Kloroplas – struktur, fungsi, pigmen

Apa itu Kloroplas:

Kloroplas adalah organel seluler tumbuhan dan ganggang hijau yang bertanggung jawab untuk melakukan fotosintesis. Ini ditemukan pada organisme eukariotik, ditemukan dalam jumlah besar dan ukurannya bervariasi, biasanya berbentuk oval atau bulat.

Demikian juga, kloroplas memenuhi peran yang berbeda pada tumbuhan, itulah sebabnya mereka didistribusikan secara merata di sitoplasma sel.

Di sisi lain, kloroplas dicirikan dengan memiliki amplop yang terdiri dari dua membran konsentris yang memiliki vesikel tilakoid, yang mengandung pigmen fotosintesis, seperti klorofil, dan zat lain yang mengubah energi cahaya menjadi energi kimia.

Oleh karena itu, pentingnya kloroplas terletak pada transformasi energi cahaya menjadi energi kimia untuk sayuran, tumbuhan dan ganggang hijau, yaitu dalam fotosintesis.

Struktur kloroplas

Struktur kloroplas disajikan di bawah ini.

1. Membran

Kloroplas memiliki dua membran, satu internal dan satu eksternal.

• Membran luar: membatasi kloroplas, permeabel, sehingga memiliki protein pengangkut, dan memisahkannya dari sitoplasma.
• Membran dalam: lipatan ke dalam kloroplas dan berisi tilakoid, yang penampilannya menyerupai kantung pipih.
• Membran tilakoid: ditemukan di stroma dan merupakan tempat tilakoid dikelompokkan dalam bentuk kirmizi.

2. Stroma

Stroma adalah bagian berair yang ditemukan di membran bagian dalam, yang mengandung molekul DNA melingkar, RNA, ribosom, lipid, butiran pati, di antara zat lainnya. Proses genetik kloroplas dan reaksi fotosintesis berlangsung di stroma.

Juga, di dalam stroma adalah membran tilakoid.

3. Tilakoid

Tilakoid adalah kantung pipih yang dibatasi oleh membran tilakoid dan dapat ditemukan dalam isolasi, tumpang tindih, dan saling berhubungan. Tilakoid disusun secara bertumpuk dan masing-masing tumpukan ini disebut grana.

Di tilakoid inilah proses fotosintesis tumbuhan berlangsung.

Fungsi kloroplas

Fungsi utama kloroplas untuk melakukan fotosintesis, yaitu suatu proses dimana fase terang yang terjadi di membran tilakoid (produksi ATP dan NADPH), dan fase gelap yang terjadi di stroma (CO₂ difiksasi melalui Siklus Calvin dan karbohidrat terbentuk).

Selain itu, kloroplas melakukan biosintesis asam lemak melalui karbohidrat, ANDPH dan ATP, dan mereka juga mereduksi nitrat untuk mensintesis asam amino.

Pigmen

Kromofor adalah bahan yang menyerap cahaya warna tertentu, memantulkan cahaya warna lain Catatan 1 Cahaya yang diserap oleh kromofor membran tilakoid kloroplas digunakan sebagai sumber energi yang mendorong fotosintesis.

Klorofil a adalah kromofor yang ada di semua kloroplas (dan di cyanobacteria tempat asalnya). Molekul yang mampu menyerap cahaya beberapa warna dan memantulkan cahaya lain disebut kromofor, pada tumbuhan, kromofor melekat pada molekul lain (protein) yang sedikit mengubah warna cahaya yang diserap, kompleks yang dibentuk oleh kromofor + protein disebut pigmen.

Klorofil a menyerap cahaya berwarna merah dan biru, memantulkan terutama hijau (dari cahaya tampak). Tapi itu bukan satu-satunya pigmen, di membran tilakoid ada pigmen berbeda yang menyerap cahaya dari beberapa warna dengan tujuan akhir untuk mempromosikan fotosintesis.

Dari mereka, yang bukan klorofil a disebut pigmen aksesori. Pigmen aksesori memungkinkan energi cahaya warna yang berbeda ditangkap dari yang ditangkap oleh klorofil a. Misalnya, ada sedikit variasi dalam struktur kimia klorofil a karena evolusi, variasi ini adalah pigmen aksesori yang disebut klorofil b, klorofil c1, dll. , dan mereka menangkap cahaya dengan warna yang sedikit berbeda dari yang ditangkap klorofil a. , selalu mencerminkan, terutama, dalam kisaran hijau.

