क्लोरोप्लास्ट झिल्ली संरचनाएं हैं जिनमें प्रकाश संश्लेषण होता है। उच्च पौधों और साइनोबैक्टीरिया में इस प्रक्रिया ने ग्रह को कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग करके और ऑक्सीजन एकाग्रता को फिर से भरकर जीवन का समर्थन करने की क्षमता बनाए रखने की अनुमति दी। प्रकाश संश्लेषण स्वयं थायलाकोइड्स जैसी संरचनाओं में होता है। ये क्लोरोप्लास्ट के झिल्ली "मॉड्यूल" हैं, जिसमें प्रोटॉन स्थानांतरण, जल फोटोलिसिस, ग्लूकोज और एटीपी संश्लेषण होता है।
पौधे क्लोरोप्लास्ट की संरचना
क्लोरोप्लास्ट को डबल-झिल्ली संरचनाएं कहा जाता है जो पादप कोशिकाओं और क्लैमाइडोमोनस के कोशिका द्रव्य में स्थित होते हैं। इसके विपरीत, साइनोबैक्टीरियल कोशिकाएं थायलाकोइड्स में प्रकाश संश्लेषण करती हैं, न कि क्लोरोप्लास्ट में। यह एक अविकसित जीव का उदाहरण है जो साइटोप्लाज्म के उभार पर स्थित प्रकाश संश्लेषण एंजाइमों के माध्यम से अपना पोषण प्रदान करने में सक्षम है।
इसकी संरचना के अनुसार, क्लोरोप्लास्ट एक बुलबुले के रूप में दो झिल्ली वाला अंग है। वे प्रकाश संश्लेषक पौधों की कोशिकाओं में बड़ी संख्या में स्थित होते हैं और केवल के मामले में विकसित होते हैंपराबैंगनी प्रकाश के संपर्क में। क्लोरोप्लास्ट के अंदर इसका तरल स्ट्रोमा होता है। इसकी संरचना में, यह हाइलोप्लाज्म जैसा दिखता है और इसमें 85% पानी होता है, जिसमें इलेक्ट्रोलाइट्स घुल जाते हैं और प्रोटीन निलंबित हो जाते हैं। क्लोरोप्लास्ट के स्ट्रोमा में थायलाकोइड्स, संरचनाएं होती हैं जिनमें प्रकाश संश्लेषण के प्रकाश और अंधेरे चरण सीधे आगे बढ़ते हैं।
क्लोरोप्लास्ट वंशानुगत उपकरण
थायलाकोइड्स के बगल में स्टार्च के साथ दाने होते हैं, जो प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप प्राप्त ग्लूकोज के पोलीमराइजेशन का एक उत्पाद है। स्वतंत्र रूप से स्ट्रोमा में बिखरे हुए राइबोसोम के साथ प्लास्टिड डीएनए होते हैं। कई डीएनए अणु हो सकते हैं। बायोसिंथेटिक तंत्र के साथ, वे क्लोरोप्लास्ट की संरचना को बहाल करने के लिए जिम्मेदार हैं। यह कोशिका नाभिक की वंशानुगत जानकारी का उपयोग किए बिना होता है। यह घटना कोशिका विभाजन के मामले में क्लोरोप्लास्ट के स्वतंत्र विकास और प्रजनन की संभावना का न्याय करना भी संभव बनाती है। इसलिए, क्लोरोप्लास्ट, कुछ मामलों में, कोशिका के केंद्रक पर निर्भर नहीं होते हैं और एक सहजीवी अविकसित जीव के रूप में प्रतिनिधित्व करते हैं।
थायलाकोइड्स की संरचना
थायलाकोइड क्लोरोप्लास्ट के स्ट्रोमा में स्थित डिस्क के आकार की झिल्ली संरचनाएं हैं। साइनोबैक्टीरिया में, वे पूरी तरह से साइटोप्लाज्मिक झिल्ली के आक्रमण पर स्थित होते हैं, क्योंकि उनके पास स्वतंत्र क्लोरोप्लास्ट नहीं होते हैं। थायलाकोइड्स दो प्रकार के होते हैं: पहला लुमेन के साथ थायलाकोइड होता है, और दूसरा लैमेलर होता है। लुमेन के साथ थायलाकोइड व्यास में छोटा होता है और एक डिस्क होता है। कई थायलाकोइड लंबवत रूप से व्यवस्थित होते हैं और एक ग्रेना बनाते हैं।
लैमेलर थायलाकोइड्स चौड़ी प्लेटें होती हैं जिनमें लुमेन नहीं होता है। लेकिन वे एक ऐसा मंच हैं जिससे कई अनाज जुड़े होते हैं। उनमें, प्रकाश संश्लेषण व्यावहारिक रूप से नहीं होता है, क्योंकि उन्हें एक मजबूत संरचना बनाने की आवश्यकता होती है जो कोशिका को यांत्रिक क्षति के लिए प्रतिरोधी होती है। कुल मिलाकर, क्लोरोप्लास्ट में प्रकाश संश्लेषण में सक्षम लुमेन के साथ 10 से 100 थायलाकोइड हो सकते हैं। थायलाकोइड्स स्वयं प्रकाश संश्लेषण के लिए जिम्मेदार मौलिक संरचनाएं हैं।
