Los Cloroplastos
Origen Evolutivo de los Cloroplastos
Se cree que los cloroplastos se han originado desde organismos procariotas fotosintéticos (algas azules), que fueron apareciendo en células primitivas eucariotas aeróbicas por endosimbiosis. Esa simbiosis hace cerca de 1,2 billones de años, habría dado origen a las algas rojas, luego las algas pardas y verdes y luego a los vegetales superiores.
Durante el proceso evolutivo, las bacterias precursoras de los cloroplastos transfirieron parte de su material genético para el ADN de la célula huésped, así pasaron a depender del genoma de la célula huésped para la producción de muchas de sus proteínas.
Este origen es semejante al de la mitocondria, pero existen diferencias con el tamaño de los organelos, el cloroplasto es bastante más grande que la mitocondria y la fuente de energía es diferente, el cloroplasto utiliza energía luminosa en tanto que la mitocondria utiliza energía química.
Composición Química de los Cloroplastos
Los cloroplastos son los organelos más evidentes de las células vegetales. Ella está compuesta por un 50% de proteínas, 35% de lípidos, 5% de clorofila, agua y caroténoides.
Mitocondria
Parte de las proteínas son sintetizadas por el núcleo de la célula, pero los lípidos son sintetizados dentro de los propios organelos.
El número de cloroplastos es regulado por la célula. Existen células que contienen apenas un cloroplasto, pero la mayoría de las células que realizan fotosíntesis contienen cerca de 40 a 200 cloroplastos, que se mueven en función de la intensidad de la luz y de la corriente citoplasmática.
Semejantes a las mitocondrias, los cloroplastos están envueltos por dos membranas, una externa altamente permeable y una interna que necesita de proteínas específicas para el transporte metabólico y un espacio intermembrana.
Al interior del orgánulo existe una matriz amorfa llamada estroma que contiene varias enzimas, granos de almidón, ribosomas y ADN. Sin embargo, la membrana interna del cloroplasto no es doblada en crestas y no contiene una cadena transportadora de electrones.
Sumergido en el estroma, existe un sistema de membrana (bicapa) que forma un conjunto de sacos achatados en forma de discos llamados membrana tilacoides. El conjunto de discos apilados recibe el nombre de granum. El lumen de la membrana tilacoides es llamado espacio tilacoides.
- Cloroplasto
En la membrana expuesta al estroma se localizan las clorofilas que participan de la fotosíntesis. Los pigmentos ligados a diferentes proteínas y lípidos en las membranas de los tilacoides granulares y estromáticos forman sistemas complejos de proteínas-clorofila denominados fotosistemas.
Hay dos tipos de fotosistemas:
Fotosistema 1: Localizado en la región de la membrana vuelta hacia el estroma, son las menores partículas intramembranosas.
Fotosistema 2: Localizado en la tilacoides granulares, formado por partículas mayores.
Sistema Genético de los cloroplastos
El genoma plastidial consiste en una pequeña molécula de ADN circular, con características muy semejantes con el de las mitocondrias y de las bacterias.
El ADN de los plastos ocurre en mayor cantidad y es más complejo que el de la mitocondria.
Existen 30 a 200 copias de ADN por organelos conteniendo aproximadamente 120 genes.
La secuenciación genética de los cloroplastos de varias plantas llevó a la identificación de muchos de estos genes. Ellos transcriben todos los RNAs ribosómicos que componen los plastoribosomas y 30 tipos diferentes de RNA transportadores.
Ese genoma codifica aún 20 proteínas ribosómicas, 30 proteínas que funcionan en la fotosíntesis y algunas subunidades de RNA polimerasa (proteínas involucradas en la expresión genética)
Pero inclusive sintetizando sus propias proteínas, cerca de 90% de las proteínas de los cloroplastos son codificadas por los genes nucleares que son importados del citosol hacia el organelo.