Chloroplast

Rastlinné bunky obsahujúce chloroplasty

Chloroplast je bunková organela. Je to fotosynteticky aktívny zelený plastid nachádzajúci sa v zelených častiach rastlín, niektorých prvokov a rias. Najviac sú zastúpené v asimilačnom pletive rastlinných listov. Obsahujú chlorofyl a prebieha v nich fotosyntéza.

Chloroplasty sa časom môžu zmeniť na fotosynteticky neaktívne chromoplasty, ale ich spätná premena na chloroplasty už nie je možná. Strata chloroplastu je nevratná. Nachádzajú sa iba v eukaryotických bunkách, zriedkavo (u niektorých rias) iba jeden chloroplast v každej bunke, častejšie je ich však v jednej bunke niekoľko. V priemernom liste sa nachádza 70 miliónov buniek obsahujúcich 5.10⁹ chloroplastov.

To, že fotosyntéza prebieha práve v chloroplastoch, zistil v roku 1882 Theodor Engelmann. Pozoroval malé baktérie pohybujúce sa za zdrojom kyslíka. Na povrchu riasy rodu Spirogyra sa zhlukovali práve nad osvetlenými chloroplastmi, pretože vedľajším produktom fotosyntézy je kyslík.

Predpokladá sa, že chloroplasty vznikli v procese evolúcie endosymbiózou sinice s inou bunkou.

Tvar a zloženie

Chloroplasty vyšších rastlín majú šošovkovitý tvar s dĺžkou 4 až 8 mikrometrov a šírkou 2 až 5 mikrometrov. Od okolitého prostredia ich oddeľuje dvojitá membrána, ktorá je hladká a bez povrchových štruktúr. Vnútorná membrána odškrcuje vačky (tylakoidy), ktoré obsahujú chlorofyl. Tylakoidy vytvárajú tzv. lamelovú štruktúru. Zhluky tylakoidov sa nazývajú graná. Vnútro chloroplastu vypĺňa základná hmota - stróma. Fotosyntetická asimilácia je viazaná predovšetkým na vonkajšiu membránu chloroplastu. Chloroplasty obsahujú plastidovú DNA, ktorá na rozdiel od jadrovej DNA neobsahuje históny. Keďže majú vlastnú DNA, vznikajú nezávisle od jadra delením už existujúcich chloroplastov. Hovoríme, že chloroplasty sú semiautonómne organely - majú určitý stupeň samostatnosti, podobne ako mitochondrie.

Chloroplasty možno v bunke pozorovať už svetelným mikroskopom.

Schéma chloroplastu

1. vonkajšia membrána
2. Periplazmatický priestor
3. vnútorná membrána
4. stróma (vodný roztok)
5. lumen (dutina) tylakoidu
6. membrána tylakoidu 7. granum (mincovitý zhluk tylakoidov)
8. lamela, stromálny tylakoid
9. škrob
10. ribozóm
11. plastidová DNA
12. tukové kvapôčky

Delenie chloroplastov

Podľa morfológie membránového systému a fyziológie delíme chloroplasty na 2 základné typy:

• Mezofylové chloroplasty - sú prítomné v mezofylových bunkách. Majú bohatý lametárny systém pozostávajúci z početných grán a tylakoidov stómy.
• Chloroplasty pošvy cievnych zväzkov C4 rastlín
  • chloroplasty obsahujúce nikotínamidadeníndinukleotidfosfát-malátový enzým - majú vretenovitý tvar a veľký počet škrobových zŕn. Sú umiestnené pozdĺž vonkajšej steny buniek. Nemajú vyvinuté graná.
  • chloroplasty obsahujúce nikotínamidadeníndinukleotid-malátový enzým - sú umiestnené pri vnútornej stene buniek parenchymatickej pošvy, majú vyvinuté početné graná.
  • chloroplasty obsahujúce PEP-CK enzým - (fosfoenolpyruvát-karboxykináza)