Estructura y funciones del Cloroplastos

Son organelos celulares que se ubican principalmente en las células eucariotas, se encuentran únicamente en plantas y algas más no en animales y hongos. En ellos se  encuentra la clorofila, pigmento responsable de los procesos de fotosíntesis, del color verde de los vegetales y de permitir la vida autótrofa de estos linajes.

Los cloroplastos están delimitados por una cubierta  formada por dos membranas concéntricas que contienen tilacoides en ellas se albergan  moléculas y pigmentos  que transforman la energía lumínica en energía química como la clorofila.

Origen del cloroplasto

Se estima que el primer organismo eucariota con capacidad de realizar la fotosíntesis se origino aproximadamente hace unos mil millones de años. Este importante hecho evolutivo fue causado por la adquisición de una cianobacteria por parte de un inquilino eucariota. Este proceso dio origen a distintos linajes de algas rojas, verdes y a las plantas.

Teoría Endosimbióticacloroplasto

Esta teoría fue propuesta por Lynn Margulis en una serie de libros publicados entre los años 60 y 80. Sin embargo esta idea venía formándose  desde los años 1900 y fue propuesta por Mereschkowsky.

Esta teoría avala que las mitocondria y los cloroplastos evolucionaron a partir de bacterias que fueron absorbidas por una célula eucariota ancestral, no existe casi evidencia que respalde el origen endosimbiótico, por el contrario si  existe evidencia importante que apoya el origen endosimbiótico de mitocondrias a partir de Alpha Proteobacteria y de los cloroplastos a partir de cianobacterias. La evidencia más clara y contundente es la semejanza entre ambos genomas.

Evolución

Todos los tipos de plastos actuales, tanto de plantas como de las algas, descienden del primer cloroplasto en un proceso llamado  endosimbiosis primaria.  No obstante, los plastos tienen una compleja historia evolutiva, con múltiples eventos endosimbioticos, originándose grupos de algas por endosimbiosis secundaria a partir de la simbiogenesis  entre un protista  biflagelado con un alga clorofita y eventos de endosimbiosis terciaria en varios dinoflagelados.

En animales

Los cloroplastos están presentes en ciertos animales que los adquieren a través de distintos procesos, como la cleptoplastia una endobiosis que consta en que los plastos sean asimilados por organismos que no los poseen. El principal propósito de la cleptoplastia es que los organismos que adquieren los plastos puedan hacer uso de su capacidad autótrofa. Esto puede ser observado en casi todos los moluscos sacoglosos y en ciertos dinoflagelados.

Estructura del cloroplasto

Tienen aproximadamente  de 5 a 10 µm de longitud. Sus características pueden ser visualizadas bajo un microscopio óptico tradicional.

  • Envoltura: En ella se ubica la doble  membrana
  • Membrana externa:Limita al cloroplasto, es sumamente permeable, posee proteínas transportadoras, y lo separa del citoplasma.
  • Membrana interna:Se encierra hacia el interior del cloroplasto, contiene
  • Estroma: Es la parte líquida ubicada en la membrana interna, contiene moléculas de ADN circular, lípidos, RNA y muchas proteínas solubles. En él se lleva a cabo el proceso genético del cloroplasto y las reacciones de la fotosíntesis, también en el estroma está ubicada la membrana tilacoidal.Estructura del cloroplasto
  • Los tilacoides: son unos sacos aplanados delimitados por la membrana tilacoidal,  se pueden encontrar de manera aislada. Los tilacoides se agrupan  de manera apilada, a cada uno de estos apilamientos se les conoce a como grana. Es en los tilacoides que se llevan a cabo los procesos de la fotosíntesis de las plantas.
  • Membrana tilacodial:está ubicada en el estroma y es donde los tilacoides se juntan en forma de grana.
  • Tilacoide de la estroma: son las membranas que conectan a la grana.
  • Genoma: El material genético de los cloroplastos consiste en moléculas circulares de ADN, una de las características más importantes de los cloroplastos es que poseen su propio sistema genético.

Función del cloroplasto

La función principal de estos organelos  es llevar a cabo la fotosíntesis

Fotosíntesis:

Proceso por el cual los vegetales verdes absorben la energía que la luz solar emite como fotones para transformarla en energía química, en la fotosíntesis se realizan dos fases:

  • Fase Luminosa: Se realiza en la membrana tilacoidal , producción de ATP y NADPH
  • Fase Oscura: Se realiza en el estroma, donde se halla el enzima ribulosa, responsable de la fijación del dióxido de carbono mediante el ciclo de calvin.

Los cloroplastos pueden ser considerados como un importante centro metabólico en las plantas, donde suceden  múltiples reacciones bioquímicas gracias al amplio espectro de enzimas y proteínas ancladas a membranas que estos organelos contienen.

En los cloroplastos también ocurre una serie de funciones secundarias de biosíntesis. A continuación discutiremos en detalle cada función:

Síntesis de biomoléculas

Función del cloroplasto

Estos organelos tienen funciones que se especializan en el desarrollo y crecimiento de la planta, ocurre la aceptación de nitratos y sulfatos, poseen enzimas necesarias para la síntesis de los aminoácidos, vitaminas, ácidos grasos, clorofila y carotenoides.

Defensa contra patógenos

Las plantas no poseen  un sistema inmune desarrollado similar al de los animales, es por esto que  las estructuras celulares deben producir sustancias antimicrobianas para poder defenderse contra agentes perjudiciales, los cloroplastos están relacionados con la producción de estas sustancias que eliminan posibles agentes patógenos que ingresan a la planta.

Otros Plastos

Pertenecen a una familia de organelos vegetales llamadas plastos. Los cloroplastos se diferencian principalmente del resto de los plastos por poseer el pigmento clorofila.  Los demás tipos de plastos son:

  • Los cromoplastos:estas estructuras contienen carotenoides, están presentes en flores y flores. Gracias a estos pigmentos, las estructuras vegetales poseen colores amarillos, naranjas y rojos.
  • Los leucoplastos: estos plastos no contienen pigmentos y por lo tanto son blancos. Sirven como reserva y se encuentran en órganos que no reciben luz directa.
  • Los amiloplastos: contienen almidón y se encuentran en raíces y tubérculos.

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