Οι χλωροπλάστες είναι μικρά οργανίδια στο εσωτερικό των κυττάρων των φυτών και των φυκών. Απορροφούν το φως για να παράγουν σάκχαρα σε μια διαδικασία που ονομάζεται φωτοσύνθεση. Το σάκχαρο μπορεί να αποθηκευτεί με τη μορφή αμύλου. Οι χλωροπλάστες περιέχουν το μόριο της χλωροφύλλης, το οποίο απορροφά το ηλιακό φως για τη φωτοσύνθεση. Εκτός από τη χλωροφύλλη, ένας χλωροπλάστης χρησιμοποιεί διοξείδιο του άνθρακα (CO2 ) και νερό (H2 O) για να σχηματίσει σάκχαρα και αποβάλλει οξυγόνο (O2 ). Η χλωροφύλλη είναι αυτή που δίνει στα πράσινα φυτά το πράσινο χρώμα τους. Οι χλωροπλάστες περιέχουν επίσης διάφορες κίτρινες και πορτοκαλί χρωστικές που βοηθούν στη δέσμευση φωτονίων για τη φωτοσύνθεση.
Χλωροπλάστης
Δομή
Κάθε χλωροπλάστης περιβάλλεται από μια ημιπερατή μεμβράνη διπλού τοιχώματος, η οποία είναι συλλογικά γνωστή ως περιστρόμιο. Μέσα στις στοιβάδες των στρωμάτων υπάρχουν επίπεδα θυλακοειδή σε σχήμα δίσκου. Περιέχουν χρωστικές ουσίες που απορροφούν το φως, συμπεριλαμβανομένης της χλωροφύλλης και των καροτενοειδών, καθώς και πρωτεΐνες που δεσμεύουν τις χρωστικές ουσίες. Όπως και τα μιτοχόνδρια, οι χλωροπλάστες περιέχουν επίσης το δικό τους DNA και ριβοσώματα.
Εξέλιξη
Οι χλωροπλάστες είναι ένας από τους πολλούς διαφορετικούς τύπους οργανιδίων στο κύτταρο. Θεωρείται ότι προέρχονται από ενδοσυμβιωτικά κυανοβακτήρια. Αυτό προτάθηκε για πρώτη φορά από τον Mereschkowsky το 1905 μετά από παρατήρηση του Schimper το 1883 ότι οι χλωροπλάστες έμοιαζαν πολύ με τα κυανοβακτήρια. Σχεδόν όλοι οι χλωροπλάστες πιστεύεται ότι προέρχονται άμεσα ή έμμεσα από ένα μόνο ενδοσυμβιωτικό γεγονός.
Τα μιτοχόνδρια είχαν επίσης παρόμοια προέλευση, αλλά οι χλωροπλάστες βρίσκονται μόνο στα φυτά και στα πρωτόζωα. Στα πράσινα φυτά, οι χλωροπλάστες περιβάλλονται από δύο μεμβράνες λιπιδίων. Θεωρείται ότι αντιστοιχούν στην εξωτερική και την εσωτερική μεμβράνη του προγονικού κυανοβακτηρίου. Οι χλωροπλάστες έχουν το δικό τους γονιδίωμα, το οποίο είναι πολύ μικρότερο από εκείνο των ελεύθερα ζώντων κυανοβακτηρίων. Το DNA που παραμένει παρουσιάζει σαφείς ομοιότητες με το γονιδίωμα των κυανοβακτηρίων. Τα πλαστίδια μπορεί να περιέχουν 60-100 γονίδια, ενώ τα κυανοβακτήρια συχνά περιέχουν περισσότερα από 1500 γονίδια. Πολλά από τα γονίδια που λείπουν κωδικοποιούνται στο πυρηνικό γονιδίωμα του ξενιστή.
Σε ορισμένα φύκη (όπως τα ετερόκλωνα), οι χλωροπλάστες φαίνεται να έχουν εξελιχθεί μέσω ενός δευτερογενούς γεγονότος ενδοσυμβίωσης, κατά το οποίο ένα ευκαρυωτικό κύτταρο καταπλάκωσε ένα δεύτερο ευκαρυωτικό κύτταρο που περιείχε χλωροπλάστες, σχηματίζοντας χλωροπλάστες με τρία ή τέσσερα στρώματα μεμβρανών. Σε ορισμένες περιπτώσεις, τέτοιου είδους δευτερογενείς ενδοσυμβιόντες μπορεί να έχουν και οι ίδιοι απορροφηθεί από άλλους ευκαρυώτες, σχηματίζοντας έτσι τριτογενείς ενδοσυμβιόντες. Στο φύκος Chlorella, υπάρχει μόνο ένας χλωροπλάστης, ο οποίος έχει σχήμα καμπάνας.
Σε ορισμένες ομάδες μιξοτροφικών πρωτίστων, όπως τα δινομαστιγωτά, οι χλωροπλάστες διαχωρίζονται από ένα άλγος ή διάτομο που συλλαμβάνεται και χρησιμοποιούνται προσωρινά. Αυτοί οι κλεμμένοι χλωροπλάστες μπορεί να έχουν διάρκεια ζωής μόνο λίγων ημερών και στη συνέχεια αντικαθίστανται.
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Ερ: Τι είναι ο χλωροπλάστης;
A: Ο χλωροπλάστης είναι ένα μικρό οργανίδιο στο εσωτερικό των κυττάρων των φυτών και των φυκών.
Ερ: Πώς ονομάζεται η διαδικασία κατά την οποία οι χλωροπλάστες απορροφούν το φως για να παράγουν ζάχαρη;
A: Η διαδικασία ονομάζεται φωτοσύνθεση.
Ερ: Ποιος είναι ο σκοπός της χλωροφύλλης σε έναν χλωροπλάστη;
Α: Η χλωροφύλλη απορροφά το ηλιακό φως για τη φωτοσύνθεση.
Ερ: Τι χρησιμοποιεί ένας χλωροπλάστης για να σχηματίσει ζάχαρη και να εκπέμψει οξυγόνο;
A: Ένας χλωροπλάστης χρησιμοποιεί διοξείδιο του άνθρακα (CO2) και νερό (H2O) για να σχηματίσει ζάχαρη και να εκπέμψει οξυγόνο (O2).
Ερ: Τι δίνει στα πράσινα φυτά το πράσινο χρώμα τους;
Α: Η χλωροφύλλη δίνει στα πράσινα φυτά το πράσινο χρώμα τους.
Ερ: Ποιες άλλες χρωστικές περιέχουν οι χλωροπλάστες εκτός από τη χλωροφύλλη;
Α: Οι χλωροπλάστες περιέχουν επίσης διάφορες κίτρινες και πορτοκαλί χρωστικές που βοηθούν στη δέσμευση φωτονίων για τη φωτοσύνθεση.
Ερ: Τι μπορεί να αποθηκευτεί με τη μορφή αμύλου αφού παραχθεί από έναν χλωροπλάστη;
Α: Το σάκχαρο που παρασκευάζεται από τους χλωροπλάστες μπορεί να αποθηκευτεί με τη μορφή αμύλου.