Chloroplast je jednou zo stálych organel bunky. Vykonáva najdôležitejší proces planetárneho významu - fotosyntézu.
Všeobecný plán štruktúry dvojmembránových organel
Každá organela pozostáva z povrchového aparátu a vnútorného obsahu. Chloroplasty a mitochondrie sú štruktúry prokaryotických buniek - organizmov, ktoré majú jadro. Povrchový aparát týchto organel pozostáva z dvoch membrán, medzi ktorými je voľný priestor. Priestorovo a anatomicky nie sú prepojené s inými štrukturálnymi časťami bunky a podieľajú sa na energetickom metabolizme. Mitochondrie sú organely väčšiny húb, rastlín a živočíchov. Slúžia na syntézu ATP - látky, ktorá je akousi energetickou rezervou buniek. Chloroplast je tiež dvojmembránová organela, ktorá patrí do skupiny plastidov.
Plastidová rozmanitosť
V bunkách živých organizmov sú tri typy plastidov. Ide o chloroplasty, chromoplasty a leukoplasty. Líšia sa farbou, štruktúrnymi vlastnosťami a funkciami. Chloroplast je zelený plastid obsahujúci pigment chlorofyl. Hoci často v dôsledku prítomnosti iných farbiacich látok môžu byť hnedé aj červené. Napríklad vbunky rôznych rias. Chromoplasty sú zároveň vždy bezfarebné. Ich hlavnou funkciou je ukladanie živín. Zemiakové hľuzy teda obsahujú škrob. Chromoplasty sú plastidy, ktoré majú karotenoidné pigmenty. Dodávajú farbu rôznym častiam rastlín. Pestrofarebné korene mrkvy a repy a okvetné lístky kvetov sú toho ukážkovým príkladom.
Plastidy sa dokážu transformovať. Spočiatku vznikajú z buniek vzdelávacieho tkaniva, čo sú malé vezikuly obklopené dvoma membránami. V prítomnosti slnečnej energie sa premieňajú na chloroplasty. Ako listy a stonky starnú, chlorofyl sa začína rozkladať. Výsledkom je, že zelené plastidy sa menia na chromoplasty.
Uveďme ďalšie príklady. Každý videl, že na jeseň listy menia farbu. Je to spôsobené tým, že chloroplasty sa menia na červené, žlté, bordové plastidy. Rovnaká premena nastáva, keď ovocie dozrieva. Na svetle hľuzy zemiakov zozelenajú: v leukoplastoch sa začína vytvárať chlorofyl. Konečným štádiom vývoja plastidov sú chromoplasty, pretože netvoria iné typy podobných štruktúr.
Čo sú pigmenty?
Farba, funkcie a štruktúra chloroplastu sú spôsobené prítomnosťou určitých látok - pigmentov. Od prírody sú to organické zlúčeniny, ktoré farbia rôzne časti rastliny. Najbežnejším z nich je chlorofyl. Nachádzajú sa v bunkách rias a vyšších rastlín. Karotenoidy sa často nachádzajú aj v prírode. Nachádzajú sa vo väčšine známych živých bytostí. Najmä vo všetkých rastlinách, niektorých druhoch mikroorganizmov, hmyzu, rybách a vtákoch. Okrem toho, že dodávajú farbu rôznym orgánom, sú karotenoidy hlavnými vizuálnymi pigmentmi, ktoré poskytujú vizuálne a farebné vnímanie.
Membránová štruktúra
Chloroplasty rastlín majú dvojitú membránu. A vonkajšok je hladký. A ten vnútorný tvorí výrastky. Sú nasmerované do obsahu chloroplastu, ktorý sa nazýva stróma. S vnútornou membránou sú spojené aj špeciálne štruktúry, tylakoidy. Vizuálne sú to ploché jednomembránové nádrže. Môžu byť umiestnené jednotlivo alebo zostavené v stohoch po 5-20 kusoch. Nazývajú sa zrná. Pigmenty sa nachádzajú na štruktúrach tylakoidov. Hlavnými sú chlorofyly, pomocnú úlohu zohrávajú karotenoidy. Sú nevyhnutné pre fotosyntézu. Stroma tiež obsahuje molekuly DNA a RNA, škrobové zrná a ribozómy.
Funkcie chloroplastu
Hlavnou funkciou zelených plastidov je syntéza organických látok z anorganických vďaka energii svetla. Jeho produktmi sú polysacharid glukóza a kyslík. Bez tohto plynu bude dýchanie všetkých bytostí na Zemi nemožné. To znamená, že fotosyntéza je životne dôležitý proces planetárneho významu.
Štruktúra chloroplastu určuje jeho ďalšie funkcie. Na membráne týchto plastidov dochádza k syntéze ATP. Význam tohto procesu spočíva vakumulácia a skladovanie určitého množstva energie. Stáva sa to počas nástupu priaznivých podmienok prostredia: prítomnosť dostatočného množstva vody, slnečnej energie, potravín. V priebehu životných procesov sa ATP štiepi s uvoľnením určitého množstva energie. Vynakladá sa pri realizácii rastu, vývoja, pohybu, rozmnožovania a iných životných procesov. Funkcie chloroplastov spočívajú aj v tom, že v týchto plastidoch sa syntetizujú niektoré lipidy, membránové proteíny a enzýmy zapojené do procesu fotosyntézy.
Význam procesu fotosyntézy
Chloroplast je spojivom medzi rastlinou a prostredím. V dôsledku fotosyntézy dochádza nielen k tvorbe kyslíka, ale aj k cirkulácii uhlíka a vodíka v prírode, pričom sa udržiava konštantné zloženie atmosféry. Tento proces obmedzuje obsah oxidu uhličitého, čím zabraňuje vzniku skleníkového efektu, prehrievaniu zemského povrchu a úhynu mnohých živých tvorov na planéte. Plastidy, chloroplasty, čo sú bunkové organely, vykonávajú najdôležitejšie funkcie a spôsobujú existenciu života na Zemi.
