کلروپلاست یکی از اندامک های دائمی سلول است. این مهم ترین فرآیند اهمیت سیاره ای - فتوسنتز - را انجام می دهد.
طرح کلی ساختار اندامک های دو غشایی
هر اندامک از یک دستگاه سطحی و محتویات داخلی تشکیل شده است. کلروپلاست ها و میتوکندری ها ساختار سلول های پروکاریوتی هستند - موجوداتی که دارای هسته هستند. دستگاه سطحی این اندامک ها از دو غشا تشکیل شده است که بین آنها فضای آزاد وجود دارد. از نظر فضایی و تشریحی، آنها با سایر بخش های ساختاری سلول ارتباط ندارند و در متابولیسم انرژی شرکت می کنند. میتوکندری اندامک های اکثر قارچ ها، گیاهان و جانوران است. آنها برای سنتز ATP خدمت می کنند - ماده ای که نوعی ذخیره انرژی سلول ها است. کلروپلاست نیز یک اندامک دوغشایی است که به گروه پلاستیدها تعلق دارد.
تنوع پلاستید
سه نوع پلاستید در سلول های موجودات زنده وجود دارد. اینها کلروپلاست، کروموپلاست و لکوپلاست هستند. آنها در رنگ، ویژگی های ساختاری و عملکرد متفاوت هستند. کلروپلاست یک پلاستید سبز رنگ است که حاوی رنگدانه کلروفیل است. اگر چه اغلب، به دلیل وجود مواد رنگی دیگر، می توانند هم قهوه ای و هم قرمز باشند. به عنوان مثال، درسلول های جلبک های مختلف در عین حال، کروموپلاست ها همیشه بی رنگ هستند. وظیفه اصلی آنها ذخیره مواد مغذی است. بنابراین، غده های سیب زمینی حاوی نشاسته هستند. کروموپلاست ها پلاستیدهایی هستند که دارای رنگدانه های کاروتنوئیدی هستند. به قسمت های مختلف گیاهان رنگ می دهند. ریشه های هویج و چغندر و گلبرگ های با رنگ روشن نمونه بارز این موضوع هستند.
پلاستیدها می توانند دگرگون شوند. در ابتدا از سلول های بافت آموزشی که وزیکول های کوچکی هستند که توسط دو غشاء احاطه شده اند به وجود می آیند. در حضور انرژی خورشیدی، آنها به کلروپلاست تبدیل می شوند. با افزایش سن برگ ها و ساقه ها، کلروفیل شروع به تجزیه می کند. در نتیجه، پلاستیدهای سبز به کروموپلاست تبدیل می‌شوند.
بیایید چند مثال دیگر بزنیم. همه دیدند که در پاییز رنگ برگ ها تغییر می کند. این به دلیل این واقعیت است که کلروپلاست ها به پلاستیدهای قرمز، زرد و شرابی تبدیل می شوند. همان دگرگونی در زمان رسیدن میوه رخ می دهد. در نور، غده‌های سیب‌زمینی سبز می‌شوند: کلروفیل در لکوپلاست‌ها شروع به تشکیل می‌کند. مرحله نهایی رشد پلاستیدها کروموپلاست ها هستند، زیرا آنها انواع دیگری از ساختارهای مشابه را تشکیل نمی دهند.
رنگدانه ها چیست؟
رنگ، عملکرد و ساختار کلروپلاست به دلیل وجود برخی مواد - رنگدانه ها است. طبیعتاً آنها ترکیبات آلی هستند که قسمت های مختلف گیاه را رنگ می کنند. کلروفیل رایج ترین آنهاست. آنها در سلول های جلبک ها و گیاهان عالی یافت می شوند. کاروتنوئیدها نیز اغلب در طبیعت یافت می شوند.آنها در بیشتر موجودات زنده شناخته شده یافت می شوند. به ویژه در همه گیاهان، برخی از انواع میکروارگانیسم ها، حشرات، ماهی ها و پرندگان وجود دارد. کاروتنوئیدها علاوه بر رنگ دادن به اندام های مختلف، رنگدانه اصلی بصری هستند که درک بصری و رنگی را فراهم می کنند.
ساختار غشاء
کلروپلاست های گیاهی دارای غشای دوتایی هستند. و بیرون صاف است. و درونی برآمدگی ها را تشکیل می دهد. آنها به داخل محتویات کلروپلاست هدایت می شوند که به آن استروما می گویند. ساختارهای ویژه، تیلاکوئیدها نیز با غشای داخلی مرتبط هستند. از نظر بصری، آنها مخازن تک غشایی تخت هستند. آنها را می توان به صورت جداگانه یا در پشته های 5-20 قطعه مونتاژ کرد. به آنها غلات می گویند. رنگدانه ها بر روی ساختار تیلاکوئیدها قرار دارند. اصلی ترین آنها کلروفیل ها هستند و کاروتنوئیدها نقش کمکی دارند. آنها برای فتوسنتز ضروری هستند. استروما همچنین حاوی مولکول‌های DNA و RNA، دانه‌های نشاسته و ریبوزوم است.
عملکردهای کلروپلاست
عملکرد اصلی پلاستیدهای سبز سنتز مواد آلی از غیر آلی به دلیل انرژی نور است. محصولات آن پلی ساکارید گلوکز و اکسیژن است. بدون این گاز، تنفس همه موجودات روی زمین غیرممکن خواهد بود. این بدان معناست که فتوسنتز یک فرآیند حیاتی با اهمیت سیاره ای است.
ساختار کلروپلاست عملکردهای دیگر آن را تعیین می کند. سنتز ATP روی غشای این پلاستیدها اتفاق می افتد. اهمیت این فرآیند در این استانباشت و ذخیره مقدار معینی انرژی. این در هنگام شروع شرایط محیطی مطلوب اتفاق می افتد: وجود مقدار کافی آب، انرژی خورشیدی، غذا. در طول فرآیندهای زندگی، ATP با آزاد شدن مقدار معینی انرژی تقسیم می شود. در طول اجرای رشد، توسعه، حرکت، تولید مثل و سایر فرآیندهای زندگی صرف می شود. عملکرد کلروپلاست ها همچنین در این واقعیت نهفته است که برخی از لیپیدها، پروتئین های غشایی و آنزیم های دخیل در فرآیند فتوسنتز در این پلاستیدها سنتز می شوند.
اهمیت فرآیند فتوسنتز
کلروپلاست رابط بین گیاه و محیط است. در نتیجه فتوسنتز، نه تنها تشکیل اکسیژن اتفاق می افتد، بلکه گردش کربن و هیدروژن در طبیعت نیز انجام می شود و ترکیب ثابت جو را حفظ می کند. این فرآیند محتوای دی اکسید کربن را محدود می کند که از وقوع اثر گلخانه ای، گرم شدن بیش از حد سطح زمین و مرگ بسیاری از موجودات زنده روی این سیاره جلوگیری می کند. کلروپلاست‌های پلاستید که اندامک‌های سلولی هستند، مهمترین عملکردها را انجام می‌دهند و باعث وجود حیات در زمین می‌شوند.
