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    Cloroplasto: definición, estructura y función (con diagrama)

    Los cloroplastos son pequeñas plantas de poder que capturan energía luminosa para producir almidones y azúcares que estimulan el crecimiento de las plantas.

    Se encuentran dentro de las células vegetales en las hojas de las plantas y en las algas verdes y rojas, así como en las cianobacterias. Los cloroplastos permiten que las plantas produzcan los químicos complejos necesarios para la vida a partir de sustancias inorgánicas simples, como dióxido de carbono, agua y minerales.

    Como autótrofos productores de alimentos, las plantas forman la base de los alimentos. cadena, apoyando a todos los consumidores de nivel superior, como insectos, peces, aves y mamíferos, hasta los humanos.

    Los cloroplastos de células son como pequeñas fábricas que producen combustible. De esta manera, son los cloroplastos en las células vegetales verdes los que hacen posible la vida en la Tierra.
    Qué hay dentro de un cloroplasto: la estructura del cloroplasto

    Aunque los cloroplastos son vainas microscópicas dentro de pequeñas células vegetales, tienen una estructura compleja que les permite capturar energía luminosa y usarla para ensamblar carbohidratos a nivel molecular.

    Los principales componentes estructurales son los siguientes:

  • Una capa externa e interna con un espacio intermembrana entre ellos.
  • Dentro de la membrana interna hay ribosomas
    y tilacoides.

  • La membrana interna contiene una gelatina acuosa llamada estroma
    .
  • El fluido del estroma contiene el ADN del cloroplasto, así como proteínas y almidones. Es donde tiene lugar la formación de carbohidratos a partir de la fotosíntesis.

    La función de los ribosomas y tilocaloides del cloroplasto

    Los ribosomas son grupos de proteínas y nucleótidos que fabrican enzimas y otras moléculas complejas requeridas por el cloroplasto. .

    Están presentes en grandes cantidades en todas las células vivas y producen sustancias celulares complejas, como proteínas, de acuerdo con las instrucciones de las moléculas de código genético de ARN.

    Los tilacoides están incrustados en el estroma. En las plantas forman discos cerrados que se organizan en pilas llamadas grana
    , con una sola pila llamada granum. Están formados por una membrana de tilacoides que rodea la luz, un material ácido acuoso que contiene proteínas y facilita las reacciones químicas del cloroplasto.

    Las laminillas
    forman enlaces entre los discos de grana, conectando la luz de la diferentes pilas.

    La parte sensible a la luz de la fotosíntesis tiene lugar en la membrana tilacoidea donde clorofila
    absorbe la energía de la luz y la convierte en energía química utilizada por la planta.
    Clorofila: El Fuente de energía del cloroplasto

    La clorofila es un fotorreceptor
    pigmento que se encuentra en todos los cloroplastos.

    Cuando la luz golpea la hoja de una planta o la superficie de las algas, penetra en el cloroplastos y se refleja en las membranas tilacoides. Golpeado por la luz, la clorofila en la membrana emite electrones que el cloroplasto usa para otras reacciones químicas.

    La clorofila en las plantas y las algas verdes es principalmente la clorofila verde llamada clorofila a, el tipo más común. Absorbe la luz azul violeta y naranja rojizo rojizo mientras refleja la luz verde, dando a las plantas su color verde característico
    .

    Otros tipos de clorofila son los tipos b a e, que absorben y reflejan diferentes colores.

    La clorofila tipo b, por ejemplo, se encuentra en las algas y absorbe algo de luz verde además del rojo. Esta absorción de luz verde puede ser el resultado de organismos que evolucionan cerca de la superficie del océano porque la luz verde puede penetrar solo una corta distancia en el agua.

    La luz roja puede viajar más lejos debajo de la superficie. Membranas de cloroplastos y espacio intermembrana

    Los cloroplastos producen carbohidratos como glucosa y proteínas complejas que se necesitan en otras partes de las células de la planta.

    Estos materiales deben poder salir del cloroplasto y soportar la célula general y metabolismo de las plantas Al mismo tiempo, los cloroplastos necesitan sustancias producidas en otras partes de las células.

    Las membranas del cloroplasto regulan el movimiento de las moléculas dentro y fuera del cloroplasto al permitir el paso de moléculas pequeñas mientras se utilizan mecanismos especiales de transporte
    para moléculas grandes. Tanto las membranas internas como las externas son semipermeables, lo que permite la difusión de pequeñas moléculas e iones.

    Estas sustancias atraviesan el espacio intermembrana y penetran en las membranas semipermeables.

