Kloroplas adalah organel memiliki pigmen hijau bernama klorofil yang berlebih sehingga terlihat efek berwarna hijau. Pigmen lain juga ada sampai batas tertentu. Setiap sel mungkin mengandung satu atau lebih kloroplas. Pada tanaman tingkat tinggi, bentuk kloroplas adalah lanset.
Kloroplas adalah organel seluler yang dalam organisme eukariotik fotosintesis berhubungan dengan fotosintesis. Mereka dibatasi oleh sebuah selaput yang dibentuk oleh dua membran konsentris dan mengandung vesikel, tilakoid, tempat pigmen dan molekul lain yang mengubah energi cahaya menjadi energi kimia, seperti klorofil, diatur.
Istilah kloroplas berfungsi sebagai alternatif untuk menunjuk setiap plasto yang didedikasikan untuk fotosintesis, atau secara khusus untuk plastida hijau yang khas dari ganggang hijau dan tumbuhan. Meskipun penemuan baru-baru ini menambahkan lebih banyak individu ke dalam daftar, seperti dalam kasus Elysia chlorotica, yang dengan mencerna alga Vaucheria litorea, memperoleh kloroplas ke jaringannya, dan berkat ini, dapat melakukan fotosintesis.
Pengertian Kloroplas
Kloroplas adalah organel khusus yang dimiliki oleh tumbuhan, berbentuk oval dan mengandung klorofil (chlorophyll) yang dikenal dengan zat hijau daun. Klorofil adalah molekul, yang memulai fotosintesis dengan menyerap energi cahaya, dan kloroplas adalah lokasi fotosintesis. Memanfaatkan klorofil dan air, kloroplas adalah menangkap energi cahaya dari matahari untuk menghasilkan energi bebas yang tersimpan dalam ATP dan NADPH melalui proses yang disebut fotosintesis.
Kloroplas juga ditemukan dalam bakteri, ia membelah oleh proses pembelahan biner, seperti yang terjadi pada bakteri. Kloroplas dianggap sebagai struktur semi-otonom dan mengandung ribosom 70S (tipe prokariotik).
Jumlah kloroplas yang dapat terkandung sel tumbuhan bervariasi. Sebagai contoh, ganggang mungkin hanya memiliki satu kloroplas, sedangkan tumbuhan seperti gandum mungkin memiliki hingga 100. Meskipun kloroplas adalah bagian penting dari sel tumbuhan, sel itu sendiri tidak dapat membuatnya dan mereka harus ditransfer dari satu sel ke sel lainnya selama pembelahan sel.
Karakteristik kloroplas
Bagian berikut ini menjadi karakteristik Kloroplas:
- Tebalnya kira-kira 1–2 μm (1 μm = 0.001 mm) dan diameter 5-7 μm.
- Selaput semipermeabel dua lapis mengelilingi seluruh kloroplas. Ini terdiri dari protein dan lipid. Ini disebut lipoprotein.
- Ada matriks higroskopis yang dikelilingi oleh membran. Matriks ini disebut stroma.
- Dalam stroma, ada 40-80 grana berbentuk barel yang tersusun rapi (tunggal: granum). Dalam satu granum ada 5-25 disk granum. Di dalam disk granum, ada ruang. Mungkin klorofil dan bahan fotosintesis lainnya ada di ruangan ini.
- Beberapa cakram granum dari dua grana yang berdekatan dihubungkan oleh badan tubular yang kecil, yang disebut stroma lamelae.
Kloroplas adalah pusat dari konversi energi matahari menjadi energi kimia. Kloroplas adalah organel berbentuk lensa yang berukuran sekitar 2 ‐ 4 μm x 5 ‐ 10 μm. Fungsi dasar dari kloroplas adalah fotosintesis. Protein lain yang ditemukan pada kloroplas adalah gen inti (nukleus).
Pada sel Alga, bentuknya terdiri dari berbagai jenis, mis: berbentuk cangkir, spiral, reticulate, berbentuk bintang, setengah lingkaran dll. Sel-sel hewan tidak memiliki kloroplas. Kloroplas bekerja untuk mengubah energi cahaya matahari menjadi gula yang dapat digunakan oleh sel.
Kloroplas terdiri dari dua membran, membran luar dan membran dalam yang melindungi bagian dalam kloroplas. Membran bagian dalam mengelilingi stroma (di mana reaksi fotosintesis yang bebas cahaya terjadi) dan grana (tumpukan tilakoid).
