Les chloroplastes sont des organites liés à la membrane présents dans les plantes vertes et les algues. Ils contiennent de la chlorophylle, le produit biochimique utilisé par les plantes pour photosynthèse, qui convertit l'énergie de la lumière en énergie chimique qui alimente les activités de la plante.
De plus, les chloroplastes contiennent de l'ADN et aident un organisme à synthétiser des protéines et des acides gras. Ils contiennent des structures en forme de disque, qui sont des membranes appelées thylakoïdes.
Principes de base du chloroplaste
Les chloroplastes mesurent environ 4 à 6 microns de longueur. La chlorophylle à l'intérieur chloroplastes rend les plantes et les algues vertes. En plus des membranes thylakoïdes, chaque chloroplaste a une membrane externe et interne, et certaines espèces ont des chloroplastes avec des membranes supplémentaires.
Le liquide semblable à un gel à l'intérieur d'un chloroplaste est connu sous le nom de stroma. Certaines espèces d'algues ont une paroi cellulaire entre les membranes interne et externe composée de molécules contenant des sucres et des acides aminés. L'intérieur du chloroplaste contient diverses structures, y compris
Plasmides d'ADN, l'espace thylakoïde et les ribosomes, qui sont de minuscules usines de protéines.Origine du chloroplaste
On pense que les chloroplastes, et les quelque peu apparentés mitochondries, étaient autrefois leurs propres « organismes », pour ainsi dire. Les scientifiques pensaient qu'au début de l'histoire de la vie, des organismes ressemblant à des bactéries avaient englouti ce que nous appelons des chloroplastes et les ont incorporés dans la cellule en tant qu'organite.
C'est ce qu'on appelle la "théorie endosymbiotique". Cette théorie est étayée par le fait que les chloroplastes et les mitochondries contiennent leur propre ADN. C'est probablement un "reste" d'une époque où ils étaient leurs propres "organismes" en dehors d'une cellule.
Maintenant, la plupart de cet ADN n'est pas utilisé, mais un peu d'ADN chloroplastique est essentiel pour les protéines et les fonctions des thylakoïdes. Il y a environ 28 gènes dans les chloroplastes qui lui permettent de fonctionner normalement.
Définition des thylacoïdes
Les thylakoïdes sont des formations plates en forme de disque trouvées dans le chloroplaste. Ils ressemblent à des pièces empilées. Ils sont responsables de la synthèse de l'ATP, de la photolyse de l'eau et font partie d'un chaîne de transport d'électrons.
Ils peuvent également être trouvés dans les cyanobactéries ainsi que dans les chloroplastes des plantes et des algues.
Espace et structure des thylakoïdes
Les thylakoïdes flottent librement dans le stroma du chloroplaste dans un endroit appelé espace thylakoïde. Dans les plantes supérieures, ils forment une structure appelée granum qui ressemble à une pile de pièces de 10 à 20 de haut. Les membranes relient différents grana les uns aux autres selon un motif hélicoïdal, bien que certaines espèces aient des grana flottant librement.
La membrane thylacoïdienne est composée de deux couches de lipides pouvant contenir des molécules de phosphore et de sucre. Chlorophylle est noyé directement dans la membrane thylakoïde, qui renferme le matériau aqueux connu sous le nom de lumière thylakoïde.
Thylakoïdes et photosynthèse
Le composant chlorophylle d'un thylakoïde est ce qui rend la photosynthèse possible. C'est cette chlorophylle qui donne aux plantes et aux algues vertes leur coloration verte. Le processus commence par la division de l'eau pour créer une source d'atomes d'hydrogène pour la production d'énergie, tandis que l'oxygène est libéré sous forme de déchet. C'est la source de l'oxygène atmosphérique que nous respirons.
Les étapes suivantes utilisent les ions hydrogène libérés, ou protons, ainsi que le dioxyde de carbone atmosphérique pour synthétiser le sucre. Un processus appelé transport d'électrons fabrique des molécules de stockage d'énergie telles que ATP et NADPH. Ces molécules alimentent de nombreuses réactions biochimiques de l'organisme.
Chimiosmose
Une autre fonction des thylacoïdes est la chimiosmose, qui aide à maintenir un pH acide dans la lumière des thylacoïdes. Dans la chimiosmose, le thylakoïde utilise une partie de l'énergie fournie par le transport des électrons pour déplacer les protons de la membrane vers la lumière. Ce processus concentre le nombre de protons dans la lumière d'un facteur d'environ 10 000.
Ces protons contiennent de l'énergie qui est utilisée pour convertir l'ADP en ATP. L'enzyme ATP synthase aide à cette conversion. La combinaison de charges positives et de concentration de protons dans la lumière thylakoïde crée un gradient électrochimique qui fournit l'énergie physique nécessaire à la production d'ATP.