Klorofil lain tidak ditemukan di semua eukariota fotosintesis tetapi dalam beberapa kelompok yang kloroplasnya berasal dari nenek moyang yang sama, dan mereka berbagi hampir jalur biosintetik dengan klorofil a, dengan sedikit perubahan pada jalur yang menghasilkan klorofil yang berbeda. Ada pigmen aksesori lain, yang tidak harus disintesis dengan cara yang sama seperti klorofil dan oleh karena itu struktur kimianya tidak mirip dengan mereka, yang menyerap cahaya warna lain, dan juga dapat menunjukkan variasinya karena evolusi.

Pigmen aksesori yang sangat umum adalah, misalnya, karotenoid yang berbeda (yang menangkap cahaya dari rentang biru-hijau, dan memantulkan cahaya merah, oranye dan kuning).

Dalam membran tilakoid, di setiap kompleks yang melakukan fotosintesis, hanya beberapa molekul klorofil a (dimer) yang bertanggung jawab untuk mendorong proses fotosintesis, sisa klorofil a dan pigmen aksesori ditemukan di sekitar pasangan itu membentuk “kompleks antena ” yang menangkap, dari cahaya yang mencapai mereka, warna yang diizinkan untuk mereka, dan mentransfer energi itu ke pasangan pusat. Kemudian fotosintesis terjadi melalui fase terang dan kemudian fase gelap.

Setiap pigmen memberikan warna yang berbeda pada tanaman, dan terkadang mereka bahkan menutupi warna hijau yang dipantulkan klorofil a, selalu ada. Misalnya, “ganggang hijau” terutama memiliki klorofil, sedangkan ganggang coklat juga memiliki fucoxanthin, yang memberi mereka warna khasnya.

Karena ada habitat di mana intensitas cahaya sangat rendah dalam warna yang diambil klorofil a dan lebih tinggi dalam warna lain, pigmen aksesori memungkinkan tanaman untuk menjelajahi habitat yang seharusnya sulit dijangkau: misalnya, karena cahaya biru adalah salah satu yang memiliki penetrasi terbesar ke dalam air, ganggang merah, yang mengandung berbagai pigmen yang menyerap warna kebiruan (dan memantulkan warna merah), dapat dibiarkan hidup di laut pada kedalaman yang lebih besar daripada ganggang lainnya.

Di laut, konsentrasi pigmen fotosintesis (khususnya klorofil a) terkait dengan kepadatan alga, sehingga estimasinya banyak digunakan untuk memperkirakan kepadatan alga dalam kaitannya dengan kedalaman dan luas, dan digunakan teknik sensor satelit ( yang dapat mengenali warna yang diserap oleh pigmen) untuk tujuan ini.

Kloroplas Pada hewan

Ada hewan yang dapat memperoleh kloroplas melalui proses selain endosimbiosis dan yang tidak diwariskan. Dengan proses yang disebut kleptoplasti, organisme heterotrof mengkonsumsi dan mempertahankan kloroplas dari organisme fotosintesis. Misalnya, dalam “siput laut” sarcoglosso Elysia chlorotica, yang merupakan organisme tempat peristiwa ini paling banyak dipelajari, kloroplas dikonsumsi bersama dengan ganggang yang merupakan bagian dari makanan tubuh, sisa ganggang terdegradasi dan kloroplas apakah mereka mengasingkan (mereka tetap berada di dalam sitoplasma sel yang seharusnya mendegradasi mereka, menjadi “kleptoplast”), dengan cara ini mereka membentuk bagian dari jaringan tubuh yang memperoleh kemampuan untuk melakukan fotosintesis untuk waktu yang bisa sampai hingga beberapa bulan.

Efisiensi fotosintesis kleptoplast ini sangat tinggi sehingga jika intensitas cahaya baik, moluska ini tidak perlu makan. Dasar umur panjang cleptoplast dan cara mereka diintegrasikan ke dalam metabolisme inang adalah bidang penyelidikan intensif.