Životinjske i biljne ćelije se na neki način razlikuju. Glavna razlika je u tome što biljna ćelija posjeduje hloroplasti a životinja ne. Hloroplasti su uglavnom velike organele koje su prisutne u biljnim ćelijama. Općenito, ćelija lista može udomiti između 20 i 100 hloroplasta. Ove organele imaju posebnu funkciju koju ćemo vidjeti u ovom članku.
Objasnit ćemo sve što trebate znati o kloroplastima, njihovim funkcijama i značaju koji oni imaju u svijetu botanike.
Glavne karakteristike
Analizirat ćemo glavne karakteristike ovih organela. Pronašli smo varijabilnu morfologiju. Postoje sferni, eliptični i drugi složeniji oblici. Skup hloroplasta u ćeliji oblikuje ono što je poznato kao platidij. Unutar platidijuma nalazi se DNK s oko 250 gena iz kojih su kodirane ribosomska RNK, transferna RNK i prenosna RNK. Potonji je onaj koji se proizvodi u samom hloroplastu, pružit će potreban protein da se organela podijeli i izvrši fotosinteza.
Mislim bez hloroplasta biljke ne bi mogle fotosintetizirati. U atmosferi ne bi bilo razmjene CO2 za kisik. Što se tiče morfologije ovih organela, one se sastoje od nekoliko odjeljaka. Većina vanjskih odjeljaka sastoji se od dvije membrane, vanjske i unutarnje. Za razliku od mitohondrija, membrana koju ima nema nabore.
Unutar hloroplasta možemo vidjeti tilakoide. To su spljoštene vreće koje su također odvojene membranom i složene. Oni tvore strukture slične hrpi novčića nazvane granum. Te su hrpe bočno povezane membranama. U membranama koje imaju tilakoide nalaze se proteini i molekuli koji se koriste za provođenje fotosinteze.
Podjela i kretanje hloroplasta
Ove se organele moraju kontinuirano dijeliti da bi se stanice mogle razmnožavati i imaju odgovarajući broj u funkcionalnom stadijumu fotosinteze. To se ne mora dogoditi svaki put, ali ćelija se, baš kao što se dijeli, može sinhronizirati s diobom kloroplasta. Normalno, sinhronija između procesa diobe ovih organela i ćelije odvija se u biljkama koje imaju samo jedan hloroplast. U ćelijama u mezofilu lišća, hloroplasti se dijele kako bi se povećao broj, iako se ćelija neće dalje dijeliti. To rezultira povećanjem hloroplasta po ćeliji. Ako bi se ćelija nastavila dijeliti, hloroplasti ne bi povećali svoj broj po ćeliji, već bi ih ostali distribuirali.
Na površini lišća, broj hloroplasta koji nastaje kontrolira se ili određuje veličinom ćelije. Hloroplasti se općenito moraju dijeliti kroz ćerke ćelije sve dok se dogodi dioba ćelija.
Kao što smo već spomenuli, podjela hloroplasta u potpunosti ovisi o proteinima koji su sintetizirani u jezgri. U procesu diobe nastaju dva proteinska prstena gdje se miješaju, s jedne strane proteini samog hloroplasta, a s druge proteini povezani s genima ćelijskog jezgra.
Kada se biljka mora prilagoditi različitim uvjetima sunčeve svjetlosti, ona jednostavno preseli sve hloroplaste koje ima u ćeliji kako bi se mogla prilagoditi tim uvjetima. Iako je kretanje sporo, dovoljno je prilagoditi se. A to je da višak svjetlosti može oslabiti hloroplaste i učiniti fotosintezu manje efikasnom.
Funkcije hloroplasta
Fotosinteza
Glavna funkcija ovih organela je provođenje procesa fotosinteze. Analizirat ćemo funkcije korak po korak. Da bi iskoristili sunčevu energiju, hloroplasti su odgovorni za pretvaranje elektromagnetne energije koja dolazi od sunčeve svjetlosti u hemijske veze. Fotosinteza ima dva glavna dijela pomoću kojih se događa čitav proces. Prvi dio, je svjetlosna faza, u kojem će se svjetlosna energija koja pogodi biljku s protonskim gradijentom koristiti za sintezu ATP i proizvodnju NADPH.
Sa druge strane, fotosinteza ima još jednu tamnu fazu, u kojem svjetlost nije potrebna, ali jesu proizvodi koji su generirani u svjetlosnoj fazi. U ovoj tamnoj fazi dolazi do fiksacije CO2 u obliku fosfatnih šećera. Prva faza fotosinteze odvija se u tilakoidnoj membrani, a druga u stromi.
Ostale funkcije
Osim što doprinose fotosintezi u biljkama, hloroplasti imaju i mnoge druge funkcije. Ističu se neke glavne funkcije, poput sinteze aminokiselina, nukleotida i masnih kiselina. Oni također sudjeluju u proizvodnji hormona, vitamina i drugih sekundarnih metabolita, pomažući u asimilaciji dušika i sumpora u tijelu. Kao što smo komentirali u drugim člancima, nitrat je glavni izvor azota za biljke. Stoga mnoga azotna đubriva imaju visok sadržaj ovog jedinjenja.
Pa, zahvaljujući hloroplastima biljke mogu koristiti ovaj nitrat. Neki od metabolita koji nastaju u hloroplastu služe za zaštitu od različitih patogena ili u biljnim adaptacijama na stres, višak vode ili više toplote.
Konačno, ove organele su također u kontinuiranoj komunikaciji s drugim komponentama ćelije i sa samim jezgrom. Ovo je zbog u jezgri se nalaze mnogi geni čiji proteini imaju funkciju doprinosa fotosintezi.
Kao što vidite, hloroplasti su najvažniji organeli u biljnim ćelijama. Uglavnom je to razlika između životinjskih ćelija, jer one nemaju hloroplaste. Sa svim funkcijama koje ispunjava, da nije bilo njih, mnogi životni uvjeti koje danas imamo ne bi postojali, jer fotosinteza ne bi postojala.