Cloroplasto

Introducción

El cloroplasto presenta en su interior una serie de sacos aplanados que flotan sobre el estroma y que pueden encontrarse apilados, llamados tilacoides. En las membranas de los tilacoides existe un conjunto de aparato enzimático que transforma la luz en ATP en la fase luminosa de la fotosíntesis.

La determinación de la concentración de pigmentos fotosintetizadores, se realiza para estimar la biomasa y la capacidad de fotosíntesis del fitoplancton. La relación entre las distintas clases de pigmentos es indicativa tanto de la composición taxonómica de la muestra como el estado fisiológico de la comunidad. A la vez, con otros parámetros (la producción, principalmente) proporciona interesante información acerca de su funcionamiento. La clorofila es un fotopigmento estable que puede ser degradado a feofitina, lo que lleva a interferencia en el análisis de los resultados. La feofitina, es un producto que se puede estimar separadamente de las mismas muestras de clorofila. De esta forma los análisis de pigmentos podrán aproximarse a la biomasa algal.

Cloroplastos y Pigmentos fotosensibilizadores: La clorofila es una molécula peligrosa. Esto es debido a que es un excelente fotosensibilizador que rápidamente puede causar daños celulares cuando es expuesta a la luz. Para prevenir tales daños, tanto la síntesis como la organización de la clorofila son cuidadosamente controladas. Toda la clorofila se localiza dentro del cloroplasto de las células vegetales.

El cloroplasto se encuentra rodeado por un par de membranas conocidas comúnmente como 'envoltura' ('envelope' en inglés). El material soluble que se encuentra dentro del cloroplasto (que no forma parte de las membranas) se conoce como 'estroma'. Dentro del cloroplasto, la clorofila se encuentra confinada dentro de un sistema de membranas llamadas 'membranas del tilacoide' (Figura: Cloroplasto). Más aún, dentro del sistema de membranas del tilacoide las moléculas de clorofila no se encuentran en forma aislada sino formando complejos pigmento-proteína. Las moléculas de clorofila se encuentran unidas a proteínas específicas embebidas dentro de las membranas, junto con los carotenoides y otros componentes necesarios para la fotosíntesis. Las proteínas forman un ambiente estructural en el cual las clorofilas (moléculas potencialmente fotosensibilizadoras) absorben fotones, a la vez que las reacciones fotodinámicas indeseables son poco comunes.

Los complejos pigmento-proteína son acomodados en grupos de cientos de moléculas llamados fotosistemas. Debido a su organización espacial y geométrica, la mayoría de los pigmentos funcionan como receptores de luz, transfiriendo la energía de excitación a otros pigmentos antes de que ocurran reacciones fotoquímicas indeseables. Los carotenoides realizan dos funciones esenciales en los tilacoides: captan la luz y transfieren su energía a las moléculas de clorofila, y además son moléculas altamente eficientes para disipar o extinguir la energía de las clorofilas que alcanzan un estado triplete , antes de que éstas puedan reaccionar con oxígeno molecular y generen moléculas dañinas para diversos componentes celulares.

Características del Cloroplasto

Características: Son orgánulos muy variables en cuanto a número, forma y tamaño. Así, por ejemplo, las células de ciertas algas filamentosas tienen uno o dos únicos cloroplastos; otras, como la planta acuática Elodea, tienen numerosos cloroplastos. Su forma es, normalmente, de lente biconvexa, pero pueden ser también estrellados o con forma de cinta enrollada en hélice. Los cloroplastos tienen forma elíptica, con un diámetro de 5 a 10 [pic] y su número puede variar de 20 a 100 por célula vegetal. Durante la ciclosis se mueven libremente en el citoplasma. Ellos responden directamente a la energía solar, para llevar a cabo la fotosíntesis, orientándose perpendicularmente a los rayos de luz; sin embargo sí la energía lumínica es muy fuerte, se disponen de tal forma que la radiación incida oblicuamente, recibiendo menos luz.

Células vegetales vistas al microscopio electrónico en las que pueden observarse numerosos cloroplastos.

Los cloroplastos son los organelos que contienen los pigmentos verdes clorofila a y b, así como carotenoides de color anaranjado y xantofilas amarillas, son característicos de los seres fotoautótrofos, que poseen la maquinaria enzimática para transformar la energía solar en energía química, a través de la fotosíntesis. Los cloroplastos son característicos de las células del mesófilo foliar, poseen una doble membrana que los asemeja a las mitocondrias. Tienen una membrana externa y otra interna, el espacio delimitado por la membrana interna está ocupado por un material amorfo, parecido a un gel, rico en enzimas, denominado estroma. Contiene las enzimas que realizan la fijación o reducción del CO2, convirtiéndolo en carbohidratos, como el almidón.

La membrana interna de los cloroplastos también engloba un tercer sistema de membranas, que consta de sacos planos llamados tilacoides, en los cuales la energía luminosa se utiliza para oxidar el agua y formar ATP (compuesto rico en energía).

Características de los Pigmentos fotosensibilizadores:

-La síntesis de productos coloreados por parte de los microorganismos es una característica determinada genéticamente. Su formación en muchos microorganismos es dependiente de la presencia de la luz, composición del sustrato y la temperatura de incubación. Son metabolitos secundarios, algunos tienen propiedades antibióticas y, muchos microorganismos pigmentados producen antibióticos.

-Las especies coloreadas muchas veces son fácilmente reconocibles, por ejemplo: colonias rojas aisladas de un medio selectivo para Gran negativos lleva de inmediato a pensar en Serratia marcescens.

-Los pigmentos derivan de distintos productos químicos: carotenoides, pirroles y otros.

Funciones del Cloroplasto:

Es el orgánulo donde se realiza la fotosíntesis. Existen dos fases, que se desarrollan en compartimentos distintos:

• Fase luminosa: Se realiza en la membrana de los tilacoides, donde se halla la cadena de transporte de electrones y la ATP-sintetasa responsables de la conversión de la energía lumínica en energía química (ATP) y de la generación

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