Estructura y Función de los Cloroplastos

PROGRAMA DE FORMACION DOCENTE PARA LA APROPIACION CURRICULAR CON APOYO DE

UNIVERSIDADES 2005

ENSEÑANZA BÁSICAESTUDIO Y COMPRENSIÓN DE LA NATURALEZA

Flujo de energía biológica. En la figura se aprecia las interconexiones entre la fotosíntesis y la

respiración celular

Los Cloroplastos, que existen en todas las células eucarióticas fotosintéticas, captan la energía de la luz solar y la utilizan para convertir agua y CO2 (moléculas de baja energía) en carbohidratos como glucosa, almidón (moléculas de alta energía). Como producto de las reacciones fotosintéticas se libera O2.

A partir de las moléculas de alta energía, las mitocondrias, que existen en todas las células eucarióticas, realizan los pasos finales de la degradación de estos carbohidratos para producir ATP, la molecula portadora de energía más común en las células. Este proceso, llamado respiración celular, consume O2 y produce CO2 y H2O, completando así el ciclo de las moléculas.

Las hojas y los cloroplastos son adaptaciones para la Fotosíntesis

Estructuras fotosintéticas: a) la fotosíntesis se efectúa en los cloroplastos, que se encuentran primordialmente en las hojas de las plantas terrestres, b) Corte transversal de un hoja y c) cloroplasto aislado y amplificado

Cloroplastos

Son organelos intracelulares altamente especializados, característicos de las células eucarióticas vegetales que realizan la fotosíntesis durante las horas de luz solar. Los cloroplastos son orgánulos exclusivos de las células vegetales. En ellos tiene lugar la fotosíntesis , proceso en el que se transforma la energía lumínica en energía química, almacenada en moléculas de ATP y moléculas reductoras (NADPH), que se utilizarán posteriormente para sintetizar moléculas orgánicas. Son los miembros más prominente de la familia de los plastidios.

Los plastidios tienen formas y tamaños variados, están envueltos por una doble membrana y tienen ribosomas semejantes a los de los procariotas y se forman a partir de los proplastidios, que son plastidios de células jóvenes y que se desarrollan según los requerimientos de cada célula diferenciada.

Proplastidio, orgánulo relativamente pequeño presente en células inmaduras de los meristemos de las plantas. Observese la doble membrana

Tipos de plastidios

1.- Sin pigmentos: leucoplastos (plástidos no coloreados que almacenas ciertos productos vegetales. Ej., amiloplasto, proteinoplastos, oleoplastos)

Tres amiloplastos o plastidios almacenadores de almidón en raíz de soja. En algunas plantas, como las patatas, los amiloplastos pueden llegar a ser tan grandes como una célula animal de tamaño medio

2.- Con pigmentos: cloroplastos, etioplastos, gerontoplastos y cromoplastos

Tipos de plastidios

Cada tipo de plastidio puede transformarse uno en otro, con excepción de los gerontoplastos, que son cloroplastos envejecidos

Estructura del Cloroplasto

Los cloroplastos son orgánulos con forma de disco, de entre 4 y 6 m de diámetro y 10 m o más de longitud.

Aparecen en mayor cantidad en las células de las hojas, lugar en el cual parece que pueden orientarse hacia la luz.

Es posible que en una célula haya entre cuarenta y cincuenta cloroplastos, y en cada milímetro cuadrado de la superficie de la hoja hay 500.000 cloroplastos.

Cada cloroplasto está recubierto por una membrana doble. El cloroplasto contiene en su interior una sustancia básica denominada estroma, la cual está atravesada por una red compleja de discos conectados entre sí, llamados lamelas. Muchas de las lamelas se encuentran apiladas como si fueran platillos; a estas pilas se les llama grana.

Los cloroplastos están rodeados por una doble membrana. La membrana interna encierra el estroma, que es semifluido y en el cual están embebidas pilas de bolsas conocidas como grana. Las bolsas individuales de los granas se llaman tilacoides en cuya membrana está embebida la clorofila. También contienen gránulos pequeños de almidón donde se almacenan los productos de la fotosíntesis de forma temporal. Los cloroplastos tienen una organización similar a la de las mitocondrias, aunque es de mayor tamaño y tiene un compartimento más, porque presenta un tercer tipo de membrana

Estructura de un cloroplasto

Microfografía electrónica de una hoja de trigo en la que existe una gran vacuola rodeada de una fina franja de citoplasma con cloroplastos.

A) Corte ultrafino de un solo cloroplasto,mostrando los gránulos de almidón y gotas lipídicas que se han acumulado en el estroma como resultado de los procesos de biosíntesis que se producen en este lugar. B) Visión a mayor aumento de los grana, mostrando las membranas tilacoides aplanadas.

La membrana tilacoidal es la responsable de la captación de la energía solar gracias a la presencia de clorofilas y de otros pigmentos asociados con proteínas en estructuras funcionales denominadas fotosistemas. En esta membrana se encuentra también una cadena de transporte de electrones y una ATP-sintasa que funciona como la ATP-sintasa mitocondrial

El cloroplasto tiene por tanto tres membranas y presenta tres compartimentos: a) La Mb externa que es muy permeable gracias a la presencia de porinas, b) La Mb interna, menos permeable, sin pliegues. Entre ambas queda un primer compartimento, el espacio intermembrana. La Mb interna delimita un espacio que es el estroma, donde se encuentran ribosomas, ADN, ARN, gránulos de almidón y gotas de lípidos, c) La mb tilacoidal formando sacos aplanados, denomidas tilacoides y forman agrupaciones llamadas granas. Los tilacoides están interconectados y delimitan el espacio tilacoidal

Las reacciones dependientes de la luz que se realizan en los tilacoides convierten la energía de la luz solar en la energía química de ATP y NDPH que son utilizadas por las reacciones independientes de la luz (Ciclo C3) para convertir CO2 y H2O en glucosa.