Τα ζωικά και τα φυτικά κύτταρα διαφέρουν κατά κάποιο τρόπο. Η κύρια διαφορά είναι ότι το φυτικό κύτταρο διαθέτει χλωροπλάστες και το ζώο δεν το κάνει. Οι χλωροπλάστες είναι γενικά μεγάλα οργανίδια που υπάρχουν στα φυτικά κύτταρα. Γενικά, ένα κύτταρο φύλλων είναι ικανό να φιλοξενεί μεταξύ 20 και 100 χλωροπλάστες. Αυτά τα οργανίδια έχουν μια ειδική λειτουργία που θα δούμε σε αυτό το άρθρο.
Θα εξηγήσουμε όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για τους χλωροπλάστες, τις λειτουργίες τους και τη σημασία που έχουν στον κόσμο της βοτανικής.
Κύρια χαρακτηριστικά
Θα αναλύσουμε τα κύρια χαρακτηριστικά αυτών των οργανίων. Βρίσκουμε μια μεταβλητή μορφολογία. Υπάρχουν σφαιρικά, ελλειπτικά και άλλα πιο περίπλοκα σχήματα. Το σύνολο των χλωροπλαστών σε ένα κύτταρο σχηματίζει αυτό που είναι γνωστό ως πλατίδιο. Μέσα στο πλακίδιο υπάρχει DNA με περίπου 250 γονίδια από τα οποία κωδικοποιούνται ριβοσωματικό RNA, RNA μεταφοράς και αγγελιοφόρο RNA. Το τελευταίο είναι αυτό που παράγεται στον ίδιο τον χλωροπλάστη, θα παρέχει την απαραίτητη πρωτεΐνη για να διαιρείται το οργανίδιο και να πραγματοποιεί φωτοσύνθεση.
Δηλαδή, Χωρίς χλωροπλάστες, τα φυτά δεν μπορούσαν να φωτοσύνθεση. Δεν θα υπήρχε ανταλλαγή CO2 για οξυγόνο στην ατμόσφαιρα. Όσον αφορά τη μορφολογία αυτών των οργανίων, αποτελούνται από πολλά διαμερίσματα. Τα περισσότερα εξωτερικά διαμερίσματα αποτελούνται από δύο μεμβράνες, εξωτερικές και εσωτερικές. Σε αντίθεση με τα μιτοχόνδρια, η μεμβράνη που έχει δεν έχει πτυχώσεις.
Μέσα στους χλωροπλάστες βλέπουμε τα θυλακοειδή. Αυτοί είναι πεπλατυσμένοι σάκοι που οριοθετούνται επίσης από μεμβράνη και στοιβάζονται. Σχηματίζουν δομές τύπου νομίσματος που ονομάζονται κόκκοι. Αυτές οι στοίβες συνδέονται πλευρικά με μεμβράνες. Στις μεμβράνες που έχουν θυλακοειδή είναι οι πρωτεΐνες και τα μόρια που χρησιμοποιούνται για τη διεξαγωγή φωτοσύνθεσης.
Διαίρεση και κίνηση χλωροπλαστών
Αυτά τα οργανίδια πρέπει να διαιρούνται συνεχώς για να πολλαπλασιάζονται τα κύτταρα και έχουν επαρκή αριθμό στο λειτουργικό στάδιο της φωτοσύνθεσης. Δεν χρειάζεται να συμβαίνει κάθε φορά, αλλά το κύτταρο, όπως διαιρείται, μπορεί να συγχρονιστεί με τη διαίρεση των χλωροπλαστών. Κανονικά, ο συγχρονισμός μεταξύ των διαδικασιών διαίρεσης αυτών των οργελίων και του κυττάρου λαμβάνει χώρα σε φυτά που έχουν μόνο έναν χλωροπλάστη. Στα κύτταρα της μεσοφύλλης των φύλλων, οι χλωροπλάστες διαιρούνται προκειμένου να αυξηθεί ο αριθμός, αν και το κύτταρο δεν θα διαιρεθεί περαιτέρω. Αυτό οδηγεί σε αύξηση των χλωροπλαστών ανά κύτταρο. Εάν το κύτταρο συνέχιζε να διαιρείται, οι χλωροπλάστες δεν θα αυξάνουν τον αριθμό τους ανά κύτταρο, αλλά θα κατανέμονται από τους άλλους.
Στην επιφάνεια των φύλλων, ο αριθμός των χλωροπλαστών που σχηματίζεται ελέγχεται ή καθορίζεται από το μέγεθος του κυττάρου. Οι χλωροπλάστες γενικά πρέπει να διαιρούνται μέσω θυγατρικών κυττάρων όσο συμβαίνει η κυτταρική διαίρεση.
