Kloroplast on üks raku püsivatest organellidest. See viib läbi kõige olulisema planeedi tähtsusega protsessi – fotosünteesi.
Kahemembraaniliste organellide ehituse üldplaan
Iga organell koosneb pinnaseadmest ja sisemisest sisust. Kloroplastid ja mitokondrid on prokarüootsete rakkude struktuurid - organismid, millel on tuum. Nende organellide pinnaaparaat koosneb kahest membraanist, mille vahel on vaba ruum. Ruumiliselt ja anatoomiliselt ei ole nad seotud raku teiste struktuuriosadega ja osalevad energiavahetuses. Mitokondrid on enamiku seente, taimede ja loomade organellid. Need on mõeldud ATP sünteesiks - aineks, mis on omamoodi rakkude energiavaru. Kloroplast on ka kahemembraaniline organell, mis kuulub plastiidide rühma.
Plastiline mitmekesisus
Elusorganismide rakkudes on kolme tüüpi plastiide. Need on kloroplastid, kromoplastid ja leukoplastid. Need erinevad värvi, struktuuriomaduste ja funktsioonide poolest. Kloroplast on roheline plastiid, mis sisaldab pigmendi klorofülli. Kuigi sageli võivad need muude värvainete tõttu olla nii pruunid kui ka punased. Näiteks sisseerinevate vetikate rakud. Samal ajal on kromoplastid alati värvitud. Nende peamine ülesanne on säilitada toitaineid. Niisiis, kartulimugulad sisaldavad tärklist. Kromoplastid on plastiidid, millel on karotenoidsed pigmendid. Need annavad värvi erinevatele taimeosadele. Erksavärvilised porgandi- ja peedijuured ning õie kroonlehed on selle suurepärane näide.
Plastiidid võivad muutuda. Esialgu tekivad nad hariduskoe rakkudest, mis on väikesed vesiikulid, mida ümbritsevad kaks membraani. Päikeseenergia juuresolekul muutuvad need kloroplastideks. Lehtede ja varte vananedes hakkab klorofüll lagunema. Selle tulemusena muutuvad rohelised plastiidid kromoplastideks.
Toome veel mõned näited. Kõik nägid, et sügisel muudavad lehed oma värvi. See on tingitud asjaolust, et kloroplastid muutuvad punaseks, kollaseks, Burgundia plastiidiks. Sama transformatsioon toimub ka vilja valmimisel. Valguse käes muutuvad kartulimugulad roheliseks: leukoplastides hakkab moodustuma klorofüll. Plastiidide arengu viimane etapp on kromoplastid, kuna nad ei moodusta muud tüüpi sarnaseid struktuure.
Mis on pigmendid?
Kloroplasti värvus, funktsioonid ja struktuur on tingitud teatud ainete – pigmentide – olemasolust. Oma olemuselt on need orgaanilised ühendid, mis värvivad erinevaid taimeosi. Klorofüll on neist levinuim. Neid leidub vetikate ja kõrgemate taimede rakkudes. Karotinoide leidub sageli ka looduses. Neid leidub enamikus tuntud elusolendites. Eelkõige kõikides taimedes, teatud tüüpi mikroorganismides, putukates, kalades ja lindudes. Lisaks erinevatele organitele värvi andmisele on karotenoidid peamised visuaalsed pigmendid, mis tagavad visuaalse ja värvitaju.
Membraani struktuur
Taimsetel kloroplastidel on topeltmembraan. Ja väliskülg on sile. Ja sisemine moodustab väljakasvu. Need on suunatud kloroplasti sisusse, mida nimetatakse stromaks. Sisemembraaniga on seotud ka erilised struktuurid, tülakoidid. Visuaalselt on need lamedad ühemembraanilised paagid. Neid saab paigutada üksikult või kokku panna 5-20 tükist koosnevate virnadena. Neid nimetatakse teradeks. Pigmendid paiknevad tülakoidide struktuuridel. Peamised neist on klorofüllid ja karotenoidid mängivad abistavat rolli. Need on fotosünteesi jaoks hädavajalikud. Strooma sisaldab ka DNA- ja RNA-molekule, tärkliseterasid ja ribosoome.
Kloroplasti funktsioonid
Roheliste plastiidide põhiülesanne on valguse energia toimel orgaaniliste ainete süntees anorgaanilistest. Selle tooted on polüsahhariid glükoos ja hapnik. Ilma selle gaasita on kõigi Maa olendite hingamine võimatu. See tähendab, et fotosüntees on planeedi jaoks oluline protsess.
Kloroplasti struktuur määrab selle muud funktsioonid. ATP süntees toimub nende plastiidide membraanil. Selle protsessi tähtsus seisneb sellesteatud koguse energia kogumine ja salvestamine. See juhtub soodsate keskkonnatingimuste ilmnemisel: piisava koguse vee, päikeseenergia, toidu olemasolu. Eluprotsesside käigus jaguneb ATP teatud koguse energia vabanemisega. Seda kulutatakse kasvu, arengu, liikumise, paljunemise ja muude eluprotsesside läbiviimisel. Kloroplastide funktsioonid seisnevad ka selles, et nendes plastiidides sünteesitakse mõningaid fotosünteesi protsessis osalevaid lipiide, membraanivalke ja ensüüme.
Fotosünteesi protsessi tähtsus
Kloroplast on lüli taime ja keskkonna vahel. Fotosünteesi tulemusena ei toimu mitte ainult hapniku moodustumine, vaid ka süsiniku ja vesiniku ringlus looduses, säilitades atmosfääri püsiva koostise. See protsess piirab süsihappegaasi sisaldust, mis hoiab ära kasvuhooneefekti tekkimise, maapinna ülekuumenemise ja paljude planeedi elusolendite hukkumise. Plastiidid kloroplastid, mis on rakuorganellid, täidavad kõige olulisemaid funktsioone, põhjustades elu olemasolu Maal.
