Хлоропласты: роль в процессе фотосинтеза и структура

Содержание

А Пластид представляет собой любой член семейства органелл, обнаруженных в клетках всех живых растений и водорослей, но не у животных, и характеризуется наличием собственных копий генетического материала и заключением в две мембраны. Хлоропласты, хромопласты и лейкопласты — все пластиды; митохондрии, которые также имеют двойные мембраны и собственные геномы, но присутствуют во всех клетках эукариот, не являются пластидами (Alberts et al. 1989). Присутствие пластид составляет одно из основных различий между растительными и животными клетками (Alberts et al. 1989).

Пластиды — это место производства и хранения важных химических соединений, используемых клеткой. Пластиды часто содержат пигменты, используемые в фотосинтезе, и типы присутствующих пигментов могут изменять или определять цвет клетки. В отличие от митохондрий, которые метаболизируют сахар и жирные кислоты для производства энергии (захваченной АТФ), хлоропласты и хромопласты используют солнечный свет посредством фотосинтеза в качестве источника энергии. Лейкопласты, обнаруженные во многих эпидермальных и внутренних тканях, которые не являются фотосинтезирующими, включают такие формы, как амилопласты, которые накапливают крахмал и могут быть очень большими у некоторых растений, таких как картофель.

Кроме того, пластиды служат участками фотосинтеза и хранения, а также являются участками синтеза пуринов и пиримидинов, аминокислот и жирных кислот; у животных они образуются в цитозоле (Alberts et al. 1989).

Считается, что пластиды возникли из оригинальных симбиотических отношений между цианобактериями и клетками-хозяевами, и, таким образом, пластиды имеют свой собственный геном и мембраны. Присутствие пластид во всех клетках растений отражает общее происхождение и взаимосвязь всех растений.

Строение хлоропласта

Строение хлоропласта довольно-таки сложное.  Оно одинаково для всех зрелых хлоропластов высших растений. В зависимости от нагрузки клеток, возраста хлоропластов, их физиологического состояния различна их структурированность.

Внешняя часть хлоропласта покрыта защитной гладкой внешней мембраной. Во внешней мембране располагается внутренняя мембрана, которая осуществляет контроль над молекулами, проходящими в хлоропласт и наружу. Мембраны играют роль защитного барьера в клетках от воздействия неблагоприятных факторов. Внешняя и внутренняя мембраны с жидкостью между ними представляют собой оболочку хлоропласта.

Тело хлоропласта состоит из стромы, или матрикса – белковой гидрофильной полужидкой массы, в которой плавают различные структуры, например, тилакоиды, ламеллы, граны, люмел. При слиянии парных ламелей образуется  диск в виде круглого мешочка – тилакоида. Тилакоиды объединяются в граны. Через строму проходят параллельными рядами особые двухмембранные пластины – ламеллы, или длинные тилакоиды. Хлорофилл содержится в тилакоидах. Ламелла стромы напоминает полый плоский мешок или сеть разветвленных каналов. Именно в строме, или матриксе хлоропласта, заполняющей собой его внутреннее пространство, находятся такие важные молекулы, как ДНК и РНК (рибосомальная молекула), и рибосомы, а также зерна крахмала. Зерна крахмала являются временным хранилищем продуктов фотосинтеза.

Хлорофилл представляет собой длинный углеводный хвост и порфириновую головку. Солнечный свет поглощается именно головкой хлорофилла. При его поступлении к головке происходит возбуждение электронов и их отделение от хлорофиллов.

§ 13-1. Двумембранные органоиды

Пластиды — это органоиды, свойственные клеткам фотосинтезирующих эукариот — растений и водорослей. В зависимости от особенностей строения, окраски и выполняемых функций у растений выделяют три основных типа пластид: хлоропласты, лейкопласты и хромопласты. Внутреннее содержимое пластид называется стромой. Она окружена двумя мембранами. Между наружной и внутренней мембранами имеется межмембранное пространство. Как и у митохондрий, наружная мембрана пластид ровная, не имеет складок и обладает высокой проницаемостью для различных веществ. Внутренняя мембрана менее проницаема и способна образовывать впячивания. В строме содержатся кольцевые молекулы ДНК, все виды РНК, а в *70S* рибосомах, похожих на бактериальные, осуществляется синтез белков. *Однако, аналогично митохондриальным, большинство белков, необходимых для нормального функционирования пластид, синтезируется в гиалоплазме клетки.* 

*Все типы пластид растений имеют общее происхождение. Они развиваются из первичных пластид (пропластид) клеток образовательных тканей. Пропластиды имеют вид бесцветных пузырьков, ограниченных двумя мембранами. Их размер меньше, чем у зрелых (дифференцированных) пластид.* Пластиды разных типов способны к взаимопревращениям.

