Cloroplastos: Característica e funções

Os plastídios são organelas encontradas exclusivamente nas células vegetais. Venha conhecer sobre Cloroplastos: Característica e funções.

Os mais comuns e de maior importância biológica são os cloroplastos, que, juntamente com as mitocôndrias, constituem a engrenagem bioquímica encarregada de realizar as transformações energéticas necessárias para manter as funções das células.

Os cloroplastos utilizam a energia eletromagnética derivada da luz solar e convertem ­na em energia
química por meio de um processo denominado fotossíntese. Ao utilizar essa energia somada ao CO2 atmosférico,
sintetizam diversos tipos de moléculas, algumas das quais servem de alimento para as próprias plantas e para os
organismos heterótrofos herbívoros.

As características dos cloroplastos

Os cloroplastos estão localizados principalmente nas células do mesófilo, tecido encontrado nas folhas das
plantas superiores e nas algas. Cada célula contém um número considerável de cloroplastos, de forma esférica,
oval ou discoidal. Seu tamanho varia consideravelmente, mas, em média, seu diâmetro é de 4 a 6 μm.

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Essa medida costuma ser constante para cada tipo de célula, mas é muito maior nas células poliploides do que nas diploides. Em geral, nas plantas que crescem na sombra, os cloroplastos são maiores e mais ricos em clorofila. O número de cloroplastos mantém­ se relativamente constante nos diversos vegetais. As algas costumam ter somente um cloroplasto e de grande volume. Nas plantas superiores existem entre 20 e 40 cloroplastos por célula. Nas folhas de algumas espécies foram calculados cerca de 400.000 cloroplastos por mm2.

Se seu número é insuficiente, aumentam por divisão; se é excessivo, são reduzidos por degeneração.
Em cloroplastos isolados de espinafre foram verificadas alterações de formato e volume por ação da luz.
Quando iluminados, o volume diminui acentuadamente, mas esse efeito é reversível.

Funções dos Cloroplastos

Fotossíntese

A função primária dos cloroplastos é realizar a fotossíntese, um processo bioquímico pelo qual a luz solar é convertida em energia química, na forma de adenosina trifosfato (ATP) e nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato (NADPH), que são utilizados na síntese de carboidratos a partir de dióxido de carbono e água. A reação de luz da fotossíntese ocorre nos tilacoides, onde a energia luminosa é absorvida pelos pigmentos e utilizada para gerar ATP e NADPH.

Síntese de Carboidratos

No estroma, o ATP e o NADPH produzidos durante a fotossíntese são utilizados em reações bioquímicas conhecidas como ciclo de Calvin, que resultam na fixação do dióxido de carbono atmosférico em moléculas de carboidrato, como a glicose. Esses carboidratos são essenciais para o crescimento e desenvolvimento da planta, servindo como fonte de energia e como materiais de construção para outras moléculas orgânicas.

Produção de Aminoácidos e Lipídios

Além de carboidratos, os cloroplastos estão envolvidos na síntese de aminoácidos através de rotas bioquímicas conectadas ao ciclo de Calvin. Esses aminoácidos são essenciais para a síntese de proteínas que desempenham funções estruturais e metabólicas em toda a planta. Além disso, os cloroplastos são responsáveis pela síntese de alguns lipídios, que são importantes componentes de membranas celulares e precursores de hormônios vegetais.

Reserva de Amido

Em condições de luz abundante, os cloroplastos podem converter o excesso de carboidratos sintetizados em amido, uma forma de armazenamento de energia. O amido é armazenado nos cloroplastos na forma de grãos de amido, que são mobilizados durante períodos de escassez de energia, como na ausência de luz durante a noite.

A estrutura dos cloroplastos inclui o envoltório, o estroma e os tilacoides

Os cloroplastos possuem uma estrutura complexa, composta por várias partes. Além das membranas externa e interna e do estroma, eles apresentam os tilacoides, as lâminas e os grânulos de amido.

Os tilacoides são membranas em forma de disco, responsáveis por abrigar os pigmentos fotossintéticos e as enzimas necessárias para a realização da fotossíntese. Eles são organizados em pilhas chamadas grana, que são interconectadas por meio de estruturas chamadas lâminas.