Όπως έχουμε αναφέρει προηγουμένως, η διαίρεση των χλωροπλαστών εξαρτάται εξ ολοκλήρου από τις πρωτεΐνες που έχουν συντεθεί στον πυρήνα. Στη διαδικασία διαίρεσης, σχηματίζονται δύο πρωτεϊνικοί δακτύλιοι όπου αναμειγνύονται, αφενός, πρωτεΐνες του ίδιου του χλωροπλάστη, και αφετέρου οι πρωτεΐνες που σχετίζονται με τα γονίδια του πυρήνα του κυττάρου.
Όταν ένα φυτό πρέπει να προσαρμοστεί σε διαφορετικές συνθήκες ηλιακού φωτός, απλά μετεγκαθιστά όλους τους χλωροπλάστες που έχει στο κελί του για να μπορεί να προσαρμοστεί σε αυτές τις συνθήκες. Αν και η κίνηση είναι αργή, αρκεί να προσαρμοστεί. Και είναι ότι το υπερβολικό φως μπορεί να αποδυναμώσει τους χλωροπλάστες και να κάνει τη φωτοσύνθεση λιγότερο αποτελεσματική.
Λειτουργίες χλωροπλαστών
Φωτοσύνθεση
Η κύρια λειτουργία αυτών των οργάνων είναι η πραγματοποίηση της διαδικασίας φωτοσύνθεσης. Θα αναλύσουμε τις λειτουργίες βήμα προς βήμα. Για να επωφεληθούν από την ηλιακή ενέργεια, οι χλωροπλάστες είναι υπεύθυνοι για τη μετατροπή της ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας που προέρχεται από το ηλιακό φως σε χημικούς δεσμούς. Η φωτοσύνθεση έχει δύο κύρια μέρη από τα οποία συμβαίνει ολόκληρη η διαδικασία. Το πρώτο μέρος, είναι η φάση φωτός, στην οποία η φωτεινή ενέργεια που χτυπά το φυτό με μια βαθμίδα πρωτονίων θα χρησιμοποιηθεί για τη σύνθεση του ATP και την παραγωγή του NADPH.
Επιπλέον, Η φωτοσύνθεση έχει μια άλλη σκοτεινή φάση, στο οποίο δεν απαιτείται φως, αλλά τα προϊόντα που έχουν δημιουργηθεί στη φάση φωτός είναι. Σε αυτή τη σκοτεινή φάση είναι όπου η σταθεροποίηση του CO2 λαμβάνει τη μορφή φωσφορικών σακχάρων. Η πρώτη φάση της φωτοσύνθεσης λαμβάνει χώρα στη θυλακοειδή μεμβράνη και η δεύτερη στο στρώμα.
Άλλες λειτουργίες
Εκτός από τη συμβολή στη φωτοσύνθεση στα φυτά, οι χλωροπλάστες έχουν πολλές άλλες λειτουργίες. Ορισμένες κύριες λειτουργίες ξεχωρίζουν, όπως η σύνθεση αμινοξέων, νουκλεοτιδίων και λιπαρών οξέων. Συμμετέχουν επίσης στην παραγωγή ορμονών, βιταμινών και άλλων δευτερογενών μεταβολιτών, βοηθώντας τον οργανισμό να αφομοιώσει το άζωτο και το θείο. Όπως έχουμε σχολιάσει σε άλλα άρθρα, το νιτρικό άλας είναι η κύρια πηγή αζώτου για τα φυτά. Ως εκ τούτου, πολλά λιπάσματα αζώτου έχουν υψηλή περιεκτικότητα σε αυτήν την ένωση.
Λοιπόν, χάρη στους χλωροπλάστες τα φυτά μπορούν να χρησιμοποιήσουν αυτό το νιτρικό άλας. Μερικοί από τους μεταβολίτες που σχηματίζονται στον χλωροπλάστη χρησιμεύουν για την προστασία από διάφορα παθογόνα ή σε προσαρμογές των φυτών στο στρες, στην περίσσεια νερού ή περισσότερη θερμότητα.
Τέλος, αυτά τα οργανίδια βρίσκονται επίσης σε συνεχή επικοινωνία με άλλα συστατικά του κυττάρου και με τον ίδιο τον πυρήνα. Αυτό οφείλεται σε στον πυρήνα βρίσκονται πολλά γονίδια των οποίων οι πρωτεΐνες έχουν τη λειτουργία να συμβάλλουν στη φωτοσύνθεση.
Όπως μπορείτε να δείτε, οι χλωροπλάστες είναι τα πιο σημαντικά οργανίδια στα φυτικά κύτταρα. Κυρίως είναι η διαφορά μεταξύ των ζωικών κυττάρων, δεδομένου ότι δεν έχουν χλωροπλάστες. Με όλες τις λειτουργίες που εκπληρώνει, αν δεν ήταν για αυτές, πολλές από τις συνθήκες διαβίωσης που έχουμε σήμερα δεν θα υπήρχαν, αφού η φωτοσύνθεση δεν θα υπήρχε.