प्रकाश संश्लेषण में थायलाकोइड्स की भूमिका
प्रकाश संश्लेषण की सबसे महत्वपूर्ण अभिक्रिया थायलाकोइड्स में होती है। पहला पानी के अणु का फोटोलिसिस विभाजन और ऑक्सीजन का संश्लेषण है। दूसरा साइटोक्रोम b6f आणविक परिसर और इलेक्ट्रोट्रांसपोर्ट श्रृंखला के माध्यम से झिल्ली के माध्यम से एक प्रोटॉन का पारगमन है। साथ ही थायलाकोइड्स में, उच्च-ऊर्जा एटीपी अणु का संश्लेषण होता है। यह प्रक्रिया एक प्रोटॉन ढाल के उपयोग के साथ होती है जो थायलाकोइड झिल्ली और क्लोरोप्लास्ट स्ट्रोमा के बीच विकसित हुई है। इसका मतलब है कि थायलाकोइड्स के कार्य प्रकाश संश्लेषण के पूरे प्रकाश चरण को महसूस करना संभव बनाते हैं।
प्रकाश संश्लेषण का प्रकाश चरण
प्रकाश संश्लेषण के अस्तित्व के लिए एक आवश्यक शर्त एक झिल्ली क्षमता बनाने की क्षमता है। यह इलेक्ट्रॉनों और प्रोटॉन के हस्तांतरण के माध्यम से प्राप्त किया जाता है, जिसके कारण एक एच + ग्रेडिएंट बनाया जाता है, जो माइटोकॉन्ड्रियल झिल्लियों की तुलना में 1000 गुना अधिक होता है। एक सेल में विद्युत रासायनिक क्षमता बनाने के लिए पानी के अणुओं से इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉन लेना अधिक फायदेमंद होता है। थायलाकोइड झिल्ली पर एक पराबैंगनी फोटॉन की क्रिया के तहत, यह उपलब्ध हो जाता है। पानी के एक अणु से एक इलेक्ट्रॉन बाहर निकलता है, जोएक सकारात्मक चार्ज प्राप्त करता है, और इसलिए, इसे बेअसर करने के लिए, एक प्रोटॉन को गिराना आवश्यक है। नतीजतन, 4 पानी के अणु इलेक्ट्रॉनों, प्रोटॉन में टूट जाते हैं और ऑक्सीजन बनाते हैं।
प्रकाश संश्लेषण प्रक्रियाओं की श्रृंखला
पानी के फोटोलिसिस के बाद झिल्ली रिचार्ज हो जाती है। थायलाकोइड्स संरचनाएं हैं जिनमें प्रोटॉन स्थानांतरण के दौरान एक अम्लीय पीएच हो सकता है। इस समय, क्लोरोप्लास्ट के स्ट्रोमा में पीएच थोड़ा क्षारीय होता है। यह एक विद्युत रासायनिक क्षमता उत्पन्न करता है जो एटीपी संश्लेषण को संभव बनाता है। एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट अणुओं का उपयोग बाद में ऊर्जा की जरूरतों और प्रकाश संश्लेषण के अंधेरे चरण के लिए किया जाएगा। विशेष रूप से, एटीपी का उपयोग कोशिका द्वारा कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग करने के लिए किया जाता है, जो इसके संघनन और उनके आधार पर ग्लूकोज अणुओं के संश्लेषण द्वारा प्राप्त किया जाता है।
अंधेरे चरण में, NADP-H+ NADP में कम हो जाता है। कुल मिलाकर, एक ग्लूकोज अणु के संश्लेषण के लिए 18 एटीपी अणु, 6 कार्बन डाइऑक्साइड अणु और 24 हाइड्रोजन प्रोटॉन की आवश्यकता होती है। इसके लिए 6 कार्बन डाइऑक्साइड अणुओं का उपयोग करने के लिए 24 पानी के अणुओं के फोटोलिसिस की आवश्यकता होती है। यह प्रक्रिया आपको 6 ऑक्सीजन अणुओं को छोड़ने की अनुमति देती है, जो बाद में अन्य जीवों द्वारा उनकी ऊर्जा जरूरतों के लिए उपयोग किए जाएंगे। उसी समय, थायलाकोइड्स (जीव विज्ञान में) एक झिल्ली संरचना का एक उदाहरण है जो सौर ऊर्जा के उपयोग और पीएच ग्रेडिएंट के साथ एक ट्रांसमेम्ब्रेन क्षमता को रासायनिक बांड की ऊर्जा में परिवर्तित करने की अनुमति देता है।