Satu tumpukan tilakoid disebut granum. Tumpukan kantung tilakoid dihubungkan oleh stroma lamellae, yang berfungsi seperti kerangka kloroplas, menjaga semua kantung pada jarak yang aman satu sama lain. Kloroplas mengandung klorofil dalam tilakoid, yang menyerap energi cahaya dan memberi warna hijau kloroplas. Thylakoids adalah tempat reaksi tergantung cahaya terjadi.
Komponen utama kloroplas adalah membran, klorofil, grana, stroma, dan pigmen-pigmen lainnya. Kloroplas adalah benda terbesar dalam sitoplasma yang sangat berperan penting dalam proses fotosintesis.selain itu, seperti halnya mitokondria, kloroplas juga merupadan organel yang bermembran ganda. Fungsi utama kloroplas adalah sebagai mesin fotosintesis, yaitu serial reaksi yang dikendali kan oleh cahaya kemudian menghasilkan molekul organik dari CO2 atmosferik.
Struktur Kloroplas
Kloroplas dikelilingi oleh dua membran, dengan struktur kontinu yang sepenuhnya membatasi kloroplas. Di antara keduanya ada ruang antarmembran, kadang-kadang secara tidak tepat disebut ruang periplastidial. Membran luar sangat permeabel berkat keberadaan porin, pada tingkat yang lebih besar dari membran dalam, yang mengandung protein spesifik untuk transportasi. Rongga internal yang disebut stroma, di mana reaksi fiksasi CO2 dilakukan, mengandung DNA melingkar beruntai ganda, ribosom (tipe 70S, seperti yang bakteri), butiran pati, lipid, dan zat lain.
Ada juga serangkaian sakula yang dibatasi membran yang disebut tlakoid, yang mengatur diri dalam tumpukan di kloroplas tanaman darat yang disebut grana (jamak granum, biji-bijian). Membran tilakoid mengandung zat-zat seperti pigmen fotosintesis (klorofil, karotenoid, xantofil), berbagai lipid, protein rantai transpor elektron fotosintetik, dan enzim, seperti ATP sintase.
Ketika mengamati struktur kloroplas dan membandingkannya dengan mitokondria, dicatat bahwa ia memiliki dua sistem membran, membatasi kompartemen internal (matriks) dan yang eksternal, ruang perimitochondrial, sedangkan kloroplas memiliki tiga membran yang membentuk tiga kompartemen: ruang intermembran, stroma, dan ruang intratilakoidal.
Sel plasma
Sebagai bagian dari struktur kloroplas, sel-sel plasma juga dapat ditemukan, yang terlepas dari tilakoid dan dikelilingi oleh membran yang mirip dengan tilakoid, dan di dalamnya adalah tetesan yang terdiri dari molekul organik, di antaranya tertentu lemak. Fungsi molekul sel plasma masih dipelajari.
Fungsi kloroplas
Fungsi utama dari kloroplas adalah untuk proses fotosintesis: produksi tinggi energi molekul organik (glukosa) dari karbon dioksida, air dan cahaya. Kloroplas adalah salah satu organel di dalam sel tumbuhan dan ganggang yang dapat berfotosintesis yang bekerja untuk mengubah energi cahaya matahari menjadi energi yang dapat disimpan oleh sel tumbuhan. Kloroplas adalah plastida yang mengandung pigmen hijau disebut klorofil, karotenoid, dan pigmen fotosintetik lainnya.
Kloroplas adalah organel dalam sel tumbuhan yang menangkap energi cahaya untuk membuat gula. Semua reaksi fotosintesis pada tumbuhan atau sel alga terjadi di organel ini, dan dengan demikian kloroplas adalah asal dari semua makanan (gula) yang digunakan oleh organel lain dari tanaman atau ganggang.
Kloroplas adalah organel tempat fotosintesis berlangsung dalam sel eukariotik tumbuhan. Himpunan reaksi fotosintesis dilakukan berkat seluruh kompleks molekul yang ada di kloroplas, satu di antaranya, yang ada di membran tilakoid, bertanggung jawab untuk mengambil energi dari Matahari, disebut klorofil.
Ada dua fase, yang berkembang di kompartemen yang berbeda:
- Fase terang: Hal ini dilakukan dalam membran sel tilakoid, di mana rantai transpor elektron dan ATP sintase ditemukan, bertanggung jawab untuk konversi energi cahaya menjadi energi kimia (ATP) dan generasi pengurangan daya (NADPH +).
