A kloroplaszt a sejt egyik állandó organellumja. Végrehajtja a legfontosabb bolygói jelentőségű folyamatot, a fotoszintézist.
A kétmembrán organellumok szerkezetének általános terve
Minden organellum egy felületi berendezésből és belső tartalomból áll. A kloroplasztok és a mitokondriumok a prokarióta sejtek struktúrái - olyan szervezetek, amelyek maggal rendelkeznek. Ezen organellumok felületi berendezése két membránból áll, amelyek között szabad tér van. Térbelileg és anatómiailag nem kapcsolódnak a sejt többi szerkezeti részéhez, részt vesznek az energia-anyagcserében. A mitokondriumok a legtöbb gomba, növény és állat organellumai. Az ATP szintézisére szolgálnak - egy olyan anyag, amely a sejtek egyfajta energiatartaléka. A kloroplaszt egy kettős membrán organellum is, amely a plasztidok csoportjába tartozik.
Plasztos sokszínűség
Az élő szervezetek sejtjeiben háromféle plasztid található. Ezek a kloroplasztok, kromoplasztok és leukoplasztok. Színükben, szerkezeti jellemzőikben és funkcióikban különböznek egymástól. A kloroplaszt egy zöld plasztid, amely klorofill pigmentet tartalmaz. Bár gyakran más színezőanyagok jelenléte miatt barnák és vörösek is lehetnek. Például bekülönféle algák sejtjei. Ugyanakkor a kromoplasztok mindig színtelenek. Fő funkciójuk a tápanyagok tárolása. Tehát a burgonyagumó keményítőt tartalmaz. A kromoplasztok olyan plasztiszok, amelyek karotinoid pigmenteket tartalmaznak. Színt adnak a növény különböző részeinek. Az élénk színű sárgarépa- és répagyökerek és virágszirmok kiváló példái ennek.
A plasztikák képesek átalakulni. Kezdetben az oktatási szövet sejtjeiből származnak, amelyek két membránnal körülvett kis vezikulák. Napenergia jelenlétében kloroplasztiszokká alakulnak. A levelek és a szárak öregedésével a klorofill lebomlik. Ennek eredményeként a zöld plasztidok kromoplasztokká alakulnak.
Vegyünk még néhány példát. Mindenki látta, hogy ősszel a levelek színe megváltozik. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a kloroplasztiszok vörös, sárga, bordó plasztidokká alakulnak. Ugyanez az átalakulás következik be a gyümölcs érésekor. Fényben a burgonyagumó zöldre vált: a leukoplasztokban klorofill kezd képződni. A plasztiszok fejlődésének utolsó szakaszát a kromoplasztok jelentik, mivel ezek nem képeznek más típusú hasonló struktúrákat.
Mik azok a pigmentek?
A kloroplaszt színe, funkciója és szerkezete bizonyos anyagok – pigmentek – jelenlétének köszönhető. Természetüknél fogva szerves vegyületek, amelyek a növény különböző részeit színezik. Közülük a klorofill a leggyakoribb. Az algák és a magasabb rendű növények sejtjeiben találhatók. A karotinoidok gyakran megtalálhatók a természetben is. A legtöbb ismert élőlényben megtalálhatók. Különösen minden növényben, bizonyos típusú mikroorganizmusokban, rovarokban, halakban és madarakban. Amellett, hogy színt adnak a különböző szerveknek, a karotinoidok a fő vizuális pigmentek, amelyek vizuális és színérzékelést biztosítanak.
Membránszerkezet
A növényi kloroplasztiszoknak kettős membránja van. A külseje pedig sima. A belső pedig kinövéseket képez. A kloroplasztisz tartalmába irányulnak, amelyet strómának neveznek. A belső membránhoz speciális struktúrák, tilakoidok is kapcsolódnak. Vizuálisan lapos egymembrános tartályok. Elhelyezhetők egyenként vagy 5-20 darabos kötegben összeszerelve. Ezeket gabonáknak nevezik. A pigmentek a tilakoidok szerkezetén helyezkednek el. A főbbek a klorofillok, a karotinoidok pedig kisegítő szerepet játszanak. Ezek nélkülözhetetlenek a fotoszintézishez. A stroma DNS- és RNS-molekulákat, keményítőszemcséket és riboszómákat is tartalmaz.
Kloroplaszt funkciók
A zöld plasztidok fő funkciója a fényenergiája révén szerves anyagok szintézise a szervetlen anyagokból. Termékei a poliszacharid glükóz és oxigén. E gáz nélkül a Föld összes lényének légzése lehetetlen lesz. Ez azt jelenti, hogy a fotoszintézis létfontosságú bolygói jelentőségű folyamat.
A kloroplaszt szerkezete meghatározza egyéb funkcióit. Az ATP-szintézis ezen plasztidok membránján megy végbe. Ennek a folyamatnak a jelentősége abban rejlikbizonyos mennyiségű energia felhalmozódása és tárolása. Ez a kedvező környezeti feltételek beálltakor történik: megfelelő mennyiségű víz, napenergia, élelmiszer jelenléte. Az életfolyamatok során az ATP bizonyos mennyiségű energia felszabadulásával hasad. A növekedés, fejlődés, mozgás, szaporodás és egyéb életfolyamatok végrehajtása során költik el. A kloroplasztiszok funkciói abban is rejlenek, hogy ezekben a plasztidokban szintetizálódnak bizonyos lipidek, membránfehérjék és a fotoszintézis folyamatában részt vevő enzimek.
A fotoszintézis folyamatának jelentősége
A kloroplaszt a kapcsolat a növény és a környezet között. A fotoszintézis eredményeként nemcsak az oxigén képződése megy végbe, hanem a szén és a hidrogén keringése is a természetben, a légkör állandó összetételének fenntartásával. Ez a folyamat korlátozza a szén-dioxid-tartalmat, ami megakadályozza az üvegházhatás kialakulását, a földfelszín túlmelegedését és számos élőlény halálát a bolygón. A plasztidok kloroplasztiszai, amelyek sejtszervecskék, a legfontosabb funkciókat látják el, élet létrejöttét okozva a Földön.
