Cloroplastos

Definição de Cloroplastos Cloroplastos são organelas, subunidades especializadas, em planta e de algas células. Sua descoberta no interior das células de plantas geralmente é creditada a Julius von Sachs (1832-1897), um botânico influente e autor de livros botânicos didáticos – às vezes chamado de “Pai de Fisiologia Vegetal”. A função principal dos cloroplastos é realizar a fotossíntese. A palavra do cloroplasto é derivado do grego palavra “chloros”, que significa “verde” e “plastes”, que significa “aquele que forma ” Os cloroplastos são estruturas únicas encontradas nas células das plantas que se especializam na conversão de luz solar em energia que as plantas podem usar. Este processo é chamado de fotossíntese. O cloroplasto, encontrado apenas em células de algas e plantas, é uma organela celular que produz energia por meio da fotossíntese. Em biologia, um cloroplasto se refere à organela encontrada dentro da célula de plantas e outros eucariotos fotossintéticos que é preenchida com o pigmento verde chamado clorofila. Etimologia: do grego “chloros”, que significa “verde” e “plast”, que significa “forma” ou “entidade”. Possui alta concentração de clorofila, a molécula que capta a energia da luz, o que dá a muitas plantas e algas uma cor verde. O cloroplasto absorve a energia da luz solar e a usa para produzir açúcares. O cloroplasto é o local da fotossíntese. Parte das reações de fotossíntese ocorrem em uma membrana interna dentro da organela. O cloroplasto contém muitas dessas membranas internas, tornando a fotossíntese muito eficiente. O que é um cloroplasto? Um cloroplasto é um tipo de estrutura, chamada organela, encontrada nas plantas e onde ocorre a fotossíntese. Normalmente presentes nas folhas das plantas, os cloroplastos contêm todos os componentes que permitem à planta converter a luz solar em energia utilizável. Os principais componentes dos cloroplastos são as membranas, clorofila e outros pigmentos, grana e estroma. Os cloroplastos são um dos componentes mais importantes de uma planta porque todo o processo fotossintético ocorre neles. Cada célula de uma folha de planta pode ter 50 dessas organelas. Os cloroplastos aparecem apenas em organismos eucariotos, que são principalmente não animais. Existem três tipos de membranas nos cloroplastos: a membrana externa, a membrana interna e as membranas tilacóide. A membrana externa envolve o cloroplasto e permite que as moléculas entrem e saiam da organela sem discrição. A membrana interna está localizada abaixo da externa e é mais discriminatória sobre o que permite a entrada e a saída do cloroplasto. As membranas tilacóides ficam dentro da membrana interna e são organizadas em pilhas que são conectadas por lamelas estromais. Essas lamelas servem como uma estrutura ou esqueleto para cada cloroplasto. A clorofila é um pigmento verde que coleta a luz solar necessária para a fotossíntese. Localizada nas membranas tilacóides, a clorofila é o que causa a coloração verde das folhas. Outros pigmentos, como os carotenóides, que tornam as cenouras alaranjadas, também são encontrados nas membranas dos tilacóides. Normalmente, esses outros pigmentos são encontrados em quantidades muito menores do que a clorofila. Cada pigmento absorve diferentes comprimentos de onda de luz. Por exemplo, a clorofila absorve todos os comprimentos de onda, exceto o verde, razão pela qual o pigmento parece verde aos olhos. Os grana são pilhas de membranas tilacóides. Cada granum armazena a luz solar obtida pela clorofila e obtém água (Hsub2O) e dióxido de carbono (CO₂) de outras partes das folhas para formar um tipo de açúcar (C₆H₁₂O₆) que a planta usa para se alimentar. Este é o processo de fotossíntese dependente da luz. O açúcar que não é usado imediatamente pela planta é convertido em trifosfato de adenosina (ATP) e armazenado para uso posterior. Este processo também ocorre no grana. O estroma é uma substância semelhante a um gel que envolve as membranas tilacóides em cada cloroplasto. As enzimas no estroma pegam o ATP e o convertem de volta em açúcares que são usados pelas plantas. Esse processo é chamado de reação escura porque, ao contrário das reações dependentes de luz, não depende da luz solar para ser concluído. A conversão de ATP em açúcar é conhecida como o ciclo de Calvin. Cloroplastos – Estrutura

Estrutura de um clorolplasto

A maioria dos cloroplastos são bolhas ovais, mas eles podem vir em todos os tipos de formas, tais como estrelas, xícaras, e fitas. Alguns cloroplastos são relativamente pequenos em comparação com a célula, enquanto outros podem levar-se a maior parte do espaço no interior da célula.

