Cloroplast

n., Sinonime: cloroplastid; plastidă verde; cloroleuită
Definiția cloroplastului: Un plastid care conține cantități mari de clorofilă și unde are loc fotosinteza

Definiția cloroplastului

Ce este cloroplastul? În biologie, un cloroplast se referă la organitul care se găsește în celula plantelor și a altor eucariote fotosintetice și care este umplut cu pigmentul verde numit clorofilă. Etimologie: din grecescul „chloros”, care înseamnă „verde” și „plast”, care înseamnă „formă” sau „entitate”. Sinonime: cloroplastid; plastid verde; cloroleucite.

Când un eucariot posedă cloroplaste, aceasta indică faptul că are capacitatea de a-și produce propria hrană. Aceasta o face prin fotosinteză. Ce tipuri de celule conțin cloroplaste? Plantele sunt exemple de organisme care posedă cloroplaste în interiorul celulelor lor. Aruncând o privire la celulele lor, veți descoperi prezența a numeroase cloroplaste care se răspândesc în citoplasmă (a se vedea imaginea de anatomie a frunzelor de mai jos). Fiecare cloroplast conține un sistem de culegere a luminii care conține clorofile. Acești pigmenți verzi absorb lumina din spectrul electromagnetic albastru și roșu. Cu toate acestea, ei reflectă porțiunea verde a spectrului. Acesta este motivul pentru care plantele sunt verzi. În schimb, celulele animale nu conțin cloroplaste. Astfel, în afară de prezența unui perete celular (adică un strat alcătuit din celuloză și care explică rigiditatea celulei la plante), prezența cloroplastelor este o altă caracteristică definitorie care ar putea ajuta la identificarea plantelor față de animale. Alte organisme care posedă cloroplaste sunt algele eucariote, de exemplu, algele verzi. Unele bacterii care sunt fotosintetice (de exemplu, fototrofele și cianobacteriile) au clorofile în celulele lor. Cu toate acestea, clorofilele lor nu se găsesc în interiorul unui organit cu membrană dublă, cum ar fi cloroplastul. Mai degrabă, pigmenții clorofilieni sunt localizați în membrana tilacoidă a unei celule bacteriene.

Caracteristicile cloroplastului

Coroplastul este unul dintre organitele unei celule eucariote fotosintetice. Este un tip de plastid (celelalte tipuri sunt cromoplastele și leucoplastele). Cloroplastele sunt identificabile de celelalte plastide prin culoarea, forma, structura și funcția lor. Cloroplastele sunt verzi datorită pigmenților clorofilieni care apar din abundență. Cele două tipuri cele mai comune sunt clorofila a și b. Alți pigmenți clorofilieni sunt clorofila c, d și f. Clorofila a este prezentă în toate cloroplastele, în timp ce celelalte tipuri sunt prezente (în cantități diferite) în funcție de specie. La plantele vasculare, forma seamănă cu o lentilă sau un disc, iar dimensiunea, aproximativ 5µm în lungime și ~2,5µm în lățime. (Ref.1) La alge, forma poate varia. Ele pot fi rotunde, ovale sau tubulare.

Structura cloroplastului

Ce este structura cloroplastului? Cloroplastul are cel puțin trei sisteme de membrane: (1) membrana exterioară, (2) membrana interioară și (3) sistemul thylakoid. Membranele exterioară și interioară reprezintă sistemul dublu de membrane, care este o caracteristică tipică a unui organit. Tilakoizii sunt structuri în formă de disc care îndeplinesc rolul de a recolta sau de a colecta fotoni de la o sursă de lumină, cum ar fi lumina soarelui. În membrana tilacoidă este încorporat complexul antenei, format din proteine și pigmenți care absorb lumina, în special clorofila și carotenoidele. Prin urmare, sarcina tirocoidului este de a oferi un loc pentru reacțiile de lumină ale fotosintezei. Stiva de tirocoizi (care seamănă cu un teanc de monede) se numește granum (plural: grana). Matricea cloroplastului se numește stroma. Este lichidul gros aflat între grana. Aceasta conține enzime, molecule și ioni. Este locul în care are loc procesul de formare a zahărului independent de lumină (reacțiile întunecate ale fotosintezei).

Similare mitocondriilor, cloroplastele sunt organite semiautonome. Ele posedă propriul lor ADN, care este denumit ADN de cloroplast sau ADNcp. Astfel, ele nu se bazează exclusiv pe genele conținute în nucleu. Ele produc anumite proteine din propriul ADN. (Ref.2)

Funcțiile cloroplastului

Care este funcția cloroplastului? Cloroplastele realizează procesul de fotosinteză. Rolul lor principal este de a oferi locul pentru reacțiile de lumină și de întuneric. Prin intermediul acestor organite, sursele anorganice, apa și energia luminoasă sunt transformate în hrană, adică în glucoză (o moleculă de zahăr). Ele sunt, prin urmare, importante pentru organismele fotosintetice în scopul de a produce hrană pe cont propriu și de a nu fi nevoite să se hrănească cu alte organisme pentru a supraviețui. Deoarece oxigenul este unul dintre produsele secundare ale fotosintezei, cloroplastele sunt, prin urmare, un loc crucial pentru producerea acestui gaz, care mai târziu este eliberat din celulă în mediul înconjurător. Oxigenul este important din punct de vedere biologic pentru rolul său, la rândul său, în diverse procese biochimice și fiziologice la animale.

Pentru mai multe descrieri și fapte despre fotosinteză, citiți tutorialul Plant Metabolism.

Evoluția cloroplastelor

Teoria endosimbiotică a fost conceptualizată pentru a delimita originea cloroplastelor. (Ref.3) În consecință, organite precum mitocondriile și cloroplastele au fost structuri celulare din celulele eucariote care au apărut ca urmare a unei endosimbioze primare care a avut loc cu milioane de ani în urmă între endosimbionții procarioți și celulele gazdă eucariote. Celula eucariotă, fiind celula mai mare, a preluat micile procariote fotosintetice (de exemplu, cianobacteriile) care, în consecință, le-au permis să facă fotosinteză. În cele din urmă, procariotele au evoluat și s-au diferențiat în plastide, în special în cloroplaste. Se presupune că aceste eucariote fotosintetice timpurii care adăpostesc procariote transformate în organite sunt primii strămoși ai plantelor și algelor moderne de pe Pământ. The discovery of the cpDNA in chloroplasts, the similarity in membranes, and the binary fission as a means of reproduction serve as evidence that supports this theory. (Ref.4)

Read also:
What is the Likely Origin of Chloroplasts? – BioTechniques. (2017, December 14). BioTechniques. https://www.biotechniques.com/molecular-biology/when-did-the-chloroplast-evolve/

See also

• Chlorophyll
• Etioplast
• Chromoplast
• Leucoplast
• Plastid

1. Staehelin, L. A. (2003). Chloroplast structure: from chlorophyll granules to supra-molecular architecture of thylakoid membranes. Photosynthesis Research, 76(1–3), 185–196. https://doi.org/10.1023/A:1024994525586
2. Discovery of Chloroplast DNA, Genomes and Genes | Discoveries in Plant Biology. (2019). Worldscientific.Com. https://www.worldscientific.com/doi/abs/10.1142/9789812813046_0002
3. Jensen, P. E., & Leister, D. (2014). Chloroplast evolution, structure and functions. F1000Prime Reports, 6. https://doi.org/10.12703/p6-40
4. Evidence for endosymbiosis. (2020). Berkeley.Edu. https://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/_0_0/endosymbiosis_04