Uma das principais diferenças entre células vegetais e animais é a presença no citoplasma das primeiras organelas, como os plastídios. A estrutura, as características de seus processos vitais, bem como o significado dos cloroplastos, cromoplastos e leucoplastos serão discutidos neste artigo.
Estrutura do cloroplasto
Os plastídeos verdes, cuja estrutura vamos estudar agora, pertencem às organelas obrigatórias das células de esporos superiores e plantas com sementes. São organelas celulares de membrana dupla e têm uma forma oval. Seu número no citoplasma pode ser diferente. Por exemplo, as células do parênquima colunar de uma folha de tabaco contêm até mil cloroplastos, nos caules de plantas da família dos cereais de 30 a 50.
Ambas as membranas que compõem o organoide têm uma estrutura diferente: a externa é lisa, de três camadas, semelhante à membrana da própria célula vegetal. O interior contém muitas dobras chamadas lamelas. Adjacente a eles estão os sacos planos - tilacóides. As lamelas formam uma rede detúbulos paralelos. Entre as lamelas estão os corpos tilacóides. Eles são coletados em pilhas - grãos que podem ser conectados uns aos outros. Seu número em um cloroplasto é 60-150. Toda a cavidade interna do cloroplasto é preenchida com matriz.
Organella tem sinais de autonomia: seu próprio material hereditário - DNA circular, graças ao qual os cloroplastos podem se multiplicar. Há também uma membrana externa fechada que limita a organela dos processos que ocorrem no citoplasma da célula. Os cloroplastos têm seus próprios ribossomos, moléculas de i-RNA e t-RNA, o que significa que são capazes de síntese de proteínas.
Funções tilacóides
Como mencionado anteriormente, os plastídios das células vegetais - cloroplastos - contêm sacos achatados especiais chamados tilacóides. Pigmentos foram encontrados neles - clorofilas (participando da fotossíntese) e carotenóides (desempenhando funções de suporte e tróficas). Existe também um sistema enzimático que fornece as reações das fases clara e escura da fotossíntese. Os tilacóides atuam como antenas: eles focam os quanta de luz e os direcionam para as moléculas de clorofila.
A fotossíntese é o principal processo dos cloroplastos
As células autotróficas são capazes de sintetizar independentemente substâncias orgânicas, em particular glicose, usando dióxido de carbono e energia luminosa. Os plastídeos verdes, cujas funções estamos estudando atualmente, são parte integrante dos fototróficos - organismos multicelulares como:
- plantas de esporos superiores (musgos, cavalinhas, musgos de clube,samambaias);
- sementes (gimnospermas - ginga, coníferas, efedrina e angiospermas ou plantas com flores).
A fotossíntese é um sistema de reações redox, que se baseia no processo de transferência de elétrons de substâncias doadoras para compostos que as “recebem”, os chamados aceptores.
Essas reações levam à síntese de substâncias orgânicas, em particular a glicose, e à liberação de oxigênio molecular. A fase leve da fotossíntese ocorre nas membranas dos tilacóides sob a ação da energia luminosa. Os quanta de luz absorvidos excitam os elétrons dos átomos de magnésio que compõem o pigmento verde - clorofila.
A energia dos elétrons é usada para a síntese de substâncias de uso intensivo de energia: ATP e NADP-H2. Eles são clivados pela célula para reações de fase escura que ocorrem na matriz do cloroplasto. A combinação dessas reações sintéticas leva à formação de moléculas de glicose, aminoácidos, glicerol e ácidos graxos, que servem como material construtor e trófico da célula.
Tipos de plástico
Os plastídeos verdes, cuja estrutura e funções discutimos anteriormente, são encontrados em folhas, caules verdes e não são as únicas espécies. Assim, na pele das frutas, nas pétalas das plantas com flores, nas coberturas externas dos brotos subterrâneos - tubérculos e bulbos, existem outros plastídios. Eles são chamados de cromoplastos ou leucoplastos.
Organelas incolores (leucoplastos) têm uma forma diferente e diferem dos cloroplastos por serema cavidade interna não possui placas finas - lamelas, e o número de tilacóides imersos na matriz é pequeno. A própria matriz contém ácido desoxirribonucleico, organelas sintetizadoras de proteínas - ribossomos e enzimas proteolíticas que quebram proteínas e carboidratos.
Leucoplastos também possuem enzimas - sintetases envolvidas na formação de moléculas de amido a partir da glicose. Como resultado, os plastídeos incolores das células vegetais acumulam nutrientes de reserva: grânulos de proteína e grãos de amido. Esses plastídios, cuja função é acumular substâncias orgânicas, podem se transformar em cromoplastos, por exemplo, durante o amadurecimento de tomates que estão na fase de maturação leitosa.
Sob um microscópio de varredura de alta resolução, as diferenças na estrutura de todos os três tipos de plastídios são claramente visíveis. Isso, em primeiro lugar, diz respeito aos cloroplastos, que possuem a estrutura mais complexa associada à função da fotossíntese.
Cromoplastos - plastídios coloridos
Junto com as células vegetais verdes e incolores, existe um terceiro tipo de organela chamada cromoplasto. Eles têm uma variedade de cores: amarelo, roxo, vermelho. Sua estrutura é semelhante aos leucoplastos: a membrana interna tem um pequeno número de lamelas e um pequeno número de tilacóides. Os cromoplastos contêm vários pigmentos: xantofilas, carotenos, carotenóides, que são substâncias fotossintéticas auxiliares. São esses plastídios que dão a cor das raízes das beterrabas, cenouras, frutos de árvores frutíferas e bagas.
Como surgeme transformar mutuamente plastídios
Leucoplastos, cromoplastos, cloroplastos são plastídeos (cuja estrutura e funções estamos estudando) que têm uma origem comum. Eles são derivados de tecidos meristemáticos (educacionais), a partir dos quais os protoplastídeos são formados - organelas semelhantes a sacos de duas membranas de até 1 mícron de tamanho. Na luz, eles complicam sua estrutura: uma membrana interna contendo lamelas é formada e o pigmento verde clorofila é sintetizado. Os protoplastídeos tornam-se cloroplastos. Os leucoplastos também podem ser transformados pela energia luminosa em plastídios verdes e depois em cromoplastos. A modificação de plastídios é um fenômeno generalizado no mundo das plantas.
Cromatóforos como precursores de cloroplastos
Organismos fototróficos procariontes - bactérias verdes e roxas, realizam o processo de fotossíntese com a ajuda da bacterioclorofila A, cujas moléculas estão localizadas nas protuberâncias internas da membrana citoplasmática. Os microbiologistas consideram os cromatóforos bacterianos precursores dos plastídios.
Isto é confirmado pela sua estrutura semelhante aos cloroplastos, nomeadamente a presença de centros de reação e sistemas de captura de luz, bem como os resultados gerais da fotossíntese, levando à formação de compostos orgânicos. Deve-se notar que plantas inferiores - algas verdes, como procariontes, não possuem plastídios. Isso se deve ao fato de que formações contendo clorofila - cromatóforos, assumiram sua função - fotossíntese.
Como os cloroplastos se originaram
Entre muitas hipótesesorigem dos plastídios, detenhamo-nos na simbiogênese. De acordo com suas ideias, os plastídios são células (cloroplastos) que surgiram na era arqueana como resultado da penetração de bactérias fototróficas na célula heterotrófica primária. Foram eles que mais tarde levaram à formação de plastídios verdes.
Neste artigo, estudamos a estrutura e as funções das organelas de duas membranas de uma célula vegetal: leucoplastos, cloroplastos e cromoplastos. E também descobri seu significado na vida celular.
