Looma- ja taimerakud erinevad mõnes mõttes. Peamine erinevus on see, et taimerakk omab kloroplastid ja loom mitte. Kloroplastid on tavaliselt suured rakud, mis esinevad taimerakkudes. Üldiselt on leherakk võimeline sisaldama 20–100 kloroplastsi. Nendel organellidel on eriline funktsioon, mida näeme selles artiklis.
Selgitame kõike, mida peate teadma kloroplastide, nende funktsioonide ja tähtsuse kohta botaanikamaailmas.
põhijooned
Analüüsime nende organellide peamisi omadusi. Leiame muutuva morfoloogia. On sfäärilisi, elliptilisi ja muid keerukamaid kujundeid. Kloroplastide hulk rakus moodustab plaatiumina tuntud aine. Platiidiumi sees on umbes 250 geeniga DNA, millest kodeeritakse ribosomaalset RNA-d, transfer-RNA-d ja messenger-RNA-d. Viimast toodetakse kloroplastis endas, see annab organelli jagunemiseks ja fotosünteesi läbiviimiseks vajaliku valgu.
See tähendab, et ilma kloroplastideta ei suutnud taimed fotosünteesida. Atmosfääris ei toimuks CO2 vahetust hapniku vastu. Mis puutub nende organellide morfoloogiasse, siis need koosnevad mitmest sektsioonist. Enamik väliseid kambreid koosneb kahest membraanist, nii välisest kui ka sisemisest. Erinevalt mitokondritest pole selle membraanil voldid.
Kloroplastide sees näeme tülakoide. Need on lamestatud kotid, mis on samuti membraaniga piiritletud ja virnastatud. Nad moodustavad mündikuhilaadseid struktuure, mida nimetatakse granumiks. Need korstnad on membraanide abil külgsuunas ühendatud. Tülakoididega membraanides on valgud ja molekulid, mida kasutatakse fotosünteesi teostamiseks.
Kloroplastide jagunemine ja liikumine
Need rakud peavad pidevalt jagunema, et rakud paljuneksid ja on fotosünteesi funktsionaalses staadiumis piisav arv. See ei pea juhtuma iga kord, kuid raku, nii nagu see jaguneb, saab sünkroniseerida kloroplastide jagunemisega. Tavaliselt toimub nende organellide ja raku jagunemisprotsesside sünkroonia taimedes, millel on ainult üks kloroplast. Lehtede mesofüllis olevates rakkudes kloroplastid jagunevad, et oleks võimalik nende arv suureneda, kuigi rakk ei kavatse edasi jagada. Selle tulemuseks on kloroplastide suurenemine raku kohta. Kui rakk jaguneks edasi, ei suurendaks kloroplastid nende arvu raku kohta, vaid teised jaotaksid neid.
Lehtede pinnal moodustuvate kloroplastide arvu kontrollitakse või määratakse raku suuruse järgi. Kloroplastid peavad tavaliselt jagunema tütarrakkude kaudu seni, kuni toimub rakkude jagunemine.
Nagu me juba varem mainisime, sõltub kloroplastide jagunemine täielikult tuumas sünteesitud valkudest. Jagunemise käigus moodustuvad kaks valgurõngast, kus nad segunevad, ühelt poolt kloroplasti enda valgud ja teiselt poolt rakutuuma geenidega seotud valgud.
Kui taim peab kohanema erinevate päikesevalguse tingimustega, paigutab ta lihtsalt kõik oma rakus olevad kloroplastid, et olla võimeline nende tingimustega kohanema. Kuigi liikumine on aeglane, piisab sellest kohanemiseks. Ja see on see, et liigne valgus võib nõrgendada kloroplaste ja muuta fotosünteesi vähem efektiivseks.
Kloroplasti funktsioonid
Fotosüntees
Nende organellide peamine ülesanne on fotosünteesiprotsessi läbiviimine. Analüüsime funktsioone samm-sammult. Päikese energia ärakasutamiseks vastutavad kloroplastid päikesevalgusest pärineva elektromagnetilise energia muundamise eest keemilisteks sidemeteks. Fotosünteesil on kaks peamist osa, mille kaudu kogu protsess toimub. Esimene osa, on valgusfaas, milles prootoni gradiendiga taime tabavat valgusenergiat kasutatakse ATP sünteesiks ja NADPH tootmiseks.
Lisaks fotosünteesil on veel üks pime faas, milles valgust pole vaja, kuid valgusfaasis tekkinud tooted on. Selles pimedas faasis toimub CO2 fikseerimine fosfaat-suhkrute kujul. Fotosünteesi esimene faas toimub tülakoidmembraanis ja teine stroomas.
Muud funktsioonid
Lisaks taimede fotosünteesile kaasaaitamisele on kloroplastidel palju muid funktsioone. Mõned põhifunktsioonid paistavad silma, näiteks aminohapete, nukleotiidide ja rasvhapete süntees. Nad osalevad ka hormoonide, vitamiinide ja muude sekundaarsete metaboliitide tootmises, aidates organismil omastada lämmastikku ja väävlit. Nagu oleme teistes artiklites kommenteerinud, nitraat on taimede peamine lämmastikuallikas. Seega on paljudes lämmastikväetistes selle ühendi sisaldus kõrge.
Noh, tänu kloroplastidele saavad taimed seda nitraati kasutada. Osa kloroplastis moodustunud metaboliitidest on kaitseks erinevate patogeenide eest või taimede kohanemisel stressi, liigse vee või suurema kuumusega.
Lõpuks on need organellid pidevas ühenduses ka raku teiste komponentide ja tuuma endaga. See on tingitud tuumas elavad paljud geenid, mille valkude ülesanne on aidata kaasa fotosünteesile.
Nagu näete, on kloroplastid taimerakkudes kõige olulisemad organellid. Peamiselt on see erinevus loomarakkude vahel, kuna neil pole kloroplasti. Kõigi funktsioonide korral, mida see täidab, poleks paljusid elutingimusi, mis meil praegu on, kuna fotosünteesi poleks olemas.