Contente
- O que há dentro de um cloroplasto - a estrutura do cloroplasto
- A função dos ribossomos e tilacóides do cloroplasto
- Clorofila: A fonte de energia dos cloroplastos
- As membranas de cloroplastos e o espaço entre membranas
- O sistema tilacóide
- O estroma e a origem do DNA do cloroplasto
- Fixação de carbono no escuro Reações
Os cloroplastos são minúsculas usinas que captam energia leve para produzir amidos e açúcares que alimentam o crescimento das plantas.
Eles são encontrados no interior das células das plantas, nas folhas das plantas e nas algas verdes e vermelhas, bem como nas cianobactérias. Os cloroplastos permitem que as plantas produzam os produtos químicos complexos necessários para a vida a partir de substâncias simples e inorgânicas, como dióxido de carbono, água e minerais.
Como produtor de alimentos autotróficos, as plantas formam a base da cadeia alimentar, apoiando todos os consumidores de nível superior, como insetos, peixes, pássaros e mamíferos, até os seres humanos.
Os cloroplastos celulares são como pequenas fábricas que produzem combustível. Desta forma, são os cloroplastos nas células vegetais verdes que tornam possível a vida na Terra.
O que há dentro de um cloroplasto - a estrutura do cloroplasto
Embora os cloroplastos sejam vagens microscópicas dentro de pequenas células vegetais, eles têm uma estrutura complexa que lhes permite capturar energia luminosa e usá-la para montar carboidratos no nível molecular.
Os principais componentes estruturais são os seguintes:
A função dos ribossomos e tilacóides do cloroplasto
Os ribossomos são aglomerados de proteínas e nucleotídeos que fabricam enzimas e outras moléculas complexas exigidas pelo cloroplasto.
Eles estão presentes em grande número em todas as células vivas e produzem substâncias celulares complexas, como proteínas, de acordo com as instruções das moléculas do código genético do RNA.
Os tilacóides são incorporados no estroma. Nas plantas, eles formam discos fechados, organizados em pilhas chamadas avó, com uma única pilha chamada granum. Eles são constituídos por uma membrana tilacóide ao redor do lúmen, um material ácido aquoso contendo proteínas e facilitando as reações químicas dos cloroplastos.
Lamelas formar elos entre os discos de gana, conectando o lúmen das diferentes pilhas.
A parte sensível à luz da fotossíntese ocorre na membrana do tilacoide, onde clorofila absorve a energia luminosa e a transforma em energia química usada pela planta.
Clorofila: A fonte de energia dos cloroplastos
A clorofila é uma fotorreceptor pigmento encontrado em todos os cloroplastos.
Quando a luz atinge a folha de uma planta ou a superfície das algas, penetra nos cloroplastos e reflete nas membranas dos tilacóides. Atingida pela luz, a clorofila na membrana libera elétrons que o cloroplasto usa para outras reações químicas.
A clorofila nas plantas e nas algas verdes é principalmente a clorofila verde chamada clorofila a, o tipo mais comum. Absorve a luz azul violeta e laranja-avermelhada enquanto reflete a luz verde, dando às plantas sua cor verde característica.
Outros tipos de clorofila são os tipos b a e, que absorvem e refletem cores diferentes.
A clorofila tipo b, por exemplo, é encontrada nas algas e absorve alguma luz verde além do vermelho. Essa absorção da luz verde pode ser o resultado de organismos evoluindo perto da superfície do oceano, porque a luz verde pode penetrar apenas uma curta distância na água.
A luz vermelha pode viajar mais abaixo da superfície.
As membranas de cloroplastos e o espaço entre membranas
Os cloroplastos produzem carboidratos, como glicose e proteínas complexas, necessárias em outras partes das células das plantas.
Esses materiais devem ser capazes de sair do cloroplasto e apoiar o metabolismo geral das células e plantas. Ao mesmo tempo, os cloroplastos precisam de substâncias produzidas em outras partes das células.
As membranas de cloroplastos regulam o movimento de moléculas para dentro e para fora do cloroplasto, permitindo que pequenas moléculas passem durante o uso mecanismos especiais de transporte para moléculas grandes. As membranas interna e externa são semi-permeáveis, permitindo a difusão de pequenas moléculas e íons.
Essas substâncias atravessam o espaço intermembranar e penetram nas membranas semi-permeáveis.