Хлоропласты — это пластиды, в которых происходит фотосинтез. У растений хлоропласты окрашены в зеленый цвет благодаря высокому содержанию зеленых пигментов хлорофиллов. Кроме хлорофиллов, хлоропласты содержат желтые, оранжевые или красные пигменты — каротиноиды. В фотосинтезирующих клетках растений обычно находится по нескольку десятков хлоропластов, имеющих форму двояковыпуклой линзы. *Число хлоропластов в клетке увеличивается за счет их деления. Особенно активно это происходит в период роста клетки.* У разных видов водорослей хлоропласты могут значительно различаться по форме, размерам, окраске и количеству в клетке.

При развитии хлоропластов их внутренняя мембрана образует впячивания, направленные в строму. Далее они отделяются от внутренней мембраны, преобразуясь в тилакоиды — плоские одномембранные мешочки. Дисковидные тилакоиды, расположенные друг над другом, формируют граны, напоминающие стопки монет (рис. 13-1.2). Отдельные граны соединяются между собой вытянутыми в длину тилакоидами, *которые называются ламеллами*. Мембраны тилакоидов содержат фотосинтетические пигменты, различные белки (в том числе ферменты, обеспечивающие синтез АТФ) и другие вещества.

Главной функцией хлоропластов, как вы уже знаете, является осуществление процесса фотосинтеза.

Лейкопласты представляют собой бесцветные пластиды, не содержащие пигментов. *В лейкопластах нет гран, их внутренняя мембрана образует лишь немногочисленные отдельные тилакоиды.* В этих органоидах синтезируются и хранятся запасные питательные вещества. Поэтому особенно много лейкопластов содержится в клетках запасающей ткани. *В зависимости от накапливающихся веществ выделяют несколько разновидностей лейкопластов. Так, амилопласты запасают крахмал, элайопласты (олеопласты) — липиды, а протеинопласты — белки. На свету лейкопласты могут превращаться в хлоропласты. Этим объясняется, например, позеленение клубней картофеля под действием света.*

*Органы растений способны воспринимать силу тяжести и расти в определенном направлении по отношению к центру Земли. Так, если развивающийся проросток положить горизонтально, его корень изогнется вниз, а побег будет расти вверх (рис. 13-1.3). Считается, что главную роль в восприятии гравитации играют амилопласты, которые содержатся в специализированных клетках корня и побега — статоцитах. Амилопласты плотнее гиалоплазмы и перемещаются в этих клетках под действием силы тяжести. Изменение положения растения вызывает смещение амилопластов в клетках, в результате чего меняется направление роста органов. В корнях статоциты локализованы в корневом чехлике. После его удаления направление роста корня становится случайным, не зависящим от гравитации.*

Хромопласты — это желтые, оранжевые или красные пластиды. Их цвет обусловлен наличием пигментов каротиноидов. *Хромопласты, как и лейкопласты, не имеют гран.* Эти пластиды обеспечивают окраску разных частей растений, например корнеплодов моркови, зрелых плодов шиповника, рябины, томата. *Изменение окраски листьев осенью, перед листопадом, связано с разрушением хлорофиллов в хлоропластах. Каротиноиды при этом сохраняются, и хлоропласты превращаются в хромопласты.*

Исторический

Хлоропласта был обнаружен в ходе научных исследований на предприятиях . Первое исследование началось с Джозефа Пристли в 1772 году . Он заинтересовался изучением газов и идентифицировал несколько из них. Позже он продемонстрировал, что растения способны регенерировать газы, исходящие от животных .

Четыре года спустя Ян Ингенхауз берет на себя работу Пристли и показывает, что выделение кислорода происходит только при свете . Ночью растения выделяют газ, из-за чего невозможно зажечь свечу.

