A kloroplasztok szerkezete és funkciói
A kloroplasztok olyan magasabb növények plasztidjai, amelyekben a fotoszintézis folyamata folyik, vagyis a fénysugarak energiájának felhasználása szerves anyagok szerves anyagokból (szén-dioxid és víz), miközben egyidejűleg oxigént bocsátanak a légkörbe. A kloroplasztok kétkomponve lencse alakúak, méretük körülbelül 4-6 mikron. Ezek megtalálhatók a levelek parenchyma sejtjeiben és a magasabb növények zöld részeiben. Ezek száma a cellában 25-50 között változik.
Az elektronmikroszkóppal megfigyelt kloroplaszt szerkezete nagyon bonyolult. A maghoz és mitokondriához hasonlóan a kloroplasztot két lipoprotein membránból álló membrán veszi körül. A belső közeg egy viszonylag homogén anyag - egy mátrix vagy sztróma, amelyet a membránokkal átlyukasztunk - lamellákat. A lamellák egymáshoz kapcsolódva buborékokat képeznek - thilloakoidokat. Sűrűn szomszédosak egymással, a tiaksoidok granulátumokat képeznek, amelyek fénymikroszkóppal is megkülönböztethetők. Ezzel szemben a granulátumok egy vagy több helyen egymással összekapcsolódnak intertriangularis szálakkal - a thakloid sztrómával. A fényforrás csapdába helyezett kloroplaszt pigmentjei, valamint a fény fotoszintetikus fázisához szükséges enzimek beépülnek a thakioid membránokba.
A kloroplasztok kémiai összetétele: víz - 75%; A szárazanyag teljes mennyiségének 75-80% -a org. vegyületek, 20-25% -mineral.
A kloroplasztok különböző pigmenteket tartalmaznak. A növényfajoktól függően:
· Klorofill:
- klorofill A (kék-zöld) - 70% (magasabb növényeknél és zöldalgáknál);
- klorofill B (sárga-zöld) - 30% (ibid.);
- a C, D és E klorofill kevésbé gyakori - az algák más csoportjaiban;
· Karotinoidok:
- narancsvörös karotinok (szénhidrogének);
- sárga (kevésbé piros) xantopillák (oxidált karotinok). A xantophyll phyxoxanthine miatt a barna algák (pheoplastok) kloroplasztjai barna színűek;
· A rozmoplasztikumokban (vörös és kék-zöld algák kloroplasztái) található fikobiproteidek:
- kék fikocianint;
- vörös fikoeritrin.
A kloroplasztnak saját DNS-e van, vagyis saját genomja és saját eszköze az RNS és a fehérje szintézisén keresztül a genetikai információ megvalósításához.
A kloroplasztok fő feladata a fényenergia megfogása és átalakítása.
A granulátumot képező membránok összetétele zöld pigmentet tartalmaz - klorofill. Itt van a fotoszintézis fényreakciói - a fény felszívódása a klorofillel és a fényenergia átalakítása a gerjesztett elektronok energiájába. A fény által gerjesztett elektronok, azaz a felesleges energiát adó energiák adják a víz bomlását és az ATP szintézisét. A víz bomlása során keletkeznek oxigén és hidrogén. Az oxigén szabadul fel a légkörben, és a hidrogént a protein ferredoxin kötik.
A ferredoxint ezután újra oxidálják, így a hidrogént redukálószerrel, rövidítve NADP-ként. Az NADP a csökkentett formában - a NADP-H2-be kerül. Így a fotoszintézis fényreakcióinak eredménye az ATP, a NADP-H2 és az oxigén képződése, és a víz és a könnyű energia elhasználódik.
Az ATP sok energiát halmoz fel - ezután szintézisekhez, valamint egyéb sejtigényekhez is felhasználható. A NADP-H2 egy hidrogén akkumulátor, és könnyű ezután kiadni. Ezért a NADP-H2 kémiai redukálószer. Nagyszámú bioszintézis társul a helyreállításhoz, és a NADP-H2 ezen reakciókban hidrogénszállítóként működik.
.. Következő, enzimek segítségével kloroplaszt stroma, azaz a Grand, sötét reakció fordul elő: hidrogén és energia, amely ATP-t, használjuk, hogy visszaállítsa a légköri szén-dioxid (CO2), majd beépítjük a készítmény szerves anyagokkal. Az első szerves anyag, amelyet a fotoszintézis eredményeként alakítottak ki, számos átrendeződésen esik keresztül, és a növényben szintetizált szerves anyagok sokaságát hozza létre, és testet alkot. Számos ilyen átalakulás fordul elő azonnal, a kloroplaszt sztrómában, ahol enzimek keletkeznek cukrok, zsírok, valamint a fehérjeszintézishez szükséges összes enzim számára. A cukrok ezután a kloroplasztból más sejtszerkezetekbe, onnan más növényi sejtekké alakulhatnak ki, vagy keményítőt képeznek, amelynek szemcsék gyakran láthatóak a kloroplasztokban. A zsírok kloroplasztokban vagy cseppekben vagy egyszerűbb anyagok formájában, a zsírok prekurzoraiban keletkeznek, keletkeznek a kloroplasztból.
A kloroplasztok bizonyos autonómia a sejtrendszerben. Nekik vannak saját riboszómák és olyan anyagok, amelyek meghatározzák a kloroplaszt egyes fehérjéinek szintézisét. Vannak is enzimekkel, amelyek működése képződéséhez vezet a lipid tartalmazza a lamella, és a klorofill. Mint láttuk, a kloroplasztnak autonóm rendszer van az energia kivonására. Ennek köszönhetően a kloroplasztok önállóan képesek saját struktúráik építésére. Van még egy véleményen van, hogy a kloroplasztisszal (például mitokondriumok) alakult ki néhány kisebb szervezetekre, az állandó növényi sejtben, és az első, hogy csatlakozzon vele szimbiózisban, majd lett annak szerves részeként, sejtszervecskék.
Egy másik nagyon fontos jellemzője a széndioxid abszorpciója a kloroplaszt, vagy, mint mondják, a rögzítés a szén-dioxid, azaz a felvétele a szén a szerves vegyületek előforduló komplex sorozatának reakciók, a nyitott Calvin és Benson és nevüket. E felfedezésért Nobel-díjat kapott. A kulcs enzim ciklus ribulezobisfosfatkarboksilaza (rubisco) - oxigenáz, amely ragaszkodás az öt-szénvegyület szénsav - cukor ribulezobisfosfatu. A keletkező rövid életű terméke hat szénatomos hasad, hogy két három-szénmolekulák foszfoglicerinsav.