Membrana externa – O exterior do cloroplasto é protegido por uma membrana exterior lisa. Membrana interna – Apenas dentro da membrana externa é a membrana interior, que controla quais as moléculas podem passar para dentro e para fora do cloroplasto. A membrana externa, a membrana interior, e o fluido entre elas formam o envelope de cloroplasto. Estroma – O estroma é o líquido dentro do cloroplasto onde outras estruturas, tais como as tilacóides flutuar. Tilacóides – Flutuando no estroma é uma coleção de sacos contendo clorofila chamada tilacóides. Os tilacóides são muitas vezes organizadas em pilhas chamados granum. O granum estão ligados por estruturas semelhantes a discos chamados lamela. Pigmentos – Pigmentos dar o cloroplasto ea planta a sua cor. O pigmento mais comum é a clorofila, que dá plantas sua cor verde. A clorofila ajuda a absorver a energia da luz solar. Outros – Os cloroplastos têm seu próprio DNA e ribossomos para a produção de proteínas a partir do RNA.

Outras funções Outras funções de cloroplastos incluem a luta contra as doenças como parte da célula do sistema imunológico, o armazenamento de energia para a célula, e produção de ácidos aminados para a célula. A Fotossíntese Os cloroplastos e bactérias fotossintetizantes obtêm elétrons de alta energia por meio de fotossistemas capazes de capturar elétrons excitados, quando a luz solar é absorvida pelas moléculas de clorofila. Os fotossistemas são constituídos por um complexo de proteínas e pigmentos precisamente ordenados, em que a fotossíntese ocorre.

Processo de Fotossíntese

Cloroplastos – Clorofila Os cloroplastos, organelas da fotossíntese, possuem em geral 5 micrômetros de comprimento. Veja um esquema de um cloroplasto:

