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Cloroplastos

 

Cloroplastos - O que é

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.

Cloroplastos - Estrutura

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.

O Cloroplasto é membro de uma família de organelas típica de vegetais - os Plastídeos

Os cloroplastos são os mais proeminentes membros da família de organelas dos plastídeos.

Os plastideos estão presentes em todas as células vegetais vivas, onde cada tipo de célula tem o seu componente característico. Todos os plastídeos compartilham certas características. Mais curiosamente, todos os plastídeos de uma espécie particular de vegetal contêm múltiplas cópias de um mesmo genoma relativamente pequeno e são circundados por um envelope composto de duas membranes concêntricas.

Todos os plastídios se desenvolve a partir de proplastídeos, os quais são organelas relativamente pequenas presentes nas células imaturas dos meristemas vegetais. Os proplastídeos se desenvolvem de acordo com as necessidades de cada célula diferenciada, e o tipo que estará presente é determinado em grande parte pelo genoma nuclear. Se uma folha é cultivada no escuro, os seus proplastídeos se alargam e se tornam etioplastídeos, os quais possuem um arranjo semicristalino de membranes internal que contém um precursor amarelo de clorofila ao invés da clorofila. Quando a folha é exposta à luz., os etioplastos rapidamente se desenvolvem em cloroplastos, convertendo este precursor em clorofila e sintetizando uma nova membrana, pigmentos, enzimas fotossintetizantes e componentes da cadeia transportadora de elétrons.

Os leucoplastos são plastídeos que ocorrem em muitos tecidos epidermais e internos que não se tornam verdes e fotossintetizantes. Eles são um pouco mais alargados do que os proplastídeos. Uma forma comum de leucoplasto é o amiloplasto , o qual acumula amido em tecidos de reserva. Em algumas plantas, tal como batatas, os amiloplastos podem crescer tanto que chegam ao tamanho médio das células animals. É importante emender que os plastídeos não são somente sítios para a fotossíntese e para o depósito de materiais de reserva. Os vegetais exploraram os seus plastídeos na compartimentalização celular do metabolismo intermediário. Os plastídeos produzem mais energia e força redutora (como ATP e NADPH) do que a planta pode utilizar em suas reações biossintéticas. As sínteses de purinas e pirimidinas, da maioria dos aminoácidos e de todos os ácidos graxos dos vegetais ocorrem nos plastideos, enquanto em células animais estes compostos são produzidos no citosol.

Os Cloroplastos e suas estruturas internas

Cloroplastos
Esta organela fotossintetizante contém três membranas distintas (a membrana externa, a membrana interna e a membrana tilacóide) que definem três compartimentos internos separados (o espaço intermembranas, o estroma, o espaço tilacóide). A membrana tilacóide contém todos os sistemas geradores de energia do cloroplasto. Como indicado, as tilacóides individuais estão interconectadas, uma que tendem a se empilhar para formar agregados chamados de grana

Os cloroplastos fazem as suas interconversões energéticas por mecanismos quimiosmótico de maneira muito semelhante àquela utilizada pelas mitocôndrias, e são organizadas pelos mesmos principios .

Eles possuem uma membrane externa altamente permeável. uma membrane interna muito menos permeável. na qual proteinas carreadoras especiais estão embebidas, e um espaço intermembranas muito estreito.

A membrana interna circunda um grande espaço chamado de estroma, o qual é análogo à matriz mitocondrial e contém várias enzimas, ribossomos, RNA e DNA. Há, entretanto, uma importante diferença entre a organização das mitocôndrias e a dos cloroplastos.

A membrana interna dos cloroplastos não é dobrada em cristas e não contém uma cadeia transportadora de elétrons. Ao invés disso, a cadeia transportadora de elétrons, bem como o sistema fotossintetizante que absorve luz e uma ATP sintase, estão todos contidos em uma terceira membrana distinta, que forma um conjunto de sacos achatados semelhantes a discos, as tilacóides. Acredita-se que o lúmen de cada tilacóide está conectado com o lúmen de outras tilacóides. conseqüentemente definindo um terceiro compartimento interno chamado de espaço tilacóide, o qual é separado do estroma pela membrana tilacóide.

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.

Cloroplastos
Processo de Fotossíntese

Há dois fotossistemas em cloroplastos e cianobactérias. Os dois fotossistemas estão normalmente ligados em série e transferem elétrons da água para o NADP+ para formar o NADPH, com a concomitante produção de um gradiente eletroquímico de prótons transmembrana; o oxigênio molecular (O2) é gerado como produto secundário.

