Grana: características, estrutura e funções - Ciência - 2023
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o granulados são estruturas que surgem do agrupamento de tilacóides localizados dentro dos cloroplastos das células vegetais. Essas estruturas contêm pigmentos fotossintéticos (clorofila, carotenóides, xantofila) e vários lipídeos. Além das proteínas responsáveis pela geração de energia, como a ATP-sintetase.
Nesse sentido, os tilacóides constituem vesículas achatadas localizadas na membrana interna dos cloroplastos. Nessas estruturas, a captura de luz é realizada para reações de fotossíntese e fotofosforilação. Por sua vez, os tilacóides empilhados e granum estão embutidos no estroma dos cloroplastos.
No estroma, as pilhas de tilacóides são conectadas por lâminas estromais. Essas conexões geralmente vão de um granum através do estroma até o granum vizinho. Por sua vez, a zona aquosa central chamada lúmen do tilacóide é circundada pela membrana do tilacóide.
Dois fotossistemas (fotossistema I e II) estão localizados nas pratas superiores. Cada sistema contém pigmentos fotossintéticos e uma série de proteínas capazes de transferir elétrons. O fotossistema II está localizado em grana, responsável por capturar a energia da luz durante os estágios iniciais do transporte não cíclico de elétrons.
Caracteristicas
Para Neil A. Campbell, autor de Biologia: conceitos e relações (2012), os grana são pacotes de energia solar do cloroplasto. Eles são os lugares onde a clorofila retém a energia do sol.
O grana-singular, granum- originam-se das membranas internas dos cloroplastos. Essas estruturas vazadas em forma de pilha contêm uma série de compartimentos circulares, delgados e compactados: os tilacóides.
Para exercer sua função no fotossistema II, o grana dentro da membrana tilacóide contém proteínas e fosfolipídios. Além da clorofila e outros pigmentos que captam a luz durante o processo fotossintético.
Na verdade, os tilacóides de um grana conectam-se com outro grana, formando dentro do cloroplasto uma rede de membranas altamente desenvolvidas semelhantes às do retículo endoplasmático.
Grana está suspensa em um líquido chamado estroma, que contém ribossomos e DNA, usados para sintetizar algumas proteínas que compõem o cloroplasto.
Estrutura
A estrutura do granum é função do agrupamento dos tilacóides dentro do cloroplasto. O grana é formado por uma pilha de tilacóides membranosos em forma de disco, submersos no estroma do cloroplasto.
Na verdade, os cloroplastos contêm um sistema membranoso interno, que nas plantas superiores é denominado grana-tilacóides, que se origina na membrana interna do envelope.
Em cada cloroplasto há geralmente um número variável de granum, entre 10 e 100. Os grãos estão ligados uns aos outros por tilacóides estromais, tilacóides intergranais ou, mais comumente lamelas.
Um exame do granum com um microscópio eletrônico de transmissão (TEM) permite a detecção de grânulos chamados de quantosomes. Esses grãos são as unidades morfológicas da fotossíntese.
Da mesma forma, a membrana tilacóide contém várias proteínas e enzimas, incluindo pigmentos fotossintéticos. Essas moléculas têm a capacidade de absorver a energia dos fótons e iniciar as reações fotoquímicas que determinam a síntese de ATP.
Características
Grana, como estrutura constituinte dos cloroplastos, promove e interage no processo de fotossíntese. Assim, os cloroplastos são organelas de conversão de energia.
A principal função dos cloroplastos é a transformação da energia eletromagnética da luz solar em energia de ligações químicas. A clorofila, a ATP sintetase e a ribulose bisfosfato carboxilase / oxigenase (Rubisco) participam desse processo.
A fotossíntese tem duas fases:
- Uma fase leve, na presença de luz solar, onde ocorre a transformação da energia luminosa em um gradiente de prótons, que será utilizado para a síntese de ATP e para a produção de NADPH.
- Uma fase escura, que não requer a presença de luz direta, porém, requer os produtos formados na fase clara. Esta fase promove a fixação de CO2 na forma de açúcares fosfato com três átomos de carbono.
As reações durante a fotossíntese são realizadas pela molécula chamada Rubisco. A fase clara ocorre na membrana do tilacóide e a fase escura no estroma.
Fases da fotossíntese
O processo de fotossíntese cumpre as seguintes etapas:
1) O fotossistema II quebra duas moléculas de água, dando origem a uma molécula de O2 e quatro prótons. Quatro elétrons são liberados para as clorofilas localizadas neste fotossistema II. Separando outros elétrons anteriormente excitados pela luz e liberados do fotossistema II.
2) Os elétrons liberados passam para uma plastoquinona que os dá ao citocromo b6 / f. Com a energia capturada pelos elétrons, ele introduz 4 prótons dentro do tilacóide.
3) O complexo do citocromo b6 / f transfere os elétrons para uma plastocianina, e esta para o complexo do fotossistema I. Com a energia da luz absorvida pelas clorofilas, consegue elevar novamente a energia dos elétrons.
Relacionado a este complexo está a ferredoxina-NADP + redutase, que modifica o NADP + em NADPH, que permanece no estroma. Da mesma forma, os prótons ligados ao tilacóide e ao estroma criam um gradiente capaz de produzir ATP.
Dessa forma, tanto o NADPH quanto o ATP participam do ciclo de Calvin, que se estabelece como uma via metabólica onde o CO2 é fixado pela RUBISCO. Culmina na produção de moléculas de fosfoglicerato a partir da ribulose 1,5-bisfosfato e CO2.
Outras funções
Por outro lado, os cloroplastos desempenham várias funções. Entre outros, a síntese de aminoácidos, nucleotídeos e ácidos graxos. Bem como a produção de hormônios, vitaminas e outros metabólitos secundários, além de participar da assimilação de nitrogênio e enxofre.
O nitrato é uma das principais fontes de nitrogênio disponível nas plantas superiores. De fato, nos cloroplastos, o processo de transformação do nitrito em amônio ocorre com a participação da nitrito-redutase.
Os cloroplastos geram uma série de metabólitos que contribuem como meio de prevenção natural contra diversos patógenos, promovendo a adaptação das plantas a condições adversas como estresse, excesso de água ou altas temperaturas. Da mesma forma, a produção de hormônios influencia a comunicação extracelular.
Assim, os cloroplastos interagem com outros componentes celulares, seja por meio de emissões moleculares, seja por contato físico, como ocorre entre o grânulo do estroma e a membrana do tilacóide.
Referências
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