Биологическая энциклопедия - строение и молекулярная организация фотосинтетического аппарата

Фотосинтетический процесс преобразования световой энергии протекает в клетках растений в специализированных мембранных структурах. У высших растений и эукариотических водорослей эти мембранные структуры локализованы в особых органеллах хлоропластах. У прокариотических сине-зеленых водорослей они располагаются непосредственно в цитоплазме.

Мембраны фотосинтетического аппарата имеют общий с другими биологическими мембранами принцип строения и состоят из липидов и белков. Отличительной особенностью этих мембран является то, что в них «встроены» молекулы хлорофилла и других сопровождающих пигментов, которые поглощают свет и обеспечивают передачу энергии электронного возбуждения «активному центру» и в фотосинтетическую цепь переноса электрона.

Изучение хлоропластов с помощью электронного микроскопа показало, что мембранная система имеет здесь дифференцированную, очень сложную, но четко упорядоченную структуру, которая различается у разных растений характером упаковки и степенью ее выраженности. Мембранная система погружена в строму (или матрикс) хлоропласта, в которой локализованы ферменты, связанные с восстановлением углекислоты и синтезом углеводов.

Существенным обстоятельством является то, что в хлоропластах, кроме систем, непосредственно участвующих в осуществлении процесса фотосинтеза, имеется также собственная (отличная от ядерной) ДНК, рибосомы и другие компоненты белоксинтезирующих систем. Для хлоропластов многих водорослей характерно также наличие специфического образования пиреноида, функциональная роль которого остается неясной.