Todos os processos de transporte de elétrons ocorrem na membrana tilacóide: para fabricar ATP, H+ é bombeado para o espaço tilacóide e um refluxo de H+, através da ATP sintetase, produz o ATP no estroma cloroplástico. Este ATP é usado em conjunto com o NAPH feito pela fotossíntese para direcionar um grande número de reações biossintéticas no estroma cloroplástico, incluindo as reações de fixação de carbono (Ciclo de Calvin-Benson), mais importantes, que geram carboidratos a partir de Gás Carbônico (CO2). Juntamente com outros produtos dos cloroplastos, este carboidrato é exportado para o citosol celular onde é utilizado.

Cloroplastos - Organela

Cloroplasto é uma organela presente nas células das plantas e algas, rico em clorofila, responsável pela sua cor verde e é um dos três tipos de plastos (organelas citoplasmáticas cuja fórmula varia de acordo com o tipo de organismo e célula em que se encontra), sendo os outros dois os cromoplastos e os leucoplastos, que realizam fotossíntese.

Cloroplasto é o local onde se realiza a fotossíntese.

Os cloroplastos distinguem-se bem dos restantes organelas da célula, quer pela cor, quer pela sua estrutura, geralmente laminar, possui RNA, DNA e ribossomos, podendo assim sintetizar proteinas e se auto-multiplicar

Em seu interior apresenta um líquido semelhante ao que preenche as mitocôndrias.

A mesma teoria endossimbiótica apresentada para as mitocôndrias é empregada para os cloroplastos.

Os cloroplastos tambem existem em algumas bactérias, ex: as cianobactérias, possuem RNA, DNA e ribossomos, podendo assim sintetizar proteínas e se auto-multiplicar.

A fotossíntese típica dos cloroplastos também é realizada por bactérias, as cianobactérias. Este fato é uma das evidências nas quais se baseia a teoria endossimbiótica de origem dos cloroplastos. Segundo esta teoria, os cloroplastos teriam se originado de uma cianobactéria ancestral engolfada pela célula eucariótica precursora. Essa teoria também é empregada para explicar a origem das mitocôndrias.

Estrutura

Cloroplastos
Estrutura de um clorolplasto

Os cloroplastos possuem suas delimitações constituida por duas membranas lipoprotéicas.

A membrana externa é lisa, enquanto a interna é composta por várias dobras voltadas para o interior do cloroplasto.

Na membrana interna dos cloroplastos estão vários fotossistemas, todos com várias moléculas de clorofila dispostas de maneira a formar uma espécie de antena com a finalidade de captar luz. Os fotossistemas possuem outras substancia além da clorofila que também participam da fotossíntese.

Cloroplastos - Clorofila

Os cloroplastos, organelas da fotossíntese, possuem em geral 5micrômetros de comprimento.

Veja um esquema de um cloroplasto:

Cloroplastos
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.

A Clorofila

A primeira etapa da fotossíntese é a absorção de luz por uma molécula fotoreceptora. O principal fotoreceptor nos cloroplastos das plantas verdes é a clorofila a.

Os quatros átomos de nitrogênio dos pirróis são coordenados a um átomo de magnésio.

Outra característica que distingue a clorofila é a presença de fitol, um álcool altamente hidrófobo com 20 carbonos, esterificado com uma cadeia lateral ácida. A clorofila b difere da clorofila a por ter um grupamento formila no lugar de um metila em um de seus pirróis.

Essas clorofilas são fotoreceptores muito eficazes porque contem redes de ligações simples e duplas alternadas. Tais compostos são chamados de polienos. Têm faixas de absorção muito fortes na região visível do espectro, onde também é máximo o fluxo solar que atinge a Terra. Os coeficientes molares de absorção nos picos das clorofilas a e b são os mais altos, observados entre compostos orgânicos. Os espectros de absorção das clorofilas a e b são diferentes. A luz que não é absorvida pela clorofila a – a 460nm – é capturada pela clorofila b, que tem uma absorção intensa nesse comprimento de onda. Assim, esses dois tipos de clorofila complementam um ao outro na absorção da luz solar incidente. A região do espectro de 500 a 600nm é fracamente absorvido por essas clorofilas, mas isso não é problema para os vegetais verdes.

Por outro lado, a luz é um fator limitante para as cianobactérias e as algas vermelhas. Elas contêm pigmentos acessórios de captação de luz que as capacitam a utilizar com eficiência a luz que não foi absorvida pelas clorofilas dos organismos fotossintéticos na água acima deles.

Fonte: www.ducksters.com/www.geocities.com/www.icb.ufmg.br

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