Kloroplast

Kloroplastid on väikesed organellid taimede ja vetikate rakkude sees. Nad neelavad valgust, et toota suhkrut protsessis, mida nimetatakse fotosünteesiks. Suhkrut saab salvestada tärklise kujul. Kloroplastid sisaldavad molekuli klorofüll, mis neelab päikesevalgust fotosünteesi jaoks. Lisaks klorofüllile kasutab kloroplast suhkru moodustamiseks süsinikdioksiidi (CO₂ ) ja vett (H₂ O) ning eraldab hapnikku (O₂ ). Klorofüll annab rohelistele taimedele nende rohelise värvi. Kloroplastid sisaldavad ka mitmesuguseid kollaseid ja oranže pigmente, mis aitavad fotosünteesi jaoks fotonite püüdmisel.

Plagiomnium affine' i rakkudes nähtavad kloroplastid

Kloroplastide ultrastruktuur: 1. välimine membraan2 . membraanidevaheline ruum3 . sisemine membraan (1+2+3: ümbris) 4. stroom (vedelik) 5. tülakoidi luumen (tülakoidi sisemus) 6. tülakoidi membraan7 . grana (tülakoidide virnad) 8. tülakoid (lamell) 9. tärklis10 . ribosoom11 . plastidiaalne DNA12 . plastoglobula (lipiidide tilk)

Kloroplastide skeem

Struktuur

Iga kloroplast on ümbritsetud kahekordse seinaga poolläbilaskva membraaniga, mida ühiselt nimetatakse peristroomiks. Kihiliste virnade sees on lamedad kettakujulised tülakoidid. Need sisaldavad valgust absorbeerivaid pigmente, sealhulgas klorofülli ja karotenoide, ning valke, mis seovad neid pigmente. Nagu mitokondrid, sisaldavad ka kloroplastid oma DNA-d ja ribosoomi.

Evolutsioon

Kloroplastid on üks paljudest erinevat tüüpi organellidest rakus. Arvatakse, et nad on pärit endosümbiootilistest tsüanobakteritest. Esimesena pakkus seda välja Mereschkowsky 1905. aastal pärast Schimperi 1883. aasta tähelepanekut, et kloroplastid sarnanevad lähedalt tsüanobakteritele. Arvatakse, et peaaegu kõik kloroplastid pärinevad otseselt või kaudselt ühest endosümbiootilisest sündmusest.

Ka mitokondrid on sarnase päritoluga, kuid kloroplastid on leitud ainult taimedest ja protista. Rohelistel taimedel on kloroplastid ümbritsetud kahe lipiidkihiga membraaniga. Arvatakse, et need vastavad esivanemate tsüanobakterite välis- ja sisemembraanidele. Kloroplastidel on oma genoom, mis on palju väiksem kui vabalt elavate tsüanobakterite oma. Allesjäänud DNA näitab selgeid sarnasusi tsüanobakterite genoomiga. Plastid võivad sisaldada 60-100 geeni, samas kui tsüanobakterites on sageli üle 1500 geeni. Paljud puuduvad geenid on kodeeritud peremeesorganismi tuumagenoomis.

Mõnedel vetikatel (näiteks heterokontidel) näib kloroplastid olevat arenenud endosümbioosi sekundaarse sündmuse kaudu, mille käigus üks eukarüootiline rakk neelas teise kloroplaste sisaldava eukarüootilise raku, moodustades kolme või nelja membraanikihiga kloroplastid. Mõnel juhul võisid sellised sekundaarsed endosümbiondid ise olla neelatud veel teiste eukarüootide poolt, moodustades seega tertsiaarsed endosümbiondid. Vetikal Chlorella on ainult üks kloroplast, mis on kellukujuline.

Mõnes mixotroofsete protistide rühmas, näiteks dinoflagellaatides, eraldatakse kloroplastid kinni püütud vetikatest või diatoomidest ja kasutatakse neid ajutiselt. Nende klepto (varastatud) kloroplastide eluiga võib olla vaid mõned päevad ja seejärel asendatakse.

Küsimused ja vastused

K: Mis on kloroplast?

V: Kloroplast on väike organell taimede ja vetikate rakkude sees.

K: Kuidas nimetatakse protsessi, mille käigus kloroplastid neelavad valgust, et toota suhkrut?

V: Seda protsessi nimetatakse fotosünteesiks.

K: Mis on klorofülli ülesanne kloroplastis?

V: Klorofüll neelab päikesevalgust fotosünteesiks.

K: Mille abil moodustab kloroplast suhkrut ja eraldab hapnikku?

V: Kloroplast kasutab suhkru moodustamiseks ja hapniku (O2) eraldamiseks süsinikdioksiidi (CO2) ja vett (H2O).

K: Mis annab rohelistele taimedele nende rohelise värvi?

V: Klorofüll annab rohelistele taimedele nende rohelise värvi.

K: Milliseid muid pigmente sisaldavad kloroplastid peale klorofülli?

V: Kloroplastid sisaldavad ka mitmesuguseid kollaseid ja oranže pigmente, mis aitavad fotosünteesi jaoks fotoonide püüdmisel.

K: Mida saab pärast kloroplastide valmistamist tärklise kujul talletada?

V: Kloroplastide toodetud suhkrut saab säilitada tärklise kujul.