Desenho esquemático de um corte de um cloroplastos e suas estruturas internas

As membranas tilacóides contém o equipamento de transdução de energia: as proteínas coletoras de luz, os centros de reação, as cadeias de transporte de elétrons e ATP sintase. Possuem quantidades quase iguais de lipídeos e de proteínas. A membrana tilacóide, como a membrana mitocondrial interna, é impermeável a maioria das moléculas e íons. A membrana externa de um cloroplasto, como a de uma mitocôndria, é altamente permeável a pequenas moléculas e íons. O estroma contém as enzimas que utilizam o NADPH e o ATP sintetizados pelos tilacóides para transformar gás carbônico em glicídeos. Os cloroplastos possuem seu próprio DNA e o equipamento para replicá-lo e expressá-lo. No entanto, os cloroplastos (como as mitocôndrias) não são autônomos: também possuem proteínas codificadas pelo DNA nuclear. Cloroplasto – Biologia Cloroplasto, estrutura dentro das células de plantas e algas verdes que é o local da fotossíntese, processo pelo qual a energia da luz é convertida em energia química, resultando na produção de oxigênio e compostos orgânicos ricos em energia. As cianobactérias fotossintéticas são parentes próximos de vida livre dos cloroplastos; a teoria endossimbiótica postula que cloroplastos e mitocôndrias (organelas produtoras de energia em células eucarióticas) são descendentes de tais organismos. Características dos cloroplastos Os cloroplastos são um tipo de plastídio – um corpo redondo, oval ou em forma de disco que está envolvido na síntese e armazenamento de alimentos. Os cloroplastos se distinguem de outros tipos de plastídios por sua cor verde, que resulta da presença de dois pigmentos, clorofila ae clorofila b. Uma função desses pigmentos é absorver a energia da luz. Nas plantas, os cloroplastos ocorrem em todos os tecidos verdes, embora estejam concentrados principalmente nas células do parênquima do mesofilo da folha. Os cloroplastos têm aproximadamente 1–2 µm (1 µm = 0,001 mm) de espessura e 5–7 µm de diâmetro. Eles são encerrados em um envelope de cloroplasto, que consiste em uma membrana dupla com camadas externas e internas, entre as quais está uma lacuna chamada de espaço intermembrana. Uma terceira membrana interna, extensamente dobrada e caracterizada pela presença de discos fechados (ou tilacóides), é conhecida como membrana tilacóide. Na maioria das plantas superiores, os tilacóides são organizados em pilhas compactas chamadas grana (granum singular). Os grana são conectados por lamelas estromais, extensões que vão de um granum, através do estroma, até um granum vizinho. A membrana do tilacóide envolve uma região aquosa central conhecida como lúmen do tilacóide. O espaço entre a membrana interna e a membrana do tilacóide é preenchido com estroma, uma matriz contendo enzimas dissolvidas, grânulos de amido e cópias do genoma do cloroplasto. A maquinaria fotossintética A membrana tilacóide abriga clorofilas e diferentes complexos de proteínas, incluindo fotossistema I, fotossistema II e ATP (trifosfato de adenosina) sintase, que são especializados para fotossíntese dependente de luz. Quando a luz solar atinge os tilacóides, a energia da luz excita os pigmentos da clorofila, fazendo com que eles liberem elétrons. Os elétrons então entram na cadeia de transporte de elétrons, uma série de reações que conduzem a fosforilação do difosfato de adenosina (ADP) para o composto de armazenamento rico em energia ATP. O transporte de elétrons também resulta na produção do agente redutor nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato (NADPH). O ATP e o NADPH são usados nas reações independentes da luz (reações escuras) da fotossíntese, nas quais o dióxido de carbono e a água são assimilados em compostos orgânicos. As reações de fotossíntese independentes da luz são realizadas no estroma do cloroplasto, que contém a enzima ribulose-1,5-bisfosfato carboxilase/oxigenase (rubisco). A Rubisco catalisa a primeira etapa da fixação de carbono no ciclo de Calvin (também chamado de ciclo de Calvin-Benson), a principal via de transporte de carbono nas plantas. Entre as chamadas plantas C₄, a etapa inicial de fixação de carbono e o ciclo de Calvin são separados espacialmente – a fixação de carbono ocorre por meio da carboxilação de fosfoenolpiruvato (PEP) em cloroplastos localizados no mesofilo, enquanto o malato, o produto de quatro carbonos desse processo, é transportado aos cloroplastos nas células da bainha do feixe, onde o ciclo de Calvin é realizado. A fotossíntese C₄ tenta minimizar a perda de dióxido de carbono por fotorrespiração. Em plantas que usam o metabolismo do ácido crassuláceo (CAM), a carboxilação da PEP e o ciclo de Calvin são separados temporalmente em cloroplastos, o primeiro ocorrendo à noite e o último durante o dia. A via CAM permite que as plantas realizem a fotossíntese com perda mínima de água. Genoma do cloroplasto e transporte da membrana O genoma do cloroplasto é tipicamente circular (embora formas lineares também tenham sido observadas) e tem aproximadamente 120–200 quilobases de comprimento. O genoma do cloroplasto moderno, entretanto, é muito reduzido em tamanho: ao longo da evolução, um número crescente de genes do cloroplasto foi transferido para o genoma no núcleo da célula. Como resultado, as proteínas codificadas pelo DNA nuclear tornaram-se essenciais para a função do cloroplasto. Conseqüentemente, a membrana externa do cloroplasto, que é livremente permeável a pequenas moléculas, também contém canais transmembrana para a importação de moléculas maiores, incluindo proteínas codificadas por núcleo. A membrana interna é mais restritiva, com transporte limitado a certas proteínas (por exemplo, proteínas codificadas por núcleo) que são direcionadas para passagem através de canais transmembrana. Fonte: www.ducksters.com/www.geocities.com/alevelbiology.co.uk/Encyclopaedia Britannica/www.ncbi.nlm.nih.gov/www.wisegeek.org/biologydictionary.net/bio.libretexts.org/www.icb.ufmg.br