Hloroplasts ir viena no pastāvīgajām šūnas organellām. Tā veic vissvarīgāko planetārās nozīmes procesu - fotosintēzi.
Divu membrānu organellu struktūras ģenerālplāns
Katra organelle sastāv no virsmas aparāta un iekšējā satura. Hloroplasti un mitohondriji ir prokariotu šūnu struktūras - organismi, kuriem ir kodols. Šo organellu virsmas aparāts sastāv no divām membrānām, starp kurām ir brīva telpa. Telpiski un anatomiski tie nav saistīti ar citām šūnas struktūras daļām un piedalās enerģijas metabolismā. Mitohondriji ir vairuma sēņu, augu un dzīvnieku organellas. Tie kalpo ATP sintēzei - vielai, kas ir sava veida šūnu enerģijas rezerve. Hloroplasts ir arī dubultmembrānas organelles, kas pieder plastidu grupai.
Elastīga daudzveidība
Dzīvo organismu šūnās ir trīs veidu plastidi. Tie ir hloroplasti, hromoplasti un leikoplasti. Tie atšķiras pēc krāsas, struktūras iezīmēm un funkcijām. Hloroplasts ir zaļš plastīds, kas satur pigmentu hlorofilu. Lai gan bieži vien citu krāsvielu klātbūtnes dēļ tie var būt gan brūni, gan sarkani. Piemēram, iekšādažādu aļģu šūnas. Tajā pašā laikā hromoplasti vienmēr ir bezkrāsaini. To galvenā funkcija ir barības vielu uzglabāšana. Tātad kartupeļu bumbuļos ir ciete. Hromoplasti ir plastidi, kuriem ir karotinoīdu pigmenti. Tie piešķir krāsu dažādām augu daļām. Spilgtās burkānu un biešu saknes un ziedu ziedlapiņas ir lielisks piemērs tam.
Plastīdas var pārveidoties. Sākotnēji tie rodas no izglītības audu šūnām, kas ir mazi pūslīši, ko ieskauj divas membrānas. Saules enerģijas klātbūtnē tie tiek pārvērsti hloroplastos. Lapām un kātiem novecojot, hlorofils sāk sadalīties. Rezultātā zaļie plastidi pārvēršas hromoplastos.
Sniegsim vēl dažus piemērus. Visi redzēja, ka rudenī lapas maina krāsu. Tas ir saistīts ar faktu, ka hloroplasti pārvēršas sarkanos, dzeltenos, bordo plastidos. Tāda pati transformācija notiek, kad augļi nogatavojas. Gaismā kartupeļu bumbuļi kļūst zaļi: leikoplastos sāk veidoties hlorofils. Plastīdu attīstības pēdējais posms ir hromoplasti, jo tie neveido cita veida līdzīgas struktūras.
Kas ir pigmenti?
Hloroplasta krāsa, funkcijas un struktūra ir noteikta noteiktu vielu - pigmentu - klātbūtnes dēļ. Pēc būtības tie ir organiski savienojumi, kas krāso dažādas auga daļas. Hlorofils ir visizplatītākais no tiem. Tie ir atrodami aļģu un augstāko augu šūnās. Arī karotinoīdi bieži sastopami dabā. Tie ir sastopami lielākajā daļā zināmo dzīvo būtņu. Jo īpaši visos augos, dažu veidu mikroorganismi, kukaiņi, zivis un putni. Papildus krāsu piešķiršanai dažādiem orgāniem karotinoīdi ir galvenie vizuālie pigmenti, kas nodrošina vizuālo un krāsu uztveri.
Membrānas struktūra
Augu hloroplastiem ir dubultā membrāna. Un ārpuse ir gluda. Un iekšējais veido izaugumus. Tie ir novirzīti hloroplasta saturā, ko sauc par stromu. Ar iekšējo membrānu ir saistītas arī īpašas struktūras, tilakoīdi. Vizuāli tās ir plakanas vienas membrānas tvertnes. Tos var novietot atsevišķi vai salikt kaudzēs pa 5-20 gabaliem. Tos sauc par graudiem. Pigmenti atrodas uz tilakoīdu struktūrām. Galvenie no tiem ir hlorofili, un karotinoīdiem ir palīgfunkcija. Tie ir nepieciešami fotosintēzei. Stromā ir arī DNS un RNS molekulas, cietes graudi un ribosomas.
Hloroplasta funkcijas
Zaļo plastidu galvenā funkcija ir organisko vielu sintēze no neorganiskām gaismas enerģijas ietekmē. Tās produkti ir polisaharīds glikoze un skābeklis. Bez šīs gāzes visu Zemes būtņu elpošana būs neiespējama. Tas nozīmē, ka fotosintēze ir vitāli svarīgs planētu process.
Hloroplasta struktūra nosaka citas tā funkcijas. ATP sintēze notiek uz šo plastidu membrānas. Šī procesa nozīme slēpjas tajānoteikta enerģijas daudzuma uzkrāšana un uzglabāšana. Tas notiek labvēlīgu vides apstākļu iestāšanās laikā: pietiekama ūdens daudzuma, saules enerģijas, pārtikas klātbūtne. Dzīvības procesu gaitā ATP tiek sadalīts, atbrīvojot noteiktu enerģijas daudzumu. Tas tiek tērēts augšanas, attīstības, kustības, vairošanās un citu dzīvības procesu īstenošanas laikā. Hloroplastu funkcijas slēpjas arī tajā, ka šajos plastidos tiek sintezēti daži fotosintēzes procesā iesaistītie lipīdi, membrānas proteīni un fermenti.
Fotosintēzes procesa nozīme
Hloroplasts ir saikne starp augu un vidi. Fotosintēzes rezultātā notiek ne tikai skābekļa veidošanās, bet arī oglekļa un ūdeņraža cirkulācija dabā, saglabājot nemainīgu atmosfēras sastāvu. Šis process ierobežo oglekļa dioksīda saturu, kas novērš siltumnīcas efekta rašanos, zemes virsmas pārkaršanu un daudzu dzīvo radību nāvi uz planētas. Plastīdu hloroplasti, kas ir šūnu organoīdi, veic vissvarīgākās funkcijas, izraisot dzīvības pastāvēšanu uz Zemes.