В конце XVIII — го  века , исследование показало , что, как и животные, растения дышат. В году Анри Дютроше обнаружил, что зеленый пигмент в листьях был хлорофиллом . В году Юлиус фон Сакс доказал, что ассимиляция хлорофилла происходит в хлоропластах. Только в 1898 году ученый Чарльз Рид Барнс ввел термин фотосинтез .

Фотосинтез в хлоропластах

Фотосинтез – один из важнейших биологических процессов, лежащий в основе всей жизни нашей планеты. Именно благодаря этому процессу все живые организмы могут получать кислород, а значит – могут и дышать.  Растения способны самостоятельно создавать полезные органически вещества, которые необходимы им для осуществления жизнедеятельности. Бесспорно, органические вещества, которые создают растения, это единственный источник жизни растений и животных, которые перерабатывают готовые органические вещества. Благодаря кислороду, который выделяется в процессе фотосинтеза, дышат все живые организмы на Земле.

Процесс фотосинтеза состоит из световой и темновой фаз.

С помощью фотосинтеза клетки, содержащие хлорофилл, под воздействием солнечной энергии образуют из неорганических веществ органические. Хлорофилл накапливает солнечную энергию  в специальной молекуле аденозинтрифосфате, или АТФ. Именно АТФ аккумулирует энергию, необходимую для различных нужд клетки. Световая фаза может протекать только на мембранах тилакоидов и только на свету. В результате фоторазложения воды выделяется кислород.

Затем АТФ в сочетании с углекислым газом и водой вырабатывает глюкозу, необходимую для пищи растений. Темновая фаза протекает в строме хлоропластов, причем как на свету, так и в темноте. Поглощенный углерод восстанавливается, что сопровождается образованием углеводов и прочих органических соединений.

Интенсивность фотосинтеза прямо пропорциональна поглощению света хлорофиллом.

Таким образом, биологическая роль фотосинтеза заключается в преобразовании солнечной энергии в химическую энергию, присущую органическим соединениям.

Благодаря фотосинтезу из производимого кислорода образуется озоновый слой. Он защищает все живое на нашей планете от ультрафиолетовой радиации. Кислород поддерживает состав атмосферы и предотвращает рост объема углекислого газа. Доказано, что без фотосинтеза запасы кислорода на Земле хватило бы примерно на 3000 лет.

Пластиды в растениях

Пластиды отвечают за фотосинтез, хранение продуктов, таких как крахмал, и синтез многих классов молекул, таких как жирные кислоты и терпены, которые необходимы в качестве строительных блоков клетки и / или для функционирования растений.

Все пластиды происходят из пропластидов (ранее «эопластов», эо-: рассвет, ранний), которые присутствуют в меристематических областях растения. Пропластиды и молодые хлоропласты обычно делятся, но более зрелые хлоропласты также обладают этой способностью.

У растений пластиды могут дифференцироваться в несколько форм, в зависимости от того, какую функцию они должны выполнять в клетке. Недифференцированные пластиды (пропластиды) может развиться в любую из следующих пластид:

• Хлоропласты: для фотосинтеза.
• Хромопласты: для синтеза и хранения пигментов
• Лейкопласты: для синтеза монотерпена; лейкопласты иногда дифференцируются в более специализированные пластиды:
  • Амилопласты: для хранения крахмала
  • Элайопласты: для хранения жира
  • Протеинопласты: для хранения и модификации белка.

В зависимости от своей морфологии и функции пластиды обладают способностью дифференцировать или повторно дифференцироваться между этими и другими формами.

Многие пластиды, особенно те, которые отвечают за фотосинтез, обладают многочисленными внутренними мембранными слоями.

Иногда образуются длинные тонкие выступы, называемые стромулами, которые проходят от основного тела пластид в цитозоль и соединяют между собой несколько пластид. Белки и, предположительно, более мелкие молекулы могут перемещаться внутри стромул. Большинство культивируемых клеток, которые являются относительно большими по сравнению с другими растительными клетками, имеют очень длинные и многочисленные стромулы, которые простираются до периферии клетки.

Каждая пластида имеет относительно небольшой геном. Каждая пластида создает множественные копии кольцевого пластидного генома размером 75–250 килобайт. Число копий генома на пластиду является гибким: от более 1000 в быстро делящихся клетках, которые обычно содержат мало пластид, до 100 или менее в зрелых клетках, где деления пластид привели к образованию большого количества пластид.

