Хлоропластът е един от постоянните органели на клетката. Той осъществява най-важния процес с планетарно значение - фотосинтезата.
Общ план на структурата на двумембранни органели
Всяка органела се състои от повърхностен апарат и вътрешно съдържание. Хлоропластите и митохондриите са структурите на прокариотните клетки - организми, които имат ядро. Повърхностният апарат на тези органели се състои от две мембрани, между които има свободно пространство. Пространствено и анатомично те не са свързани с други структурни части на клетката и участват в енергийния метаболизъм. Митохондриите са органели на повечето гъби, растения и животни. Те служат за синтеза на АТФ – вещество, което е вид енергиен резерв на клетките. Хлоропластът също е двумембранна органела, която принадлежи към групата на пластидите.
Пластидно разнообразие
В клетките на живите организми има три вида пластиди. Това са хлоропласти, хромопласти и левкопласти. Те се различават по цвят, структурни характеристики и функции. Хлоропластът е зелен пластид, съдържащ пигмента хлорофил. Въпреки че често, поради наличието на други оцветяващи вещества, те могат да бъдат както кафяви, така и червени. Например, вклетки на различни водорасли. В същото време хромопластите винаги са безцветни. Основната им функция е да съхраняват хранителни вещества. И така, картофените клубени съдържат нишесте. Хромопластите са пластиди, които имат каротеноидни пигменти. Те придават цвят на различни части на растенията. Ярко оцветените корени от моркови и цвекло и листенца от цветя са отличен пример за това.
Пластидите могат да се трансформират. Първоначално те възникват от клетките на образователната тъкан, които представляват малки везикули, заобиколени от две мембрани. При наличие на слънчева енергия те се превръщат в хлоропласти. С остаряването на листата и стъблата хлорофилът започва да се разпада. В резултат на това зелените пластиди се превръщат в хромопласти.
Нека дадем още няколко примера. Всички видяха, че през есента листата променят цвета си. Това се дължи на факта, че хлоропластите се превръщат в червени, жълти, бордо пластиди. Същата трансформация настъпва, когато плодът узрее. На светлина картофените клубени стават зелени: хлорофилът започва да се образува в левкопластите. Последният етап от развитието на пластидите са хромопластите, тъй като те не образуват други видове подобни структури.
Какво са пигментите?
Цветът, функциите и структурата на хлоропласта се дължат на наличието на определени вещества - пигменти. По природа те са органични съединения, които оцветяват различни части на растението. Хлорофилът е най-разпространеният от тях. Те се намират в клетките на водорасли и висши растения. Каротеноидите също често се срещат в природата. Те се срещат в повечето известни живи същества. По-специално във всички растения, някои видове микроорганизми, насекоми, риби и птици. Освен че придават цвят на различни органи, каротеноидите са основните зрителни пигменти, осигуряващи визуално и цветово възприятие.
Мембранна структура
Хлоропластите на растенията имат двойна мембрана. А отвън е гладка. А вътрешният образува израстъци. Те са насочени вътре в съдържанието на хлоропласта, което се нарича строма. Специални структури, тилакоиди, също са свързани с вътрешната мембрана. Визуално те са плоски едномембранни резервоари. Те могат да бъдат поставени поотделно или сглобени в купчини от 5-20 броя. Наричат се зърна. Пигментите са разположени върху структурите на тилакоидите. Основните са хлорофилите, а каротеноидите играят спомагателна роля. Те са от съществено значение за фотосинтезата. Стромата съдържа също ДНК и РНК молекули, нишестени зърна и рибозоми.
Хлоропластни функции
Основната функция на зелените пластиди е синтезът на органични вещества от неорганични, благодарение на енергията на светлината. Неговите продукти са полизахаридът глюкоза и кислородът. Без този газ дишането на всички същества на Земята ще бъде невъзможно. Това означава, че фотосинтезата е жизненоважен процес с планетарно значение.
Структурата на хлоропласта определя другите му функции. Синтезът на АТФ се осъществява върху мембраната на тези пластиди. Значението на този процес се крие внатрупване и съхранение на определено количество енергия. Това се случва по време на настъпването на благоприятни условия на околната среда: наличието на достатъчно количество вода, слънчева енергия, храна. В хода на жизнените процеси АТФ се разделя с освобождаването на определено количество енергия. Той се изразходва по време на осъществяването на растеж, развитие, движение, размножаване и други жизнени процеси. Функциите на хлоропластите се крият и във факта, че някои липиди, мембранни протеини и ензими, участващи в процеса на фотосинтеза, се синтезират в тези пластиди.
Значение на процеса на фотосинтеза
Хлоропластът е връзката между растението и околната среда. В резултат на фотосинтезата се получава не само образуването на кислород, но и циркулацията на въглерод и водород в природата, поддържайки постоянен състав на атмосферата. Този процес ограничава съдържанието на въглероден диоксид, което предотвратява появата на парников ефект, прегряване на земната повърхност и смъртта на много живи същества на планетата. Пластидите, хлоропластите, които са клетъчни органели, изпълняват най-важните функции, причинявайки съществуването на живот на Земята.
