kloroplaster - botanikk

Bildet viser flere planteceller avgrenset av cellevegger. Inne i cellene er det en cellekjerne og flere kloroplaster langs celleveggene, hvor det blir kort diffusjonsvei for CO2 fra intercellularromene inn til kloroplastene. Det store hvite området inni cellene er vakuoler.
Kloroplaster
Av .
Kloroplaster er små strukturer i cellene hos planter og alger hvor fotosyntesen foregår. I fotosyntese omdannes sollys til sukker (karbohydrater) og oksygen. Kloroplastene har sitt eget DNA som kan være ringformet, lineært eller forgreinet. Hver kloroplast kan ha 10-200 slike DNA-molekyler. Les mer om kloroplastgenom.
Kloroplaster
Av /Shutterstock.

Kloroplaster er små, grønne, velavgrensede strukturer (organeller, plastider) i cellene hos planter og alger. Hos høyere planter finnes kloroplaster i bladene og andre grønne plantedeler, hvor de utfører fotosyntese, og omdanner karbondioksid, mineraler og vann til kjemisk energi, organiske molekyler og oksygen ved hjelp av lysenergi. Den grønne fargen skyldes innhold av pigmentet klorofyll. Hos mange alger vil andre pigmenter (fykobiliner, karotenoider og xantofyller) kunne dekke over klorofyllets grønne farge. For eksempel er kloroplastene røde hos rødalgene, og gule til gyllenbrune hos brunalger og mange algeflagellater.

Faktaboks

uttale:
kloroplˈaster
etymologi:

av gresk chloros, 'grønn' og plastos, 'formet'

også kjent som:

klorofyllkorn, grøntkorn

Oppbygning

De høyere plantene inneholder 20–40 ovale kloroplaster per celle, og har en diameter på 5–10 mikrometer (μm) og en tykkelse på 2–3 μm. Encellete alger inneholder vanligvis én kloroplast per celle, og den kan være oval, spiral-, stjerne- eller linseformet. Kloroplastene hos planter er omgitt av en dobbelt membran (to bilipidmembraner). Inne i kloroplasten er det et nettverk av membraner, kalt tylakoidmembraner, som inneholder pigmenter og proteiner som deltar i fotosyntesens lysreaksjon. Utenfor tylakoidmembranene, kalt stroma, finnes enzymene som deltar i samlingen av karbondioksid og lager sukker og andre organiske molekyler som blir fraktet til andre deler av planten hvor de brukes til vekst eller lagring. Kloroplastene fungerer som en biologisk fabrikk som kan lage en lang rekke forskjellige organiske stoffer som stivelse, aminosyrer, organiske syrer, fettsyrer og hormoner.

Utvikling og modning av kloroplaster

Når frukt som tomater, bananer og appelsiner modner, blir de grønne kloroplastene omdannet til kromoplaster (gresk chroma – farge) med rød, oransje eller gul farge. I poteter er det plastider som inneholder stivelse, og når disse blir utsatt for lys blir de omdannet til grønne kloroplaster. Hos mange planter stopper utviklingen av kloroplaster hvis det ikke er lys til stede. Kloroplastutviklingen stopper ved et stadium kalt etioplaster, men straks disse utsettes for lys blir de omdannet til kloroplaster.

Generelt blir kloroplaster laget ved deling av proplastider. Om høsten, når bladene hos løvtrærne danner høstfarger, blir klorofyllmolekylene nedbrutt, kloroplastenes gule pigmenter kommer til syne, og kloroplastene danner gerontoplaster (av gresk geron, 'gammel') i nedbrytnings- og avviklingsprosessen.

Fotosyntetiske bakterier og endosymbiose

Bakterier som driver med fotosyntese (fotosyntetiserende bakterier) har ikke kloroplaster, men hos disse skjer fotosyntesen i membraner som ligner på dem man finner i kloroplaster. Kloroplastene har stammer gjennom evolusjonen fra blågrønnbakterier, muligens proklorofytter. Disse ble tatt opp av eukaryote planteceller for 1–2 milliarder år siden ved primær endosymbiose. Denne teorien kalles Lynn Margulis' endosymbioseteori. Hos brunalger og dinoflagellater kan kloroplastene være omgitt av tre membraner, og dette forklares ved sekundær endosymbiose.

Kloroplastgenom

I likhet med mitokondrier har kloroplaster sitt eget DNA uten histoner. Dette DNA-et inneholder fra 57 til 195 kilobasepar. DNA-sekvensanalyse viser at kloroplast-DNA har størst likhet med DNA fra blågrønnbakterier (cyanobakterier).

Tidligere trodde man at kloroplast- og mitokondrie-genomet bare var sirkulært som hos bakterienes plasmider. Nå vet man at disse genomene kan være lineære, eller bundet i hode- hale-DNA som en greinet struktur. I en kloroplast kan det være mange kopier av kloroplast-DNA (kpDNA), fra 10–200 kopier i en kloroplast. Under evolusjonen har mange av genene som var i kpDNA blitt flyttet over til ENA-genomet i cellekjernen. Det betyr at genomet i cellekjernen og genomet i kloroplastene har delt arbeidsoppgavene og må samarbeide.

Proteiner som blir laget i cytoplasma kodet av kjerne-DNA blir merket med en signalsekvens, transitpeptid, som viser at de skal inn i kloroplastene. Slike merkede proteiner kan passere porer i de ytre kloroplastmembranen ved hjelp av transportproteiner og chaperoner som retter ut peptidkjeden. Etter transporten blir signalsekvenset fjernet via et enzym kalt protease. Deretter blir proteinene foldet i riktig tredimensjonal struktur. For eksempel blir det karbondioksid-fikserende enzymet rubisko i fotosyntesen laget ved å koble sammen i fra proteindeler laget i henholdsvis cytoplasma og kloroplastene.

Nedarving av kloroplast-DNA

Plastider med kloroplastgenom og mitokondrier med mitokondriegenom nedarves via en av foreldrene (uniparental arv), vanligvis maternalt via eggcellen i embryosekken i morplanten. Hos noen nakenfrøete planter kan kloroplast-DNA også nedarves via pollen fra farplanten (paternalt). Plastider kan også ha biparental nedarving, både via egg og pollen.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg