Kloroplastlar bir plastid türüdür. Kloroplastlar, içlerindeki baskın pigment klorofil nedeniyle yeşil renktedir. Ana işlevleri fotosentezdir.
Bir hücredeki bu organellerin sayısı değişmektedir. Bazı alglerde hücreler, genellikle tuhaf bir şekle sahip büyük bir kloroplast içermektedir. Daha yüksek bitkiler, özellikle sayının hücre başına yüzlerce parçaya ulaşabildiği mezofilik yaprak dokusunda birçoğuna sahiptir.
Daha yüksek bitkilerde, organoidin boyutu yaklaşık 5 μm’dir. Şekli yuvarlaktır. Ayrıca bir yönde hafifçe uzamaktadır. Hücrelerdeki loroplastlar, proplastidlerden veya önceden var olan ikiye bölünerek gelişmektedir.
Yapısı
Kloroplastların yapısında dış ve iç zarlar, zarlar arası boşluk, stroma, thylakoids, grana, lamel, lümen ile ayırt edilmektedir.
Tilakoid, düzleştirilmiş bir disk şeklinde zara bağlı bir boşluktur. Kloroplastlardaki tilakoidler, grana adı verilen yığınlar halinde birleştirilmektedir. Grana, uzun tilakoidler ve lamellerle birbirine bağlanmaktadır.
Kloroplastın yarı sıvı içeriğine stroma denmektedir. Organoidin yarı özerkliğini sağlayan DNA ve RNA ise, ribozomlarını içermektedir.
Ayrıca stromada nişasta taneleri vardır. Fotosentetik aktivite sırasında oluşan fazla karbonhidratla oluşurlar. Yağ damlacıkları genellikle parçalanan tilakoidlerin zarlarından oluşturmaktadır.
İşlevleri
Kloroplastların ana işlevi fotosentezdir. Klorofil tarafından yakalanan güneş enerjisi nedeniyle karbondioksit ve sudan glikoz sentezi çıkmaktadır. Oksijen, fotosentezin bir yan ürünü olarak açığa çıkacaktır. Ancak bu süreç hem kloroplastın kendisinde, hem de hücrenin diğer bölümlerinde kullanılan yan ürünlerin sentezlendiği karmaşık ve çok aşamalıdır.
Klorofil ana fotosentetik pigmenttir. Birkaç farklı formda bulunmaktadır. Fotosentezde klorofilin yanı sıra karotenoid pigmentler de görev almaktadır. Pigmentler, fotosentezin ışık reaksiyonlarının gerçekleştiği tilakoid zarlarda lokalizedir. Pigmentlere ek olarak enzimler ve elektron taşıyıcılar da vardır. Kloroplastlar, tilakoid zarları güneş ışığına dik açıda olacak şekilde kendilerini hücrede konumlandırmaya çalışırlar.
Klorofil, uzun bir karbonhidrat halkası ve bir porfirin kafasından oluşmaktadır. Kuyruk hidrofobiktir. Ayrıca thylakoid membranların lipid tabakasına gömülüdür. Baş hidrofiliktir ve stromaya bakmaktadır. Işık enerjisi kafa tarafından emilmektedir. Bu da elektronların uyarılmasına yol açmaktadır.
Elektron klorofil molekülünden ayrılmaktadır. Ayrıca daha sonra elektropozitif hale gelmektedir. Yani oksitlenmiş bir formda olur. Bir elektron, onu başka bir maddeye aktaran bir taşıyıcı tarafından alınmaktadır. Farklı klorofil türleri, güneş ışığının biraz farklı absorpsiyon spektrumlarında birbirinden farklıdır. Klorofil A bitkilerde en yüksektir.
Fotosentezin karanlık reaksiyonları kloroplastların stromasında gerçekleşmektedir. İşte Calvin döngüsünün enzimleri ve diğerleri bu şekilde ortaya çıkmaktadır.