- Fase gelap: Terjadi pada stroma, di mana enzim RuBisCO ditemukan, yang bertanggung jawab untuk memperbaiki CO2 melalui siklus Calvin.
Pembagian konten sel menjadi berbagai kompartemen merupakan tantangan organisasi dalam hal perdagangan protein. Perdagangan protein dalam sel eukariotik diatur oleh:
- Sinyal klasifikasi (sinyal peptida protein yang disekresikan dengan kelompok manosa-fosfat enzim lisosom)
- Reseptor yang mengenali sinyal-sinyal ini dan mentransfer protein yang mengandungnya ke kompartemen yang sesuai.
Empat organel utama sel (mitokondria, peroksisom, nukleus dan kloroplas), mengimpor protein melalui satu atau lebih membran pembatas eksternal. Sebagai contoh: pada retikulum endoplasma kasar, protein yang diimpor oleh organel ini mengandung sekuens asam amino yang berfungsi sebagai “domisili” yang mengenali reseptor pada membran luar organel.
Tidak seperti retikulum endoplasma kasar yang hampir mengimpor proteinnya pada saat yang sama dengan terjemahan, protein dari organel lain ini diimpor setelah terjemahan, yaitu, setelah menyelesaikan sintesis pada ribosom bebas dalam sitosol.
Kloroplas memiliki 6 subkompartemen yang dapat dijangkau protein:
- Membungkus membran dalam dan luar
- ruang antar membran
- stroma
- membran tilakoid
- tilakoid
Mekanisme impor kloroplas sangat mirip dengan mitokondria, meskipun translokasi mereka berkembang secara independen.
Seperti dalam mitokondria:
- Sebagian besar protein dalam kloroplas diimpor ke sitosol.
- Membran luar dan dalam amplop berisi kompleks translokasi yang berbeda (TOC dan TIC) yang bekerja bersama selama impor.
- Molekul chaperone membantu membuka polipeptida dalam sitosol dan melipat protein dalam kloroplas.
- Protein kloroplas disintesis dengan urutan terminal-N yang dapat dilepas (transit peptide).
Peptida transit, selain mengarahkan polipeptida, juga menyediakan “domisili” yang menempatkan polipeptida di salah satu dari berbagai kompartemen dalam organel. Semua protein yang melewati selubung kloroplas memiliki domain penargetan stroma sebagai bagian dari peptida transit mereka yang memastikan bahwa polipeptida memasuki stroma. Setelah di stroma, itu dihapus ke domain pedoman stromal oleh peptidase pemrosesan yang ditemukan di kompartemen itu. Polipeptida yang dimiliki oleh membran tilakoid dalam terang tilakoid memiliki segmen tambahan dalam transit polipeptida, domain transfer tilakoid yang menentukan pemasukannya ke dalam tilakoid.
Jalur yang berbeda telah diidentifikasi dan melalui mereka protein dimasukkan ke dalam membran tilakoid atau ditransfer ke cahaya tilakoid.
Banyak protein yang berada di dalam membran tilakoid dikodekan dalam gen kloroplas dan disintesis dalam ribosom yang melekat pada membran kloroplas.
Pigmen
Klorofil a adalah kromofor yang ada di semua kloroplas (dan pada cyanobacteria dari mana asalnya). Molekul yang mampu menyerap cahaya dari beberapa warna dan memantulkan cahaya dari yang lain disebut kromofor. Pada tumbuhan, kromofor dihubungkan dengan molekul lain (protein) yang sedikit mengubah warna cahaya yang diserap. Kompleks yang dibentuk oleh protein kromofor + adalah ia menyebutnya pigmen, untuk keperluan teks ini kami akan memperlakukan kromofor dengan nama “pigmen”).
Klorofil menyerap cahaya berwarna merah dan biru, terutama memantulkan warna hijau (dari cahaya tampak). Tapi itu bukan satu-satunya pigmen, dalam membran tilakoid ada pigmen berbeda yang menyerap cahaya dari beberapa warna dengan tujuan akhir mempromosikan fotosintesis.
Dari mereka, non-klorofil a disebut pigmen aksesori. Pigmen aksesori memungkinkan energi cahaya ditangkap dalam warna berbeda dari yang ditangkap oleh klorofil a. Misalnya, ada sedikit variasi dalam struktur kimia klorofil a akibat evolusi, variasi ini adalah pigmen aksesori yang disebut klorofil b, klorofil c1, dll., dan mereka menangkap cahaya warna yang sedikit berbeda dari yang ditangkap oleh klorofil a , selalu mencerminkan, terutama, dalam kisaran hijau.