Moléculas grandes, como proteínas complexas, são bloqueadas pelas duas membranas. Em vez disso, para essas substâncias complexas, mecanismos especiais de transporte estão disponíveis para permitir que substâncias específicas atravessem as duas membranas enquanto outras estão bloqueadas.
A membrana externa possui um complexo proteico de translocação para transportar certos materiais através da membrana, e a membrana interna possui um complexo correspondente e semelhante para suas transições específicas.
Esses mecanismos de transporte seletivo são especialmente importantes porque a membrana interna sintetiza lipídios, ácidos graxos e carotenóides que são necessárias para o próprio metabolismo dos cloroplastos.
O sistema tilacóide
A membrana tilacóide é a parte do tilacóide ativa no primeiro estágio da fotossíntese.
Nas plantas, a membrana tilacóide geralmente forma sacos ou discos finos e fechados que são empilhados em grana e permanecem no lugar, cercados pelo fluido do estroma.
A disposição dos tilacoides em pilhas helicoidais permite um empacotamento apertado dos tilacoides e uma estrutura complexa e com alta área superficial da membrana dos tilacoides.
Para organismos mais simples, os tilacóides podem ter uma forma irregular e flutuar livremente. Em cada caso, a luz que atinge a membrana do tilacoide inicia a reação da luz no organismo.
A energia química liberada pela clorofila é usada para dividir as moléculas de água em hidrogênio e oxigênio. O oxigênio é usado pelo organismo para a respiração ou é liberado na atmosfera enquanto o hidrogênio é usado na formação de carboidratos.
O carbono desse processo vem do dióxido de carbono em um processo chamado fixação de carbono.
O estroma e a origem do DNA do cloroplasto
O processo de fotossíntese é composto de duas partes: as reações dependentes da luz que começam com a luz interagindo com a clorofila e as reações sombrias (também conhecidas como reações independentes da luz) que fixam carbono e produzem glicose.
As reações à luz ocorrem apenas durante o dia, quando a energia luminosa atinge a planta, enquanto as reações escuras podem ocorrer a qualquer momento. As reações de luz começam na membrana do tilacoide, enquanto a fixação de carbono das reações escuras ocorre no estroma, o líquido semelhante à geléia que circunda os tilacóides.
Além de hospedar as reações escuras e os tilacóides, o estroma contém o DNA do cloroplasto e os ribossomos do cloroplasto.
Como resultado, os cloroplastos têm sua própria fonte de energia e podem se multiplicar por conta própria, sem depender da divisão celular.
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Esse recurso pode ser rastreado até a evolução de células e bactérias simples. Uma cianobactéria deve ter entrado em uma célula inicial e foi autorizada a permanecer porque o arranjo se tornou mutuamente benéfico.
Com o tempo, a cianobactéria evoluiu para a organela dos cloroplastos.
Fixação de carbono no escuro Reações
A fixação de carbono no estroma do cloroplasto ocorre depois que a água é dividida em hidrogênio e oxigênio durante as reações de luz.
Os prótons dos átomos de hidrogênio são bombeados para o lúmen dentro dos tilacóides, tornando-os ácidos. Nas reações escuras da fotossíntese, os prótons se difundem de volta do lúmen para o estroma através de uma enzima chamada ATP sintase.
Essa difusão de prótons através da ATP sintase produz ATP, um produto químico de armazenamento de energia para as células.
A enzima RuBisCO é encontrado no estroma e fixa o carbono do CO2 para produzir moléculas de carboidratos com seis carbonos que são instáveis.
Quando as moléculas instáveis se decompõem, o ATP é usado para convertê-las em simples moléculas de açúcar. Os carboidratos do açúcar podem ser combinados para formar moléculas maiores, como glicose, frutose, sacarose e amido, que podem ser usadas no metabolismo celular.
Quando os carboidratos se formam no final do processo de fotossíntese, os cloroplastos das plantas removeram o carbono da atmosfera e o usaram para criar alimentos para a planta e, eventualmente, para todos os outros seres vivos.
Além de formar a base da cadeia alimentar, a fotossíntese nas plantas reduz a quantidade de gás de efeito estufa na atmosfera. Dessa maneira, plantas e algas, através da fotossíntese em seus cloroplastos, ajudam a reduzir os efeitos das mudanças climáticas e do aquecimento global.