Já os grânulos de amido são organelas encontradas no estroma dos cloroplastos, responsáveis pelo armazenamento de amido, que será utilizado como reserva de energia.

Membranas e Compartimentos

Os cloroplastos são delimitados por duas membranas: a membrana externa e a membrana interna. Entre elas, existe um espaço chamado de espaço periplasmático. A membrana interna contém uma variedade de proteínas que desempenham papéis na importação e exportação de substâncias para o cloroplasto.

Tilacoides e Grana

Dentro do cloroplasto, encontramos estruturas membranosas chamadas tilacoides, que são empilhadas em colunas chamadas de grana. Esses tilacoides são onde ocorre a reação de luz da fotossíntese. Em cada tilacoide, a membrana é incorporada com pigmentos fotossintéticos, incluindo clorofila e carotenoides, responsáveis pela absorção de luz.

Estroma

O estroma é o espaço fluido que preenche o interior do cloroplasto, localizado entre os tilacoides e a membrana interna. Contém uma variedade de enzimas, lipídios, ribossomos e DNA circular, que são essenciais para a síntese de proteínas e para a manutenção da estrutura e função do cloroplasto.

Processo de fotossíntese

A fotossíntese é o processo realizado pelos cloroplastos que permite a conversão da energia solar em energia química. Ela ocorre em duas fases: a fase clara e a fase escura.

Na fase clara, os cloroplastos captam a luz solar por meio dos pigmentos fotossintéticos, como a clorofila. Essa luz é utilizada para a produção de energia, que será armazenada em moléculas de ATP e NADPH.

Já na fase escura, também conhecida como ciclo de Calvin, ocorre a fixação do dióxido de carbono (CO2) atmosférico. Esse CO2 é transformado em moléculas de glicose, utilizando a energia armazenada na fase clara.

Assim, a fotossíntese é essencial para as plantas, pois é por meio desse processo que elas produzem seu próprio alimento.

Importância dos cloroplastos

Os cloroplastos são de extrema importância para as células vegetais e para todo o planeta. Além de serem responsáveis pela produção de alimentos para as plantas, eles também são responsáveis pela produção de oxigênio, por meio da liberação desse gás como subproduto da fotossíntese.

Além disso, os cloroplastos também desempenham um papel fundamental na regulação do ciclo do carbono, pois absorvem o dióxido de carbono da atmosfera e o transformam em glicose, armazenando-o na forma de amido. Esse processo contribui para a redução do efeito estufa e para a manutenção do equilíbrio climático.

Portanto, os cloroplastos são essenciais para a vida na Terra, pois sem eles não haveria produção de alimentos e oxigênio, fundamentais para a sobrevivência de todos os seres vivos.

Curiosidades sobre os cloroplastos

1. Os cloroplastos são herdados geneticamente das células vegetais maternas, ou seja, são transmitidos de geração em geração.

2. Essas estruturas são encontradas apenas nas células de plantas e algas, não estando presentes em células animais.

3. Os cloroplastos apresentam uma cor verde devido à presença da clorofila, o pigmento responsável pela absorção da luz solar.

4. Além da fotossíntese, os cloroplastos também desempenham outras funções, como a síntese de aminoácidos e lipídios.

5. Os cloroplastos são capazes de se mover dentro da célula, buscando a melhor posição para captar a luz solar.

6. Acredita-se que os cloroplastos tenham origem em bactérias fotossintéticas que foram englobadas por células ancestrais, estabelecendo uma relação simbiótica.

Conclusão

Os cloroplastos são organelas complexas e multifuncionais que desempenham papéis críticos na fotossíntese, na produção de biomoléculas essenciais e na regulação do desenvolvimento vegetal. Sua estrutura altamente organizada e suas funções metabólicas não apenas sustentam a vida das plantas, mas também exercem impactos significativos na ecologia global e na agricultura. O contínuo estudo dos cloroplastos não só amplia nosso entendimento da biologia vegetal, mas também oferece oportunidades para melhorar a segurança alimentar e mitigar os efeitos das mudanças climáticas através da biotecnologia aplicada.