Klorofil lainnya tidak ditemukan di semua eukariota fotosintesis tetapi pada beberapa kelompok yang kloroplasnya diturunkan dari nenek moyang yang sama, dan mereka hampir berbagi jalur biosintesis dengan klorofil a, dengan perubahan kecil pada jalur yang memberikan klorofil berbeda. Ada pigmen aksesori lain, yang tidak perlu disintesis oleh jalur yang sama dengan klorofil dan oleh karena itu struktur kimianya tidak sama dengan mereka, yang menyerap cahaya warna lain, dan mungkin juga memiliki variasi karena evolusi.
Pigmen aksesori yang sangat umum, misalnya, adalah karotenoid yang berbeda (yang menangkap cahaya dari rentang biru-hijau, perhatikan 3 dan memantulkan cahaya merah, oranye dan kuning). Dalam membran tilakoid, di setiap kompleks yang berfotosintesis hanya beberapa molekul klorofil a (dimer) yang bertanggung jawab untuk mendorong proses fotosintesis, sisa klorofil dan pigmen aksesori ditemukan sekitar itu. pasangan membentuk “kompleks antena” yang menangkap, dari cahaya yang mencapai mereka, warna yang diizinkan, dan mentransfer energi itu ke pasangan pusat. Kemudian fotosintesis melewati fase terang dan kemudian fase gelap.
Setiap pigmen memberikan warna yang berbeda untuk tanaman, dan kadang-kadang mereka bahkan menutupi warna hijau yang dipantulkan oleh klorofil, selalu ada. Misalnya, “ganggang hijau” terutama mengandung klorofil, sementara ganggang coklat juga memiliki fucoxanthin yang memberi mereka warna khasnya. Karena ada habitat di mana intensitas cahaya sangat rendah dalam warna yang diambil klorofil dan lebih tinggi dalam warna lain, pigmen aksesori memungkinkan tanaman untuk menjelajahi habitat yang seharusnya sulit dijangkau: misalnya, seperti Cahaya biru adalah yang memiliki penetrasi tertinggi dalam air, ganggang merah, yang mengandung berbagai pigmen yang menyerap warna kebiruan (dan memantulkan warna merah), mampu hidup di laut pada kedalaman yang lebih besar daripada ganggang lainnya.
Di laut, konsentrasi pigmen fotosintesis (khususnya klorofil a) terkait dengan kerapatan alga, sehingga estimasi ini banyak digunakan untuk memperkirakan kerapatan alga dalam kaitannya dengan kedalaman dan luas, dan mereka digunakan teknik sensor satelit (yang dapat mengenali warna yang diserap oleh pigmen) untuk tujuan ini.
Pada hewan
Ada hewan yang dapat memperoleh kloroplas melalui proses endosimbiosis yang berbeda dan yang tidak diwariskan. Dengan proses yang disebut kleptoplasti, organisme heterotrofik mengkonsumsi dan mempertahankan kloroplas dari organisme fotosintesis. Misalnya, dalam “siput laut”, sarcogloss Elysia chlorotica, yang merupakan organisme yang paling banyak dipelajari, kloroplas dikonsumsi bersama dengan alga yang merupakan bagian dari makanan organisme, sisa alga terdegradasi dan kloroplas adalah mereka menculik (mereka tetap berada dalam sitoplasma sel yang harus mendegradasi mereka, menjadi “kleptoplasts”), dengan cara ini mereka adalah bagian dari jaringan organisme yang memperoleh kemampuan untuk melakukan fotosintesis untuk waktu yang bisa beberapa bulan.
Efisiensi fotosintesis kleptoplas ini sangat tinggi sehingga jika intensitas cahayanya baik, moluska ini tidak perlu diberi makan. Basis umur panjang cleptoplast dan bagaimana mereka diintegrasikan ke dalam metabolisme inang adalah bidang penelitian yang intens
Persamaan mitokondria dan kloroplas
Kesamaan antara mitokondria dan kloroplas adalah mereka terlibat dalam memicu sel karena keduanya memproduksi dan menyimpan beberapa bentuk energi. Kloroplas adalah plastida berwarna hijau yang mengandung pigmen hijau disebut klorofil. Kloroplas adalah plastida yang berwarna hijau, umumnya berbentuk lensa, terdapat dalam sel tumbuhan lumut (Bryophyta), paku-pakuan (Pterydophyta) dan tumbuhan berbiji (Spermatophyta).
Sumber gini.com
EmoticonEmoticon