Геном пластид содержит около 100 генов, кодирующих рибосомные и переносящие рибонуклеиновые кислоты (рРНК и тРНК), а также белки, участвующие в фотосинтезе и транскрипции и трансляции пластидных генов. Однако эти белки представляют собой лишь небольшую часть общей белковой структуры, необходимой для создания и поддержания структуры и функции определенного типа пластиды. Ядерные гены кодируют подавляющее большинство пластидных белков, а экспрессия пластидных и ядерных генов жестко ко-регулируется, чтобы обеспечить правильное развитие пластид в отношении дифференцировки клеток.

Пластидная ДНК существует в виде больших комплексов белок-ДНК, связанных с внутренней оболочкой мембраны и называемых «пластидными нуклеоидами». Каждая нуклеоидная частица может содержать более 10 копий пластидной ДНК. Пропластида содержит единственный нуклеоид, расположенный в центре пластиды. Развивающаяся пластида имеет множество нуклеоидов, локализованных на периферии пластиды, связанных с внутренней оболочкой мембраны. Во время развития пропластидов в хлоропласты и когда пластиды превращаются из одного типа в другой, нуклеоиды изменяют морфологию, размер и расположение в органелле. Считается, что ремоделирование нуклеоидов происходит за счет модификации состава и количества нуклеоидных белков.

Строение и функции лейкопластов

Лейкопласты — это органоиды клетки, в которых накапливаются питательные вещества. Органеллы имеют две оболочки: гладкую наружную и внутреннюю с несколькими выступами.

Лейкопласты на свету превращаются в хлоропласты (к примеру зеленые клубни картофеля), в обычном состоянии они бесцветны.

Форма лейкопластов шаровидная, правильная. Они находятся в запасающей ткани растений, которая заполняет мягкие части: сердцевину стeбля, корня, луковиц, листьев.

Функции лейкопластов зависят от их вида (в зависимости от накапливаемого питательного вещества).

Разновидности лейкопластов:

1. Амилопласты накапливают крахмал, встречаются во всех растениях, так как углеводы основной продукт питания растительной клетки. Некоторые лейкопласты полностью наполнены крахмалом, их называют крахмальными зернами.
2. Элайопласты продуцируют и запасают жиры.
3. Протеинопласты содержат белковые вещества.

Лейкопласты также служат ферментной субстанцией. Под действием ферментов быстрее протекают химические реакции. А в нeблагоприятный жизненный период, когда процессы фотосинтеза не осуществляются, они расщепляют полисахариды до простых углеводов, которые необходимы растениям для выживания.

В лейкопластах не может происходить фотосинтез, потому что они не содержат гран и пигментов.

Луковицы растений, в которых содержится много лейкопластов, могут переносить длительные периоды засухи, низкую температуру, жару. Это связано с большими запасами воды и питательных веществ в органеллах.

Предшественниками всех пластид является пропластиды, небольшие органоиды. Допускают, что лейко — и хлоропласты способны трaнcформироваться в другие виды. В конечном итоге после выполнения своих функций хлоропласты и лейкопласты становятся хромопластами — это последняя стадия развития пластид.

Функция хлоропластов

Хлоропласты являются частью клеток растений и водорослей, которые осуществляют фотосинтез, процесс преобразования световой энергии в энергию, запасенную в форме сахара и других органических молекул, которые растение или водоросль используют в качестве пищи. Фотосинтез состоит из двух этапов. На первом этапе происходят светозависимые реакции. Эти реакции захватывают солнечный свет через хлорофилл и каротиноиды с образованием аденозинтрифосфата (АТФ, энергетическая валюта клетки) и никотинамидадениндинуклеотидфосфата (NADPH ), который несет электроны. Вторая стадия состоит из независимых от света реакций, также известных как Цикл Кальвина, В цикле Кальвина электроны, переносимые NADPH, превращают неорганический диоксид углерода в органическую молекулу в форме углевода, процесс, известный как фиксация CO2. Углеводы и другие органические молекулы могут храниться и использоваться позднее для производства энергии.

