1. Thylakoidmembran:
- Kloroplasten innehåller ett system med sammankopplade, plattade säckar som kallas thylakoider, som är staplade till grana.
- Thylakoid -membranet är mycket ogenomträngligt för protoner (H+) och fungerar som en barriär som fångar dem i thylakoid -lumen.
2. Elektrontransportkedja:
- Inbäddade i tylakoidmembranet är fotosystem (PSI och PSII) och elektronbärare.
- När ljus slår kloroplasten absorberar pigment i fotosystemen energin och lockar elektroner.
- Dessa upphetsade elektroner passeras längs elektrontransportkedjan och släpper energi vid varje steg.
- Denna energi används för att pumpa protoner från stroma (utrymmet utanför thylakoiderna) i thylakoid -lumen.
3. Protongradientbildning:
- När elektronerna rör sig ner i elektrontransportkedjan pumpas protoner aktivt in i thylakoid -lumen.
- Detta skapar en koncentrationsgradient, med en hög koncentration av protoner inuti lumen och en låg koncentration i stroma.
- Protongradienten representerar lagrad potentiell energi, liknande en damm som håller tillbaka vatten.
4. ATP -syntas:
- ATP -syntas, ett proteinkomplex inbäddat i thylakoidmembranet, fungerar som en "protonturbin."
- Protoner flyter ner sin koncentrationsgradient från lumen till stroma genom ATP -syntas.
- Denna rörelse av protoner driver rotationen av ATP -syntasen, som använder energin för att fosforylera ADP till ATP.
Sammanfattningsvis möjliggör kloroplastens struktur protongradientbildning genom:
* Thylakoid -membranets ofullständighet till protoner: Detta skapar ett fack för protonansamling.
* Elektrontransportkedjans pumpåtgärd: Elektroner som rör sig genom kedjan ger energi för pumpprotoner i thylakoid -lumen.
* ATP -syntasens förmåga att utnyttja protonrörelse: Detta proteinkomplex använder protongradienten för att producera ATP.
Denna protongradient är avgörande för de energikrävande processerna för fotosyntes, vilket gör att kloroplaster effektivt kan omvandla ljusenergi till kemisk energi lagrad i ATP.
