Chloroplast
Chloroplasten of bladgroenkorrels zijn groene plastiden die voorkomen in de cellen van veel soorten planten, algen en bepaalde micro-organismen, waarbinnen fotosynthese plaatsvindt. Evenals mitochondriën hebben chloroplasten eigen, ringvormig DNA.
| Celbiologie | |
|---|---|
| Opbouw van een chloroplast | |
 | |
Componenten van een chloroplast:
| |
Portaal  | |
Organismen met chloroplasten kunnen zichzelf van energie voorzien en zichzelf synthetiseren uit abiotische componenten. Gespecialiseerde moleculaire complexen in chloroplasten zijn in staat om lichtenergie uit zonlicht te vangen en dit te gebruiken om koolstofdioxide en water om te zetten in organisch materiaal (glucose). Naast fotosynthese zijn chloroplasten betrokken bij diverse assimilatieprocessen waaronder de synthese van vetzuren en de synthese van aminozuren. De ontwikkeling en instandhouding van het leven op aarde kan rechtstreeks gerelateerd worden aan de processen die zich in chloroplasten voltrekken.
Chloroplasten komen voor in een grote verscheidenheid aan organismen. Vrijwel alle planten, veel algen en ook eencellige organismen zoals protisten en protozoa bezitten enkele tot honderden chloroplasten. De aanwezigheid van chloroplasten wordt verklaard door de endosymbiontentheorie, en door secundaire endosymbiose (opname chloroplasthoudende eukaryotische cel door cel zonder plastide) en eventueel door tertiaire endosymbiose. Door endosymbiotische genoverdracht is een gedeelte van de oorspronkelijke chloroplast-genen overgedragen naar de celkern.
Bladschijfcellen met chloroplasten van het mos Plagomnium affine.
Elektronenmicroscopische opname van Chlamydomanas reinhardtii. Chloroplast met (donkergekleurde) pyrenoïde, met eromheen (kleurloos) zetmeel.
Fotosynthese
Chloroplasten hebben een belangrijke functie bij de fotosynthese in een plant. In de chloroplasten wordt het zonlicht opgevangen en verwerkt. In de thylakoïden in de chloroplast vindt de fotosynthese plaats. Daarbij wordt water en koolstofdioxide omgezet in koolhydraten.
De vloeistof die de rest van de chloroplast opvult heet het stroma. Daarnaast zitten er nog zetmeelkorrels (opgeslagen koolhydraten) in de chloroplast. Bij hauwmossen en bij sommige algen is er in de plastide een pyrenoïde zichtbaar: een ophoping van het parakristallijne Rubisco, het belangrijkste enzym voor de fotosynthese.
Chloroplasten zorgen ook voor de groene kleur van een plant. De groene kleur is toe te schrijven aan de sterke absorptie die het vertoont in het rode en blauwe deel van het spectrum: alleen de groene kleur wordt teruggekaatst.
Endosymbiontentheorie
| |||||||||
verklaring: | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||
| verlies van plastide: plastiden in de loop van de evolutie verloren gegaan | |||||||||
| I +blauwwier: primaire endosymbiose met blauwwier II + groenwier: secundaire endosymbiose met groenwier II + roodwier: secundaire endosymbiose met roodwier |
→ I: betrokken bij primaire endosymbiose → II: betrokken bij secundaire endosymbiose → III: betrokken bij tertiaire endosymbiose | ||||||||
De endosymbiontentheorie is de theorie die de herkomst verklaart van mitochondria en plastiden (zoals bladgroenkorrels) in eukaryote cellen door endosymbiose. Er zijn sterke aanwijzingen dat bladgroenkorrels, net zoals mitochondriën, afstammen van foto-autotrofe blauwwieren, behorende tot de bacteriën, die een symbiose zijn aangegaan met eukaryoten (eencellige organismen met een celkern).
Zo lijkt het genoom van een chloroplast meer op dat van een blauwwier dan op dat van een eukaryoot. Het DNA van een plastide heeft namelijk een ringvormige structuur en bevat geen histonen.
Een andere overeenkomst is dat mitochondria en plastiden in de cel zich vermenigvuldigen door binaire deling, net zoals bacteriën dat doen.
De zeeslak Elysia chlorotica neemt chloroplasten uit algen in zijn cellen op en gebruikt deze voor fotosynthese. De slak geeft de chloroplasten ook door aan het nageslacht.
Ontwikkeling
Onder invloed van het licht ontstaat een chloroplast uit een proplastide:
- A: De proplastide van een plant in het donker bestaat alleen maar uit een binnen- en buitenmembraan en erfelijk materiaal.
- B: Onder invloed van het licht begint de aanmaak van chlorofyl, fosfolipiden en thylakoïde-proteïnen. Van het binnenmembraan snoeren zich naar binnen toe blaasjes (vesikels) af.
- C: Tijdens het groter worden van de proplastide worden door samensmelting van de blaasjes thylakoïden gevormd. Een proteïne zorgt voor de stapeling van de thylakoïden in grana.
- D: Door de ontwikkeling van de membraansystemen, waarbij de grana met elkaar verbonden worden door lamellen bestaande uit (ongestapelde) stroma-thylakoïden, ontstaat uiteindelijk de chloroplast.
Andere functies
Hoewel fotosynthese vaak wordt gezien als de hoofdfunctie van chloroplasten, spelen ze ook een belangrijke rol in andere aspecten van plantenfysiologie en -ontwikkeling, waaronder de synthese van aminozuren, nucleotiden, vetzuren, fytohormonen, vitamines en een grote verscheidenheid aan metabolieten. Chloroplasten zijn eveneens betrokken bij de assimilatie van zwavel en stikstof. Metabolieten die worden gesynthetiseerd in chloroplasten zijn belangrijk voor de interactie van planten met hun omgeving (reacties op warmte, droogte, zout, licht) en hun afweer tegen pathogenen.[1]
| Celorganellen van eukaryoten | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
|
 |
Zie de categorie Chloroplasts van Wikimedia Commons voor mediabestanden over dit onderwerp. |
Bronnen, noten en/of referenties
Literatuur
|