Los cloroplastos son orgánulos unidos a membranas presentes en plantas verdes y algas. Contienen clorofila, el bioquímico utilizado por las plantas para fotosíntesis, que convierte la energía de la luz en energía química que impulsa las actividades de la planta.
Además, los cloroplastos contienen ADN y ayudan al organismo a sintetizar proteínas y ácidos grasos. Contienen estructuras en forma de disco, que son membranas llamadas tilacoides.
Conceptos básicos del cloroplasto
Los cloroplastos miden alrededor de 4 a 6 micrones de longitud. La clorofila dentro cloroplastos hace que las plantas y las algas se pongan verdes. Además de las membranas tilacoides, cada cloroplasto tiene una membrana externa e interna, y algunas especies tienen cloroplastos con membranas adicionales.
El líquido similar a un gel dentro de un cloroplasto se conoce como estroma. Algunas especies de algas tienen una pared celular entre las membranas interna y externa compuesta por moléculas que contienen azúcares y aminoácidos. El interior del cloroplasto contiene varias estructuras, que incluyen
Plásmidos de ADN, el espacio tilacoide y los ribosomas, que son pequeñas fábricas de proteínas.Origen del cloroplasto
Se cree que los cloroplastos y algo relacionado mitocondrias, fueron una vez sus propios "organismos", por así decirlo. Los científicos creían que en algún momento de la historia temprana de la vida, los organismos similares a las bacterias envolvieron lo que conocemos como cloroplastos y los incorporaron a la célula como un orgánulo.
Esto se llama "teoría endosimbiótica". Esta teoría está respaldada por el hecho de que los cloroplastos y las mitocondrias contienen su propio ADN. Es probable que esto sea "sobrante" de una época en la que eran sus propios "organismos" fuera de una célula.
Ahora, la mayor parte de este ADN no se usa, pero algo de ADN de cloroplasto es esencial para las funciones y proteínas tilacoides. Se estima que hay 28 genes en los cloroplastos que le permiten funcionar normalmente.
Definición de tilacoide
Los tilacoides son formaciones planas en forma de disco que se encuentran en el cloroplasto. Se parecen a las monedas apiladas. Son responsables de la síntesis de ATP, la fotólisis del agua y son un componente de un cadena de transporte de electrones.
También se pueden encontrar dentro de las cianobacterias, así como en los cloroplastos de plantas y algas.
Espacio y estructura de los tilacoides
Los tilacoides flotan libremente dentro del estroma del cloroplasto en un lugar llamado espacio tilacoide. En las plantas superiores, forman una estructura llamada granum que se asemeja a una pila de monedas de 10 a 20 de altura. Las membranas conectan diferentes grana entre sí en un patrón helicoidal, aunque algunas especies tienen grana que flota libremente.
La membrana tilacoide está compuesta por dos capas de lípidos que pueden contener moléculas de fósforo y azúcar. Clorofila está incrustado directamente en la membrana tilacoide, que encierra el material acuoso conocido como luz tilacoide.
Tilacoides y fotosíntesis
El componente de clorofila de un tilacoide es lo que hace posible la fotosíntesis. Esta clorofila es la que da a las plantas y algas verdes su coloración verde. El proceso comienza con la división del agua para crear una fuente de átomos de hidrógeno para la producción de energía, mientras que el oxígeno se libera como producto de desecho. Esta es la fuente del oxígeno atmosférico que respiramos.
Los pasos siguientes utilizan los iones de hidrógeno liberados, o protones, junto con el dióxido de carbono atmosférico para sintetizar el azúcar. Un proceso llamado transporte de electrones produce moléculas de almacenamiento de energía como ATP y NADPH. Estas moléculas impulsan muchas de las reacciones bioquímicas del organismo.
Quimiosmosis
Otra función del tilacoide es la quimiosmosis, que ayuda a mantener un pH ácido en la luz del tilacoide. En la quimiosmosis, el tilacoide usa parte de la energía proporcionada por el transporte de electrones para mover los protones desde la membrana hasta la luz. Este proceso concentra el recuento de protones en el lumen en un factor de aproximadamente 10.000.
Estos protones contienen energía que se utiliza para convertir ADP en ATP. La enzima ATP sintasa ayuda a esta conversión. La combinación de cargas positivas y concentración de protones en la luz del tilacoide crea un gradiente electroquímico que proporciona la energía física necesaria para la producción de ATP.