Estructura y funciones de los cloroplastos en células vegetales

Resumen

El texto describe los cloroplastos, orgánulos de las células vegetales donde tiene lugar la fotosíntesis. Explica su estructura (membranas, estroma, tilacoides y grana), su composición (pigmentos fotosintéticos, enzimas y ADN propio) y sus funciones, distinguiendo la fase luminosa y la fase oscura de la fotosíntesis.

Puntos clave

Los cloroplastos son orgánulos de las células vegetales donde se realiza la fotosíntesis, que fija CO2 para formar compuestos orgánicos.
Están formados por dos membranas (externa e interna), el estroma y la membrana tilacoidal, que forma tilacoides apilados en grana.
Los pigmentos fotosintéticos son las clorofilas (a y b, verdes) y los carotenoides (amarillos o anaranjados).
La fase luminosa depende de la luz, se realiza en la membrana tilacoidal, produce ATP y descompone el agua liberando oxígeno.
La fase oscura no depende directamente de la luz, se realiza en el estroma y utiliza el ATP y el hidrógeno para convertir el CO2 en carbohidratos.
El estroma contiene ADN circular, ARN y ribosomas 70S, y en él se almacena la glucosa en forma de gránulos de almidón.

Ponte a prueba

Cloroplastos

Son orgánulos de las células vegetales; en ellos tiene lugar la fotosíntesis, un proceso impulsado por la luz en el que se fija CO2 para formar azúcares y otros compuestos orgánicos. Los cloroplastos poseen tamaños y formas bastante diferentes.

ESTRUCTURA

Están rodeados por dos membranas: la membrana externa y la membrana interna. En el espacio entre ambas membranas se encuentra el espacio intermembranoso. La región acuosa es el estroma; en el interior del estroma se localiza una membrana tilacoidal, que encierra un espacio interno conocido como espacio tilacoidal. La membrana tilacoidal está muy plegada formando vesículas aplanadas, denominadas tilacoides. Estas vesículas pueden encontrarse apiladas formando los grana, o como vesículas individuales que atraviesan el estroma.

COMPOSICIÓN

La membrana externa y membrana interna

La membrana externa es permeable por la existencia de porinas; la membrana interna es impermeable, pero contiene proteínas transportadoras. Ambas membranas son permeables al CO2.

Membrana tilacoidal

Membrana tilacoidal: es impermeable, contiene una mayor cantidad de proteínas, menor cantidad de lípidos y todavía menor de pigmentos.
Los pigmentos fotosintéticos: absorben la luz visible y son de dos tipos:
- Las clorofilas: son los pigmentos verdes. Hay dos tipos, clorofila a y clorofila b; ambas presentan máximos de absorción en las regiones azul y roja del espectro visible.
- Los carotenoides: son pigmentos de color amarillo o anaranjado; entre ellos están los carotenos y las xantofilas.
El complejo de ATP-sintasa, cuya estructura y función son semejantes a la mitocondria.
Proteínas asociadas: acompañan a los pigmentos para captar la luz del sol.
Proteínas de la cadena fotosintética de transporte electrónico.

Estroma

Contiene una disolución concentrada de enzimas, contiene DNA circular, RNA y ribosomas 70s que intervienen en la síntesis de algunas proteínas del cloroplasto. Entre las enzimas están:

Las responsables del ciclo de reducción fotosintética del CO2 o ciclo de Calvin.
Las responsables de la reducción y asimilación de nitratos y sulfatos.
Las que intervienen en la replicación, transcripción y traducción del DNA del cloroplasto.

FUNCIONES

Fotosíntesis: proceso en el que la energía de la luz se transforma en energía química que puede utilizarse para convertir el CO2 en compuestos orgánicos (hidratos de carbono). Es un proceso anabólico para todos los seres vivos; mediante la propia fotosíntesis, las plantas verdes fabrican materia orgánica para ellas.

A) Fase luminosa

Es fotodependiente. Este proceso se realiza en la membrana tilacoidal y durante el día con la luz solar. La energía luminosa es captada por los pigmentos fotosintéticos de la luz solar y transformada en energía química en forma de ATP; se descompone el agua en hidrógeno y oxígeno.

B) Fase oscura

No fotodependiente. Este proceso se realiza en el estroma y tanto en el día como en la noche. El ATP y el hidrógeno producidos por la fase luminosa se utilizan para convertir el CO2 en carbohidratos. La fase oscura no significa que se realice en la oscuridad, sino que no depende directamente de la luz.

Constituyen un lugar de almacenamiento temporal del almidón: en el estroma se almacena la glucosa en forma de gránulos de almidón.
Síntesis de proteínas: el DNA contiene información genética para la síntesis de algunas proteínas del cloroplasto en los ribosomas 70s del orgánulo.

Preguntas frecuentes

¿Dónde se realiza la fase luminosa de la fotosíntesis?

La fase luminosa se realiza en la membrana tilacoidal y requiere la luz solar. En ella la energía luminosa se transforma en energía química en forma de ATP.

¿Por qué la fase oscura no significa que ocurra en la oscuridad?

La fase oscura no depende directamente de la luz, pero se realiza en el estroma tanto de día como de noche. Utiliza el ATP y el hidrógeno producidos en la fase luminosa.

¿Qué pigmentos fotosintéticos tienen los cloroplastos?

Hay dos tipos: las clorofilas, de color verde, con dos variantes (a y b), y los carotenoides, de color amarillo o anaranjado, entre ellos los carotenos y las xantofilas.