    Moléculas grandes como Las proteínas complejas están bloqueadas por las dos membranas. En cambio, para tales sustancias complejas, existen mecanismos especiales de transporte que permiten que sustancias específicas crucen las dos membranas mientras que otras están bloqueadas.

    La membrana externa tiene un complejo de proteínas de translocación para transportar ciertos materiales a través de la membrana, y la membrana interna tiene un complejo correspondiente y similar para sus transiciones específicas.

    Estos mecanismos de transporte selectivo son especialmente importantes porque la membrana interna sintetiza lípidos, ácidos grasos y carotenoides que son necesarios para los propios cloroplastos. metabolismo.
    El sistema tilacoideo

    La membrana tilacoidea es la parte del tilacoide que está activa en la primera etapa de la fotosíntesis.

    En las plantas, la membrana tilacoidea generalmente se forma delgada y cerrada. sacos o discos que se apilan en grana y permanecen en su lugar, rodeados por el fluido del estroma.

    La disposición de los tilacoides en pilas helicoidales permite un apretado empaque de los tilacoides y un complejo , estructura de área superficial alta de la membrana tilacoidea.

    Para organismos más simples, los tilacoides pueden tener una forma irregular y pueden flotar libremente. En cada caso, la luz que incide en la membrana del tilacoide inicia la reacción de la luz en el organismo.

    La energía química liberada por la clorofila se utiliza para dividir las moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno. El oxígeno es utilizado por el organismo para la respiración o se libera a la atmósfera mientras que el hidrógeno se usa en la formación de carbohidratos.

    El carbono para este proceso proviene del dióxido de carbono en un proceso llamado fijación de carbono
    . El estroma y el origen del ADN del cloroplasto

    El proceso de fotosíntesis se compone de dos partes: las reacciones dependientes de la luz que comienzan con la interacción de la luz con la clorofila y la oscuridad reacciones
    (también conocidas como reacciones independientes de la luz) que fijan el carbono y producen glucosa.

    Las reacciones a la luz solo tienen lugar durante el día cuando la energía de la luz incide en la planta, mientras que las reacciones oscuras pueden tener lugar en cualquier momento. Las reacciones de luz comienzan en la membrana de los tilacoides, mientras que la fijación de carbono de las reacciones oscuras tiene lugar en el estroma, el líquido gelatinoso que rodea los tilacoides.

    Además de albergar las reacciones oscuras y los tilacoides, el estroma contiene el ADN del cloroplasto y los ribosomas del cloroplasto.

    Como resultado, los cloroplastos tienen su propia fuente de energía y pueden multiplicarse por sí mismos, sin depender de la división celular.

    Conozca más orgánulos celulares relacionados en células eucariotas: membrana celular y pared celular.

    Esta capacidad se remonta a la evolución de células y bacterias simples. Una cianobacteria debe haber entrado en una célula temprana y se le permitió permanecer porque el arreglo se convirtió en uno mutuamente beneficioso.

    Con el tiempo, la cianobacteria evolucionó en el orgánulo de cloroplasto.
    Fijación de carbono en las reacciones oscuras

    La fijación de carbono en el estroma del cloroplasto se produce después de que el agua se divide en hidrógeno y oxígeno durante las reacciones a la luz.

    Los protones de los átomos de hidrógeno se bombean a la luz dentro de los tilacoides, volviéndolo ácido. En las reacciones oscuras de la fotosíntesis, los protones se difunden desde la luz hacia el estroma a través de una enzima llamada ATP sintasa
    .

    Esta difusión de protones a través de la ATP sintasa produce ATP, un químico de almacenamiento de energía para las células.

    La enzima RuBisCO
    se encuentra en el estroma y fija el carbono del CO2 para producir moléculas de carbohidratos de seis carbonos que son inestables.

    Cuando las moléculas inestables se rompen abajo, el ATP se usa para convertirlos en moléculas de azúcar simples. Los carbohidratos de azúcar se pueden combinar para formar moléculas más grandes como glucosa, fructosa, sacarosa y almidón, todo lo cual se puede utilizar en el metabolismo celular.

    Cuando los carbohidratos se forman al final del proceso de fotosíntesis, los cloroplastos de la planta eliminó el carbono de la atmósfera y lo usó para crear alimentos para la planta y, finalmente, para todos los demás seres vivos.

    Además de formar la base de la cadena alimentaria, la fotosíntesis en las plantas reduce la cantidad de dióxido de carbono, gases de efecto invernadero en la atmósfera. De esta forma, las plantas y las algas, a través de la fotosíntesis en sus cloroplastos, ayudan a reducir los efectos del cambio climático y el calentamiento global.

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