Atlas de histología vegetal y animal
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La célula. 6.No vesicular

CLOROPLASTOS
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Los cloroplastos son orgánulos que están presentes en las células vegetales.

De dentro a fuera, están formados por una membrana externa, un espacio intermembranoso, una membrana interna, un espacio interno denominado estroma y por los tilacoides, sacos membranosos localizados en el estroma.

Los cloroplastos son los encargados de realizar la fotosíntesis: conversión de la energía electromagnética de la luz en energía de enlaces químicos de moléculas orgánicas.

La fotosíntesis consiste de una fase luminosa, capta luz y produce ATP y NADPH, que ocurre en la membrana de los tilacoides, y de una fase oscura, fija CO2 a la ribulosa 1,5-bifosfato, que ocurre en el estroma.

Los cloroplatos son orgánulos generalmente grandes (1 a 10 micras) que están presentes en las células de las plantas. Una célula de una hoja puede tener de 20 a 100 cloroplastos. Su forma es variable, desde esférica o elíptica a mucho más compleja. Los cloroplastos forman parte de un conjunto de orgánulos denominados platidios o plastos. Los plastidios poseen en su interior ADN, el cual ha mantenido unos 250 genes derivados de su ancestro bacteriano, los cuales codifican para ARN ribosómico, ARN de transferencia y para ARN mensajero. Este Ășltimo se traducirá en proteínas para la división, y para la realización de la fotosíntesis en el caso de los cloroplastos. Hay distintos tipos de plastidios: los leucoplastos no poseen clorofila sino que almacenan sustancias, como es el caso de los amiloplastos que almacenan almidón, los proteinoplastos que almacenan proteínas o los elaioplastos que almacenan lípido; los cromoplatos contienen ciertos pigmentos como los carotenos o las xantofilas; los cloroplastos que producen clorofila y realizan la fotosíntesis. Todos derivan de los denominados proplatidios que están presentes en las células meristemáticas y dependiendo del tipo celular se convertirán en un tipo de plastidio u otro. Su diferenciación está gobernada por el núcleo de la célula.

 Cloroplastos

Los cloroplastos presentan forma irregular, pero están formados invariablemente por una membrana externa, un espacio intermembranoso, una membrana interna, el estroma y los tilacoides, que se disponen apilados.

Los cloroplastos están formados por varios compartimentos. El más externo es la envuelta, formada por dos membranas, una externa y otra interna, más un espacio intermembranoso entre ambas. Al contrario que en la mitocondria, la membrana interna no posee pliegues. En el interior del cloroplasto se encuentran los tilacoides, que son sacos aplanados delimitados por una membrana y amontonados formando estructuras a modo de pilas de monedas denominadas granum. Estos apilamientos están conectados entre sí mediante membranas. En las membranas de los tilacoides se sitúan las proteínas y moléculas responsables de realizar una parte de la fotosíntesis. El espacio interno del cloroplasto no ocupado por los tilacoides se denomina estroma, donde se encuentra el ADN y se llevan a cabo otros procesos de la fotosíntesis.

Fotosíntesis

La principal misión de los cloroplastos es la conversión de la energía electromagnética de la luz en energía de enlaces químicos gracias principalmente a la clorofila, a la ATP sintasa y a la ribulosa bifosfato carboxilasa/oxigenasa (RUBISCO). La fotosíntesis consta de dos partes: una fase luminosa en la que se transforma la energía luminosa en un gradiente de protones, que se utilizará para la síntesis ATP y para la producción de NADPH, y una fase oscura (no necesita directamente a la luz, pero sí los productos generados en la fase luminosa de la fotosíntesis) en la que se produce la fijación del CO2 en forma de azúcares fosfatados con tres átomos de carbono. Esta reacción es llevada a cabo por la RUBISCO. La primera fase de la fotosíntesis ocurre en la membrana del tilacoide y la segunda en el estroma.

 Fotosíntesis

Esquema resumido de las moléculas que participan en la fase luminosa de la fotosíntesis. Todas están asociadas a la membrana de los tilacoides. Los protones se bombean al interior del tilacoide, mientras que el ATP y NADPH quedan en el estroma del cloroplasto. La rotura del agua contribuye al gradiente de protones al liberar 4 protones en el interior del tilacoide.

Brevemente podemos describir la fotosíntesis con los siguientes pasos: a) El complejo del fotosistema II rompe 2 moléculas de agua produciendo 1 molécula de O2 y 4 protones. Esta reacción libera 4 electrones que al llegar, por una serie de pasos, hasta las clorofilas localizadas en este complejo, desplazan a otros electrones que habín sido previamente excitados por la luz y liberados desde el fotosistema II. b) Estos electrones liberados pasan a una plastoquinona que los cederá al citocromo b6/f, el cual, con la energía de los electrones captados, introduce 4 protones en el interior del tilacoide. c) El complejo citocromo b6/f cede entonces los electrones a una plastocianina, y ésta al complejo fotosistema I, que gracias a la energía de la luz que captan sus clorofilas eleva de nuevo la energía de los electrones. Asociada a este complejo está la ferredoxina-NADP+ reductasa, la cual convierte NADP+ en NADPH, que queda en el estroma. Los protones incorporados en el interior del tilacoide y los del estroma forman un gradiente capaz de producir ATP gracias a la ATP sintasa, cuyo centro catalítico está orientado hacia el estroma. Tanto el NADPH como el ATP serán utilizados en el ciclo de Calvin, que es una ruta metabólica en la que se fija el CO2 por la RUBISCO, la cual produce moléculas de fosfoglicerato a partir ribulosa 1,5-bifosfato y de CO2

Otras funciones

Además de la fotosíntesis, los cloroplastos realizan funciones como la síntesis de ácidos grasos, de algunos aminoácidos y reducción de nitrito a amonio, entre otras.


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Actualizado: 02-09-2008