Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
Біоенергетична роль мембран рослин (Наноелектростанції клітини) - Coggle…
Біоенергетична роль мембран рослин (Наноелектростанції клітини)
СТРУКТУРНА ОРГАНІЗАЦІЯ БІОМЕМБРАН Архітектура, яка тримає енергію.
1.1. Рідко-мозаїчна модель: Ліпідний бішар (фосфоліпіди — текуча основа) + вбудовані білки (мозаїка).
1.2. Головні біоенергетичні мембрани рослин:
Тилакоїдні мембрани (у хлоропластах) — місце світлової фази фотосинтезу.
Внутрішня мембрана мітохондрій (кристи) — місце окиснювального фосфорилювання (дихання).
1.3. Властивості, важливі для енергетики:
Напівпроникність (Бар'єрна функція): Мембрана абсолютно непроникна для іонів гідрогену (H+) у нормі. Це дозволяє накопичувати їх з одного боку, як воду перед греблею гідроелектростанції.
Асиметричність: Білки-переносники орієнтовані в мембрані чітко в один бік, щоб забезпечити спрямований рух електронів.
МЕМБРАННІ ПРОЦЕСИ У ФОТОСИНТЕЗІ (Тилакоїди) Перетворення світла в хімічну енергію.
2.2. Генерація протонного градієнта
Під час руху електронів по ЕТЛ, протони (H+) «закачуються» з розчину строми всередину тилакоїда (у люмен).
Додаткові протони з'являються всередині внаслідок фотолізу води.
Результат: Всередині тилакоїда утворюється величезний позитивний заряд і кисле середовище.
2.1. Електронно-транспортний ланцюг (ЕТЛ) хлоропластів:
Комплекси Фотосистема II > Пластохінон > Цитохромний комплекс > Фотосистема I > Ферредоксин.
МЕМБРАННІ ПРОЦЕСИ У ДИХАННІ (Мітохондрії) Спалювання цукрів для отримання енергії.
3.1. Дихальний ланцюг мітохондрій:
Білки-мультикомплекси (I, II, III, IV) вмонтовані у внутрішню мембрану мітохондрії.
3.2. Насосна функція:
Електрони від NAD·H рухаються по ланцюгу до кисню (O2).
Енергія цього руху використовується для виштовхування протонів (H+) із матриксу мітохондрії у міжмембранний простір.
Результат: «Гребля» створюється із зовнішнього боку внутрішньої мембрани.
ГОЛОВНИЙ ДВИГУН: ATP-синтаза (Хеміосмотична теорія Мітчелла) Як працює молекулярна турбіна? (Об'єднує фотосинтез і дихання)
4.2. Робота нано-мотора (ATP-синтази):
Єдиний шлях для протонів — пройти крізь спеціальний білковий канал ATP-синтази.
Потік протонів змушує ротор ATP-синтази обертатися зі швидкістю кілька сотень обертів на секунду!
Механічне обертання активує каталітичний центр, який фосфорилює ADP: ADP + Pi >ATP.
4.3. Універсальність принципу: Цей механізм працює абсолютно однаково і в рослин, і в тварин, і в бактерій.
4.1. Суть концепції: Протони, накопичені з одного боку мембрани («верхній б'єф греблі»), прагнуть повернутися назад через градієнт концентрації та заряду.