Хлоропласты необходимы для роста и выживания растений и фотосинтезирующих водорослей. Как и солнечные панели, хлоропласты берут световую энергию и преобразуют ее в удобную для использования форму, которая стимулирует деятельность. Тем не менее, некоторые растения больше не имеют хлоропластов. Одним из примеров является паразитическое растение род Раффлезия, которая получает свои питательные вещества от других растений, в частности, от виноградной лозы Tetrastigma. Поскольку Rafflesia получает всю свою энергию от паразитирования на другом растении, ему больше не нужны хлоропласты, и он утратил гены, кодирующие развитие хлоропласта в течение длительного периода эволюции. Раффлезия – единственный род наземных растений, в котором отсутствуют хлоропласты.

Эволюция хлоропластов

Считается, что хлоропласты стали частью определенных эукариотических клеток почти так же, как митохондрии были включены во все эукариотические клетки: существуя как свободноживущие цианобактерии, которые имели симбиотические отношения с клеткой, производя энергию для клетки в обмен на безопасное место для жизни и, в конечном итоге, превращается в форму, которая больше не может существовать отдельно от клетки. Это называется эндосимбиотическая теория.

Доказательства того, что хлоропласты развивались из бактерий, очень похожи на доказательства того, что митохондрии развивались из бактерий. Хлоропласты имеют свою собственную, отдельную ДНК, которая является круглой, как у бактериальной клетки, и наследуется по материнской линии (только от водоросли материнского растения). Новые хлоропласты образуются через двойное деление или расщепление, как размножаются бактерии. Эти формы доказательств также обнаруживаются в митохондриях. Единственное отличие состоит в том, что хлоропласты, как полагают, произошли от цианобактерий, а митохондрии – от аэробных бактерий. (Митохондрия не может фотосинтезировать; процесс клеточное дыхание вместо этого встречается там.) Структура хлоропластов похожа на структуру цианобактерий; оба имеют двойные мембраны, кольцевую ДНК, рибосомы и тилакоиды. Считается, что большинство хлоропластов происходит от одного общего предка, который охватил цианобактерии 600–1600 миллионов лет назад.

• тилакоидов – Сплющенные диски внутри стромы хлоропласта, которые содержат хлорофилл и каротиноиды, и выполняют фотосинтез.
• фотосинтез – преобразование световой энергии в химическую энергию в виде органических молекул.
• Симбиотические отношения – Тесное биологическое взаимодействие между двумя разными вид,
• морские водоросли – Большая группа фотосинтезирующих организмов, включая водоросли, гигантские водоросли и диатомовые водоросли.

Цикл хлоропластов

Хлоропласты увлекательные органеллы обнаружен в клетках растений, которые играют решающую роль в процессе фотосинтеза. Они отвечают за улавливание световой энергии и преобразование ее в химическую энергию, которая затем используется растением для различные функции. В эта секция, мы изучим движение и деление хлоропластов внутри растительных клеток.

Движение хлоропластов внутри растительных клеток

Хлоропласты не являются статические структуры внутри растительных клеток. У них есть способность перемещаться и менять положение внутри клетки, чтобы оптимизировать воздействие света. Это движение известен как цитоплазматический поток или циклоз. Он позволяет хлоропластам равномерно распределяться по клетке, гарантируя, что каждый хлоропласт получает достаточное количество света для фотосинтеза.

Движение хлоропластов способствует сеть микрофиламентов и моторные белки. Эти белки, такие как миозин, взаимодействуют с микрофиламенты транспортировать хлоропласты по цитоскелет. Это динамичное движение хлоропластов внутри клетки необходим для эффективный фотосинтез.

Деление хлоропластов в растительных клетках

В дополнение к их способность Чтобы двигаться, хлоропласты также могут делиться внутри растительных клеток. Этот процесс деления аналогично дивизион клеток и известен как двойное деление, Это включает в себя репликация ДНК хлоропластов и последующее разделение of реплицированная ДНК в два дочерних хлоропласта.

Деление хлоропластов имеет решающее значение для роста и развития растительных клеток. Это позволяет производить новые хлоропласты, обеспечивая каждая ячейка и адекватное количество этих органелл для эффективного осуществления фотосинтеза. Деление хлоропластов также играет роль в ремонт и обслуживание поврежденные хлоропласты внутри клетки.

