Kloroplastid on membraaniga seotud organellid, mida leidub rohelistes taimedes ja vetikates. Need sisaldavad klorofülli, biokeemiat, mida taimed kasutavad fotosüntees, mis muudab valguse energia keemiliseks energiaks, mis juhib taime tegevust.
Lisaks sisaldavad kloroplastid DNA-d ja aitavad organismil sünteesida valke ja rasvhappeid. Need sisaldavad kettataolisi struktuure, mis on membraanid, mida nimetatakse tülakoidideks.
Kloroplasti põhitõed
Kloroplastide pikkus on umbes 4 kuni 6 mikronit. Klorofüll sees kloroplastid muudab taimed ja vetikad roheliseks. Lisaks tülakoidmembraanidele on igal kloroplastil välimine ja sisemine membraan ning mõnel liigil on täiendavate membraanidega kloroplastid.
Geelitaoline vedelik kloroplasti sees on tuntud kui strooma. Mõnel vetikaliigil on sise- ja välismembraani vahel rakusein, mis koosneb suhkruid ja aminohappeid sisaldavatest molekulidest. Kloroplasti sisemus sisaldab erinevaid struktuure, sealhulgas DNA plasmiidid, tülakoidruum ja ribosoomid, mis on pisikesed valguvabrikud.
Kloroplasti päritolu
Arvatakse, et kloroplastid ja mõnevõrra seotud mitokondrid, olid kunagi niiöelda nende endi "organismid". Teadlased uskusid, et millalgi varajases eluajaloos haarasid bakterilaadsed organismid selle, mida me teame kui kloroplastid, ja ühendasid need rakku organellina.
Seda nimetatakse "endosümbiootiliseks teooriaks". Seda teooriat toetab asjaolu, et kloroplastid ja mitokondrid sisaldavad oma DNA-d. See on tõenäoliselt "jääk" ajast, mil nad olid omaenda "organismid" väljaspool rakku.
Nüüd enamikku sellest DNA-st ei kasutata, kuid osa kloroplasti DNA-st on tülakoidvalkude ja funktsioonide jaoks hädavajalik. Kloroplastides on hinnanguliselt 28 geeni, mis võimaldavad tal normaalselt toimida.
Tülakoidi määratlus
Tülakoidid on kloroplastis leiduvad lamedad kettakujulised moodustised. Need näevad välja sarnased virnastatud müntidega. Nad vastutavad ATP sünteesi, vee fotolüüsi eest ja on selle komponendid elektronide transpordiahel.
Neid võib leida ka nii sinivetikates kui ka taime- ja vetikates kloroplastides.
Tülakoidne ruum ja struktuur
Tülakoidid hõljuvad kloroplasti stroomas vabalt kohas, mida nimetatakse tülakoidruumiks. Kõrgemates taimedes moodustavad nad struktuuri, mida nimetatakse graanuliks, mis sarnaneb 10–20 kõrguse mündivirnaga. Membraanid ühendavad erinevaid granaate omavahel spiraalse mustriga, ehkki mõnel liigil on vabalt hõljuv grana.
Tülakoidmembraan koosneb kahest lipiidikihist, mis võivad sisaldada fosfori ja suhkru molekule. Klorofüll on varjatud otse tilakoidmembraanile, mis ümbritseb vesist materjali, mida tuntakse tilakoidvalendikuna.
Tülakoidid ja fotosüntees
Tülakoidi klorofülli komponent on see, mis teeb fotosünteesi võimalikuks. See klorofüll annab taimedele ja rohevetikatele rohelise värvuse. Protsess algab vee jagunemisest vesinikuaatomite allika loomiseks energia tootmiseks, samal ajal kui hapnik eraldub jääkainena. See on atmosfääri hapniku allikas, mida me hingame.
Järgnevates etappides kasutatakse suhkru sünteesimiseks vabanenud vesiniku ioone ehk prootoneid koos atmosfääri süsinikdioksiidiga. Protsess, mida nimetatakse elektronide transportimiseks, muudab energiasalvestusmolekulid nagu ATP ja NADPH. Need molekulid juhivad paljusid organismi biokeemilisi reaktsioone.
Keemioos
Teine tilakoidne funktsioon on kemiosmoos, mis aitab säilitada happelist pH-t tilakoidi valendikus. Keemioosi korral kasutab tüakoid prootonite membraanist valendikku liikumiseks osa elektronide transpordist saadavast energiast. See protsess koondab prootonite arvu valendikus umbes 10 000 korda.
Need prootonid sisaldavad energiat, mida kasutatakse ADP muundamiseks ATP-ks. Ensüüm ATP süntaas aitab seda muundada. Positiivsete laengute ja prootonikontsentratsiooni kombinatsioon tilakoidluumenis loob elektrokeemilise gradiendi, mis tagab ATP tootmiseks vajaliku füüsilise energia.