. Çift zarlı, kendine ait halkasal bir DNA, RNA ve ribozomları olan gelişmiş bir yapıdır. Endosimbiyozis hipotezine göre önceleri bağımsız prokaryotik bir canlı iken evrimsel süreçte ökaryotik hücreler içerisinde yaşamaya adapte olmuştur.

Kloroplastın dışı bir çift zar ile örtülüdür. Mitokondriye bu yönüyle benzemektedir ancak mitokondrinin iç zarı kıvrımlı iken kloroplastınki düzdür. Kloroplastın içerisi sitoplazma benzeri bir sıvı olan stroma ile doludur. Bu sıvıda fotosentezin besin sentezlenen evreleri için gerekli olan bazı enzimler yer almaktadır. Dış zarlara ek olarak iç kısımda bir de tilakoid denilen üçüncü bir zar sistemi yer alır. Bu sistemin bazı bölgelerinde klorofiller paketlenmiş ve metal paralar gibi üst üste dizilmiştir. Bu paketlerin her birine granum, toplu halde oluşturdukları yapılara ise grana adı verilmektedir.

Fotosentez olayı temel olarak iki ana bölümde meydana gelir:

1. Işığa bağımlı evre (Işıklı evre)

2. Işıktan bağımsız evre (Calvin Döngüsü)

Işığa bağımlı evrede klorofil görev yapar. Bu nedenle bu olaylar kloroplasın tilakoid zar sistemi ve granumlarda meydana gelir. Işıktan bağımsız evre ise enzimatiktir ve sıvı kısım olan stromada gerçekleşir.

FOTOSENTEZİN EVRELERİ

Fotosistem1 ve Fotosistem2 olmak üzere iki farklı klorofil sisteminin görev aldığı reaksiyonlar dizisidir. Temelde ETS elemanları arasında elektron aktarımına bağlıdır ve kemiosmotik yolla ATP üretilir. Işık enerjisi ile uyarılan elektronların enerjileri artar, bir üst enerji düzeyine adeta fırlatılırlar. Bu etki, adeta domino taşları gibi ETS elemanlarını uyarır. Elektronların aktarılması sonucu tilakoid zar boşluğu ile stroma arasında bir potansiyel fark meydana gelir (proton gradiyenti). Bu farkın etkisiyle ATPaz kompleksi çalışarak Hidrojen iyonlarını çok oldukları yerden az oldukları yere doğru taşır ve bu esnada ATP sentezlenir.

Işık enerjisi ile su moleküllerinin parçalanmasına fotoliz denir. Açığa çıkan Hidrojen iyonları NADP tarafından tutulur, yani NADP’ler indirgenerek NADPH’a dönüşür. Suyun fotolizi sonucu açığa çıkan Oksijen ise atmosfere verilir. Genel denklemde ürün olan oksijenin kaynağı, ışıklı evrede fotolize uğrayan sudur.

NOT: Eski öğretim programında yer alan devirli ve devirsiz fotofosforilasyon konularına yeni müfredatta yer verilmemektedir. Bu nedenle iki olay dizisi birleştirilerek ışıklı evre başlığı altında anlatılmıştır. Yine de şu kadarının biilnmesi faydalı olabilir; suyun fotolizi devirli olmayan fotofosforilasyonda gerçekleşmektedir. Ayrıca devirsel fotofosforilasyonda sadece fotosistem1 görev yaparken devirsel olmayanda hem fotosistem1 hem de fotosistem2 görev yaparlar. Mor kükürt bakterisi gibi bazı prokaryotlarda sadece fotosistem1 vardır ve devirsel fotofosforilasyon ile ATP sentezlenir. Aynı şekilde Calvin döngüsünde görev alan ara moleküllerin isimlerinin de bilinmesi gerekmemektedir. Rubisco adı verilen bir enzim yardımıyla gerçekleşir ve karbon özümleme reaksiyonları olarak da bilinmektedir. Fotosentez evrelerinde üretilen ve tüketilen maddelerin ne olduklarının bilinmesi yeterlidir, sayısal hesaplamalar müfredat dahilinde değildir.

IŞIKTAN BAĞIMSIZ EVRE (CALVİN DÖNGÜSÜ)

Işıklı evrede üretilmiş olan NADPH ve ATP ile atmosferden alınan karbondioksitin kullanıldığı, besin sentezinin gerçekleştiği evredir. NADP bu evrede yükseltgenir. Calvin Döngüsü olarak da bilinen reaksiyon zincirinde atmosferden alınan CO2 ile birlikte NADP ile taşınmış olan hidrojen molekülleri çeşitli bileşiklere eklenerek PGAL moleküllerinin sentezi sağlanır. PGAL, şeker sentezinde kullanılabilen 3C’lu bir ara moleküldür. Enzimatik olan ışıktan bağımsız tepkimeler prokaryotlarda sitoplazmada, ökaryotlarda ise stromada meydana gelir.

Kaynakça:

1. seafoodplus.info?q=kloroplast%C4%B1n+yap%C4%B1s%C4%B1&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjmyOfD6q7hAhU6AWMBHbTzAK8Q_AUIDigB#imgrc=pfyAR9rHe7GFzM:

2. seafoodplus.info?biw=&bih=&tbm=isch&sa=1&ei=eieiXM7mL8XIaIK3vdAG&q=fotosentezin+evreleri&oq=fotosentezin+evreleri&gs_l=imgj8jgws-wiz imgi8i30j0io6zVhuZXB0I#imgrc=E6KMUoeNfcJkvM:

3. MEB BİYOLOJİ12 KOMİSYON KİTABI /SAYFA 91