Регуляция движения и деления хлоропластов

Движение и деление хлоропластов в растительных клетках регулируются различные факторы, Один из ключевые факторы светлый. В хлоропластах имеются фоторецепторы, реагирующие на изменения Интенсивность света и направление. Эти фоторецепторы посылают сигналы хлоропластам, запуская их движение в сторону районов с более высоким Интенсивность света.

Другой фактор что влияет движение хлоропластов is растительный гормон ауксин. Ауксин может стимулировать перепозиционирование хлоропластов внутри клетки, обеспечивая их распределение в прочь что максимально увеличивает светопоглощение.

Что касается отдел хлоропластов, это регулируется клеточный цикл растения. Клеточный цикл контрольная время и частота отдел хлоропластов, гарантируя, что это произойдет в соответствующие этапы of рост клеток и развитие.

Значение движения и разделения хлоропластов

Способность хлоропластов для перемещения и деления внутри растительных клеток жизненно важно для общее состояние здоровья и производительность завода. Двигаясь к областям с более высоким Интенсивность света, хлоропласты могут оптимизировать воздействие света, максимизируя эффективность фотосинтеза

Это, в свою очередь, приводит к увеличение производства глюкозы и других органические соединения которые служат источником энергии для растения.

Деление хлоропластов обеспечивает каждая ячейка и достаточное количество этих органелл для эффективного осуществления фотосинтеза. Это также позволяет замена of поврежденные хлоропласты, обеспечение продолжение функционирования of фотосинтетический аппарат растения.

В заключение отметим, что движение и деление хлоропластов внутри растительных клеток основные процессы которые способствуют эффективное функционирование этих органелл. Путем оптимизации их положение Кроме того, хлоропласты могут использовать энергию света и преобразовывать ее в химическую энергию, позволяя растениям процветать и расти.

Роль

Хлоропласт (электронный микроскоп)

Хлоропласт — это место фотосинтеза . Он поглощает световую энергию для фиксации неорганического углерода (CO ₂) в форме глюкозы , во время этого процесса также вырабатывается химическая энергия в форме аденозинтрифосфата (АТФ). Этот АТФ участвует в фотохимической фазе фотосинтеза.

Хлоропластов поглощает весь спектр в видимом свете , кроме зеленого, поэтому листья растения имеют зеленый вид. Хлорофилл находится в тилакоидной мембране . Различные стадии фотосинтеза, которые преобразуют свет в химическую энергию, происходят в тилакоидах, в то время как стадии преобразования энергии в углеводы происходят в строме хлоропласта.

Хлоропласт также играет роль в фиксации углерода , азота , серы или биосинтезе липидов .

Одним из белков, участвующих в защите хлоропласта, является белок OsCEST .

Пластиды

Пластиды — самые крупные (после ядра) цитоплазматические органоиды, присущие только клеткам растительных организмов. Они не найдены только у грибов. Пластиды играют важную роль в обмене веществ. Они отделены от цитоплазмы двойной мембранной оболочкой, а некоторые их типы имеют хорошо развитую и упорядоченную систему внутренних мембран. Все пластиды едины по происхождению.

Хлоропласты — наиболее распространённые и наиболее функционально важные пластиды фотоавтотрофных организмов, которые осуществляют фотосинтетические процессы, приводящие в конечном итоге к образованию органических веществ и выделению свободного кислорода. Хлоропласты высших растений имеют сложное внутреннее строение.

Строение хлоропласта

Размеры хлоропластов у разных растений неодинаковы, но в среднем диаметр их составляет 4-6 мкм. Хлоропласты способны передвигаться под влиянием движения цитоплазмы. Кроме того, под воздействием освещения наблюдается активное передвижение хлоропластов амебовидного типа к источнику света.

Хлорофилл — основное вещество хлоропластов. Благодаря хлорофиллу зелёные растения способны использовать световую энергию.

Лейкопласты (бесцветные пластиды) представляют собой чётко обозначенные тельца цитоплазмы. Размеры их несколько меньше, чем размеры хлоропластов. Более и однообразна и их форма, приближающая к сферической.

