Cloroplaste - plastidele de plante superioare, în care procesul este fotosinteză, și anume utilizarea de fascicule de energie pentru a forma lumina din materiale anorganice (dioxid de carbon și apă) substanțe organice cu eliberarea simultană a oxigenului în atmosferă ... Cloroplastele au forma unei lentile biconvexe, dimensiunea lor fiind de aproximativ 4-6 microni. Acestea se găsesc în celulele de parenchimă din frunze și alte părți verzi ale plantelor superioare. Numărul lor în celulă variază între 25-50.
Structura cloroplastului, observată cu microscopul electronic, este foarte complicată. Ca și nucleul și mitocondriile, cloroplastul este înconjurat de o membrană formată din două membrane lipoproteinice. Mediul intern este o substanță relativ omogenă - o matrice sau o stromă care este străpunsă de membrane - lamele. Lamele, legate una de cealaltă, formează bule - tilacoide. Diacat unul altuia, tilacoidele formează granule, care se disting chiar și sub microscopul luminos. La rândul său, fețele într-una sau mai multe locuri sunt integrate unele cu altele prin intermediul unor cabluri de intergranal - stroma tilacoidă. Pigmenții implicate cloroplastidiană în captarea energiei luminoase și enzimele necesare pentru faza de lumină a fotosintezei, sunt montate în membrana tilacoidă.
Compoziția chimică a cloroplastelor: apă - 75%; 75-80% din cantitatea totală de substanță uscată este org. compuși, 20-25% -minerali.
Cloroplastele conțin pigmenți diferiți. În funcție de speciile de plante, aceasta este:
· Clorofila:
- clorofila A (albastru-verde) - 70% (în plante superioare și alge verzi);
- clorofila B (verde-galben) - 30% (ibid.);
- clorofila C, D și E este mai puțin frecventă - în alte grupe de alge;
· Carotenoide:
- carotene portocalii-roșii (hidrocarburi);
- xantofile galbene (mai puțin dese roșii) (carotene oxidate). Datorită xantofilului fitoxantinic, cloroplastele algelor maro (pheoplaste) sunt de culoare maro;
· Fikobiliproteide conținute în rodoplastice (cloroplaste de alge roșii și albastre-verzi):
- fitocianan albastru;
- fitoceritină roșie.
Cloroplast are propriul său ADN, adică genomul propriu și aparatul propriu pentru realizarea informațiilor genetice prin sinteza ARN și proteine.
Funcția principală a cloroplastelor este de a capta și de a converti energia luminii.
Compoziția membranelor care formează granulele include un pigment verde - clorofilă. Aici se produc reacții ușoare de fotosinteză - absorbția luminii prin clorofilă și transformarea energiei luminoase în energia electronilor excitați. Electronii excitați de lumină, adică posedând exces de energie, dau energia lor descompunerii apei și sintezei ATP. În timpul descompunerii apei se formează oxigen și hidrogen. Oxigenul este eliberat în atmosferă, iar hidrogenul este legat de ferredoxinul proteic.
Ferredoxina este apoi reoxidată, dând acest hidrogen unui agent reducător, abreviat ca NADP. NADP trece în forma redusă - NADP-H2. Astfel, rezultatul reacțiilor de lumină ale fotosintezei este formarea ATP, NADP-H2 și oxigenului, iar energia apoasă și lumină este consumată.
ATP acumulează o mulțime de energie - este folosit apoi pentru sinteze, precum și pentru alte nevoi de celule. NADP-H2 este o baterie de hidrogen și este ușor să o dați. Prin urmare, NADP-H2 este un agent de reducere chimică. Un număr mare de biosinteză este asociat cu refacerea, iar NADP-H2 acționează ca furnizor de hidrogen în aceste reacții.
.. Apoi, folosind enzime stroma cloroplastidiană, adică este Grand, apar reacții de culoare închisă: hidrogen și energia conținută în ATP, utilizat pentru a restabili dioxidul atmosferic carbon (CO2) și includerea în compoziția cu substanțe organice. Prima substanță organică formată ca rezultat al fotosintezei trece printr-un mare număr de mutații și dând naștere la toate varietate de substanțe organice, sintetizate în plante și a corpului său componente. Mai multe dintre aceste transformări au loc imediat, în stroma cloroplastului, unde sunt disponibile pentru formarea de zaharuri, grăsimi enzime, precum și toate cele necesare pentru sinteza proteinelor. Zahărul poate apoi merge fie din cloroplast altor structuri celulare si de acolo la alte celule ale plantei, sau pentru a forma un boabe de amidon, care sunt adesea observate în cloroplaste. Grăsimi de asemenea depozitate în cloroplaste sau sub formă de picături, sau sub formă de compuși simpli, grăsimi precursori din cloroplastului.
Chloroplastele au o anumită autonomie în sistemul celular. Ei au propriile lor ribozomi și un set de substanțe care determină sinteza unor proteine ale cloroplastei. Există, de asemenea, enzime, ale căror lucrări conduc la formarea lipidelor care fac parte din lamele și clorofila. După cum am văzut, cloroplastul are un sistem autonom de extragere a energiei. Datorită acestui fapt, cloroplastele pot construi propriile lor structuri în mod independent. Există chiar și o vedere că cloroplaste (cum ar fi mitocondriile) a evoluat de la unele organisme mai mici, stabilit într-o celulă de plantă și primul să se alăture cu ea în simbioză, și apoi a devenit parte integrantă a ei, organite.
O altă caracteristică foarte importantă este absorbția de dioxid de carbon în cloroplast, sau, cum se spune, fixarea de dioxid de carbon, și anume includerea carbonului în compușii organici care au loc într-o serie complexă de reacții, deschis Calvin și Benson și de a lua numele lor. Pentru această descoperire a primit premiul Nobel. Ciclul enzimă cheie este ribulezobisfosfatkarboksilaza (Rubisco) - oxigenază, care asigură adeziunea la compusul acid carbonic cinci carbon - ribulezobisfosfatu zahăr. Produsul rezultat cu durată scurtă de șase atomi de carbon se descompune pentru a forma două molecule de trei carbon de acid fosfogliceric.