Cloroplast

Cèl·lules vegetals en les quals són visibles els cloroplasts

Elscloroplastssónorgànulspresents a lescèl·lulesde lesplantesialgueseucariotesque realitzen lafotosíntesi.Els cloroplasts capturen l'energiade lallumdelsolper produirenergia lliureemmagatzemada a l'ATPi elNADPHmitjançant un procés anomenatfotosíntesi.El mot deriva de les paraules gregueskhlorós,que significa "verd clar" iplásto,que significa "formar, modelar" (i que en termes biològics podríem considerar com a "forma" o "orgànul"cel·lular).

Origen evolutiu

De manera semblant alsmitocondris,els altres orgànuls que transformen energia a les cèl·lules eucariotes, es considera que els cloroplasts es van originar perendosimbiosi:van evolucionar directament a partir deprocariotes(cianobacteris) que van ésser capturats per cèl·lules eucariotes primitives amb les quals van establir una relaciósimbiòtica.

Des de l'establiment d'aquesta endosimbiosi en fases inicials de la història evolutiva els cloroplasts han perdut gran part del seu propigenoma,però encara contenen fragments del seu propiADNque codifiquen proteïnes funcionals i que mostren similituds amb l'ADN de cianobacteris de vida lliure. Això no obstant, actualment depenen de proteïnes codificades per l'ADN nuclear i sintetitzades al citosol cel·lular que són després transportades a l'interior de l'orgànul.

Els cloroplasts també comparteixen amb els mitocondris la possessió d'una doblemembranaamb un espai intermembrana: la membrana interna es creu que correspon a la membrana original del cianobacteri ancestral, mentre que la membrana externa procediria de la vesícula d'endocitosi.

A algunes algues (per exemple elsheterocontòfitsi altresprotistscom elseuglenòfits) els cloroplasts semblen haver evolucionat a través d'un episodi secundari d'endosimbiosi en el qual una cèl·lula eucariota va engolir una segona cèl·lula eucariota que ja contenia cloroplasts. Això va originar uns cloroplasts amb tres (o quatre) membranes.

Funció

Els cloroplasts estan especialitzats en el metabolisme energètic i al seu interior es produeixen les reaccions de lafotosíntesi.En presència de llum solar produeixen metabolits rics en energia i O₂ a partir dels electrons de l'aigua, l'energia de la llum i el CO₂ segons la reacció general:

nH₂O +nCO₂ → (CH₂O)n+nO₂

Les reaccions de la fotosíntesi han estat tradicionalment dividides en dues fases, lafase lluminosa,lafase fosca.Actualment se sap que la fase fosca només té lloc en presència de llum, encara que no utilitzi la seva energia directament, de manera que resulta més adequat referir-s'hi com afase fotoquímicaifase de fixació del CO₂(cicle de Calvin), respectivament.

1. A lafase fotoquímical'energia de la llum solar activa unelectróde laclorofil·laque és transportat al llarg d'una cadena d'oxidació d'una manera semblant al que succeeix a lacadena respiratòriadelsmitocondris.Eltransport electrònicimpulsa la síntesi d'ATPi la reducció de NADP⁺a NADPH i, alhora, l'aigua s'oxida i s'allibera O₂.
2. A lafase de fixació del CO₂l'ATP i el NADPH obtinguts a la fase anterior s'utilitzen com a font d'energia i de poder reductor per a transformar el CO₂ en glúcids senzills.

Estructura

Estructura interna d'un cloroplast

El cloroplast, de manera semblant almitocondri,està envoltat per una doble membrana amb unespai intermembranal.Ambdues membranes són independents i contínues i presenten característiques diferents: lamembrana externaés molt permeable i lainternacontéproteïnes de transportespecífiques, ja que és molt menys permeable.

La membrana interna no està replegada en crestes, com passa al mitocondri, ni conté els enzims deltransport electrònic.El cloroplast conté un tercer joc de membranes, lamembrana tilacoïdalque pren la forma de sacs aplanats, elstilacoides.Els tilacoides formen agrupacions de discs apilats, elsgrana,connectats mitjançant leslamel·les.La membrana tilacoïdal, que és impermeable als ions, delimita un espai interior anomenatespai tilacoïdal.És la responsable del color verd dels cloroplasts, ja que conté immersos el sistema fotosintètic (amb la clorofil·la) i la cadena de transport d'electrons.

La membrana interna envolta un espai central anomenatestromaque conté l'ADN del cloroplast i molts enzims solubles, entre ells els responsables delcicle de Calvin.

Vegeu també

• Plastocianina.

Referències

• ALBERTS, Brucei cols.Biologia molecular de la cèl·lula.Trad. de Mercè Durfort i Coll i Miquel Llobera i Sande. Barcelona: Ediciones Omega, S.A., 1994. 1376 p.ISBN 84-282-0927-8

Viccionari