Chloroplast

Chloroplasten zijn kleine organellen in de cellen van planten en algen. Ze absorberen licht om suiker te maken in een proces dat fotosynthese heet. De suiker kan worden opgeslagen in de vorm van zetmeel. Chloroplasten bevatten het molecuul chlorofyl, dat zonlicht absorbeert voor fotosynthese. Naast chlorofyl gebruikt een chloroplast kooldioxide (CO2) en water (H2O) om suiker te vormen en geeft zuurstof (O2) af. Chlorofyl is wat groene planten hun groene kleur geeft. Chloroplasten bevatten ook verschillende gele en oranje pigmenten om te helpen bij het opvangen van fotonen voor de fotosynthese.

Chloroplasten zichtbaar in de cellen van Plagiomnium affine
Chloroplasten zichtbaar in de cellen van Plagiomnium affine

Chloroplast ultrastructuur: 1. buitenmembraan2 . intermembraanruimte3 . binnenmembraan (1+2+3: envelope) 4. stroma (vloeistof) 5. thylakoïd lumen (binnenkant van thylakoïd) 6. thylakoïd membraan7 . grana (stapels thylakoïden) 8. thylakoïd (lamellen) 9. zetmeel10 . ribosoom11 . plastidiaal DNA12 . plastoglobule (druppel van lipiden)
Chloroplast ultrastructuur: 1. buitenmembraan2 . intermembraanruimte3 . binnenmembraan (1+2+3: envelope) 4. stroma (vloeistof) 5. thylakoïd lumen (binnenkant van thylakoïd) 6. thylakoïd membraan7 . grana (stapels thylakoïden) 8. thylakoïd (lamellen) 9. zetmeel10 . ribosoom11 . plastidiaal DNA12 . plastoglobule (druppel van lipiden)

Schema van een chloroplast
Schema van een chloroplast

Structuur

Elke chloroplast is omgeven door een dubbelwandig semi-permeabel membraan dat gezamenlijk bekend staat als peristromium. In de gelaagde stapels bevinden zich platte schijfvormige thylakoïden. Zij bevatten lichtabsorberende pigmenten, waaronder chlorofyl en carotenoïden, en eiwitten die de pigmenten binden. Net als mitochondriën bevatten chloroplasten ook hun eigen DNA en ribosomen.

Evolutie

Chloroplasten zijn een van de vele verschillende soorten organellen in de cel. Men denkt dat zij zijn ontstaan uit endosymbiotische cyanobacteriën. Dit werd voor het eerst gesuggereerd door Mereschkowsky in 1905 na een waarneming van Schimper in 1883 dat chloroplasten sterk leken op cyanobacteriën. Bijna alle chloroplasten zouden direct of indirect het gevolg zijn van één enkele endosymbiotische gebeurtenis.

Mitochondriën hadden ook een dergelijke oorsprong, maar chloroplasten worden alleen gevonden in planten en protista. In groene planten zijn de chloroplasten omgeven door twee membranen met lipidelagen. Men denkt dat deze overeenkomen met de buitenste en binnenste membranen van de voorouderlijke cyanobacterie. Chloroplasten hebben hun eigen genoom, dat veel kleiner is dan dat van vrij levende cyanobacteriën. Het DNA dat overblijft vertoont duidelijke gelijkenissen met het genoom van de cyanobacterie. Plastiden kunnen 60-100 genen bevatten, terwijl cyanobacteriën vaak meer dan 1500 genen bevatten. Veel van de ontbrekende genen zijn gecodeerd in het kerngenoom van de gastheer.

Bij sommige algen (zoals de heterokonten) lijken de chloroplasten te zijn geëvolueerd door een secundaire endosymbiose, waarbij een eukaryote cel een tweede eukaryote cel met chloroplasten opslokt, waardoor chloroplasten met drie of vier membraanlagen worden gevormd. In sommige gevallen werden dergelijke secundaire endosymbionten zelf opgeslokt door nog andere eukaryoten, waardoor tertiaire endosymbionten werden gevormd. In de alg Chlorella is er slechts één chloroplast, die klokvormig is.

Bij sommige groepen mixotrofe protisten, zoals de dinoflagellaten, worden de chloroplasten van een gevangen alg of diatomee afgescheiden en tijdelijk gebruikt. Deze klepto (gestolen) chloroplasten hebben misschien slechts een levensduur van enkele dagen en worden dan vervangen.


AlegsaOnline.com - 2020 / 2022 - License CC3