主な違い – グラーナとチラコイド

植物の葉緑体には、「グラナ」と「チラコイド」という2つの構造があります。

葉緑体は、植物の光合成に関わる小器官です。

光合成では、二酸化炭素と水を使って、単糖であるグルコースを生成します。

この過程のエネルギーは、太陽光から与えられます。

この太陽光のエネルギーは、クロロフィルという特殊な色素によって取り込まれます。

クロロフィルはチラコイド膜に存在しています。

チラコイドは、チラコイド膜がチラコイド内腔を包むことで形成されています。

グラナは葉緑体の間質に存在し、間質チラコイドでつながっている。

グラナとチラコイドの主な違いは、グラナがチラコイドの積み重ねであるのに対し、チラコイドは葉緑体に存在する膜に結合した区画であることです。

この記事では

1. What are Grana
      – Definition, Characteristics, Function
2. What is Thylakoid
      – Definition, Characteristics, Function
3. What is the difference between Grana and Thylakoid

グラナとは

グラナは、2〜100個のチラコイドが結合してできた積み重ねのことです。

このグラナ同士は、ストロマチラコイドでつながっています。

光合成の際には、間質チラコイドで各グラナをつなぐことで、すべてのグラナが一体となって機能することができます。

光合成の光反応の発生は、チラコイドとストロマチラコイドの膜が担っています。

グラナと葉緑体内膜の間をストロマと呼びます。

光合成の暗反応は葉緑体のストロマで起こります。

1つの葉緑体には10〜100個のグラナが存在する。

葉緑体内のグラナを図1に示す。

：図1 葉緑体内のグラナム

チラコイドとは

チラコイドとは、葉緑体の中にある丸くて平らな小さな枕のような形のものです。

チラコイドは膜に覆われた構造をしています。

チラコイド膜の間をチラコイド内腔と呼びます。

葉緑体の機能的な部分は、その膜と内腔です。

光を捕らえる緑色の色素であるクロロフィルは、膜タンパク質によって保持され、チラコイド膜に存在しています。

クロロフィルは、チラコイド膜上で光化学系1と光化学系2に分かれて組織されています。

太陽光の光エネルギーは、クロロフィルによって電気エネルギーに変換される。

電気エネルギーは高エネルギー電子の形で膜タンパク質を次々と通過し、ストロマからチラコイド内腔にプロトンを送り込む動力となる。

この送り出されたプロトンがストロマに戻るときにエネルギーが放出され、このエネルギーはATP合成酵素によってATPが合成されることによって容易に利用される。

NADP+還元酵素は、光化学系2から放出された電子をNADPHの生成に利用する酵素です。

生成されたATPとNADPHは、二酸化炭素をグルコースに固定するために利用することができる。

チラコイドの膜タンパク質を図2に示します。

グラナとチラコイドの違い

関係

グラナ グラナは、葉緑体内のチラコイドが積み重なったものです。

チラコイド チラコイドは葉緑体の中にある枕状の区画です。

機能

グラナ グラナはチラコイドを組織化し、ストロマチラコイドによってチラコイドをつなぎ、ユニットとして機能させる。

チラコイド チラコイドは光合成の光反応に関与し、ATPとNADPHを生産している。

結論

グラナとチラコイドは、葉緑体の内部にある光合成に関わる2つの構造体です。

グラナは、チラコイドが積み重なったものです。

チラコイドは2〜100個程度が集まってグラナムを形成している。

葉緑体の内部には、10〜100個程度のグラナが存在する。

光合成の光反応は、チラコイドの膜にあるさまざまな膜タンパク質の助けを借りて、チラコイド膜上で起こります。

光化学系1、2、ATP合成酵素、NADP+還元酵素などが、光合成の光反応に関与する膜タンパク質としてチラコイド膜に存在しています。

グラナは、チラコイドが一体となって機能するように組織化されており、光合成の効率を高めている。

グラナがつながっているのは、ストロマチラコイドも同じです。

しかし、グラナとチラコイドの主な違いは、葉緑体内の構造です。