Строение лейкопласта

Встречаются в клетках эпидермиса, клубнях, корневищах. При освещении очень быстро превращаются в хлоропласты с соответствующим изменением внутренней структуры. Лейкопласты содержат ферменты, с помощью которых из излишков глюкозы, образованной в процессе фотосинтеза, в них синтезируется крахмал, основная масса которого откладывается в запасающих тканях или органах (клубнях, корневищах, семенах) в виде крахмальных зёрен. У некоторых растений в лейкопластах откладываются жиры. Резервная функция лейкопластов изредка проявляется в образовании запасных белков в форме кристаллов или аморфных включений.

Хромопласты в большинстве случаев являются производными хлоропластов, изредка — лейкопластов.

Строение хромопласта

Созревание плодов шиповника, перца, помидоров сопровождается превращением хлоро- или лейкопластов клеток мякоти в каратиноидопласты. Последние содержат преимущественно жёлтые пластидные пигменты — каратиноиды, которые при созревании интенсивно синтезируются в них, образуя окрашенные липидные капли, твёрдые глобулы или кристаллы. Хлорофилл при этом разрушается.

Белки хлоропластов и их функции

Хлоропласты — это важные органеллы, обнаруженные в растительных клетках, которые играют решающую роль в фотосинтезе — процессе, посредством которого растения преобразуют световую энергию в химическую энергию. Эти замечательные структуры содержать различные белки которые несут ответственность за выполнение специфические функции внутри хлоропласта. Давайте рассмотрим некоторые из ключевые типы of белок хлоропластаs и их функцииs.

хлорофилл

Одной из наиболее известные и важные типы of белок хлоропластаs является хлорофилл. Хлорофилл пигмент он придает растениям зеленый цвет и необходим для улавливания световой энергии во время фотосинтеза. Он расположен в тилакоидных мембранах хлоропласта и играет жизненно важную роль в преобразовании энергии света в химическую энергию.

Тилакоидные белки

Тилакоидные белки Он еще один важный компонент хлоропластов. Эти белки встроены в мембраны тилакоидов, которые отвечают за захват световой энергии и облегчение что собой представляет электронный транспорт цепь во время фотосинтеза. Тилакоидные белки, Такие, как фотосистема I и фотосистема IЯ работаю вместе, поглощая свет и перенося электроны, в конечном итоге генерируя АТФ (аденозинтрифосфат) и НАДФН (никотинамидадениндинуклеотидфосфат), которые жизненно важные энергоносители в растениях.

Белки стромы

Строма — это пространство, заполненное жидкостью внутри хлоропласта, окружающего мембраны тилакоидов. Это содержит различные белки которые участвуют в несколько основные процессы. Например, ферменты, обнаруженные в строме, отвечают за фиксацию углекислого газа во время цикла Кальвина — серии химических реакций, которые превращают углекислый газ в глюкозу. Белки стромы также играют роль в синтезе другие Органические молекулы, Такие, как липиды и аминокислоты, которые необходимы для роста и развития растения.

Белки оболочки

Хлоропласт Оболочка представляет собой двойную мембрану, окружающую хлоропласт. Он действует как барьер, контролируя движение молекул внутрь и наружу. органелла. Белки-оболочки отвечают за облегчение транспорта различных молекул, таких как ионы, метаболиты и белки, через мембраны хлоропластов. Эти белки обеспечивают необходимые компоненты для фотосинтеза и другие метаболические процессы легко доступны в хлоропластах.

Рибосомные белки

Хлоропласты имеют собственную ДНК и рибосомы, позволяющие им синтезировать свои собственные белки. Рибосомальные белки участвуют в синтезе белка в хлоропластах. Они помогают в Ассамблея аминокислот в полипептидные цепи, которые затем сворачиваются в функциональные белки. Эти белки необходимы для правильного функционирования хлоропластов и его различные метаболические процессы.

Таким образом, хлоропласты содержат разнообразный массив белков, которые имеют решающее значение для их функции и общее самочувствие завода. От хлорофилла, улавливающего световую энергию, до тилакоидные белки участвует в электронный транспортбелки стромы, ответственные за углеродная фиксация, белки оболочки облегчающий транспорт молекул, и рибосомальные белки помощь в синтезе белка, Каждый тип of белок хлоропласта играет жизненно важную роль в сложные процессы фотосинтеза и обмена веществ растений. Понимание функции of эти белки дает ценную информацию о внутренняя работа хлоропластов и их значение в поддержании жизни на Земле.