Хлоропласты

Хлоропласты (от греческих слов chloros — «зелёный» и plastos — «вылепленный») — это внутриклеточные органоиды растений (разновидность пластид), в которых происходит фотосинтез. Благодаря наличию пигмента хлорофилла они окрашены в зелёный цвет.

Распространение и форма:

  • Встречаются в клетках различных тканей надземных органов растений, особенно многочисленны и хорошо развиты в листьях и незрелых плодах.
  • В клетках высших растений хлоропласты обычно имеют линзовидно-округлую или эллипсоидную форму. Их размеры составляют 5–10 мкм в длину и 2–4 мкм в ширину. В одной клетке может находиться от 15 до 50 хлоропластов.
  • У водорослей эти органоиды, часто называемые хроматофорами, отличаются большим разнообразием форм (сетчатые, спиральные, чашевидные и другие), но их количество обычно невелико — от одного до нескольких на клетку.

Строение:

Хлоропласт отделён от цитоплазмы клетки двойной мембраной, обладающей избирательной проницаемостью. Внутреннее пространство (строма) пронизано системой уплощённых мембранных мешков — тилакоидов.

  • Тилакоиды гран: Группы дисковидных тилакоидов, уложенных стопками (наподобие стопки монет), образуют граны. Именно в мембранах тилакоидов гран локализованы пигменты: основные — хлорофиллы a и b, и вспомогательные — каротиноиды. В хлоропластах высших растений может быть от 40 до 60 гран (иногда до 150).
  • Тилакоиды стромы (ламеллы, или фреты): Одиночные тилакоиды, которые связывают граны между собой, обеспечивая непрерывность внутреннего пространства.

Функции:

Основная и уникальная функция хлоропластов — фотосинтез. Однако они также осуществляют и другие важные процессы:

Автономия и развитие:

Хлоропласты обладают относительной автономией от ядра клетки, так как имеют:

  • Собственную кольцевую молекулу ДНК.
  • Собственные рибосомы прокариотического типа (70S).
  • Полный аппарат для синтеза белка.

Считается, что каждый хлоропласт развивается из более простой структуры — пропластиды. Увеличение их числа в клетке происходит главным образом путём деления уже существующих пропластид или самих хлоропластов (репликации).

При старении листьев и стеблей или созревании плодов хлоропласты могут превращаться в хромопласты — в них разрушается хлорофилл, и на первый план выходят другие пигменты (каротиноиды), что придаёт органам жёлтую, оранжевую или красную окраску.

Современный контекст

Согласно широко принятой симбиогенетической теории (теории эндосимбиоза), хлоропласты произошли от цианобактерий, которые были поглощены древними эукариотическими клетками (предками растений и водорослей) и вступили с ними в симбиоз. В пользу этого свидетельствует их структурное и генетическое сходство с современными бактериями: наличие двух мембран (внутренняя соответствует мембране бактерии, внешняя — мембране вакуоли хозяина), собственной кольцевой ДНК и 70S рибосом. У некоторых групп водорослей хлоропласты могут быть окружены тремя или даже четырьмя мембранами, что указывает на более сложную историю вторичного или третичного эндосимбиоза.