Σύντομα

Θεωρία ενδοσμωδιώσεως


Εξέλιξη των χλωροπλαστών

Οι χλωροπλάστες πιστεύεται ότι έχουν προέρχεται από φωτοσυνθετικούς προκαρυωτικούς οργανισμούς (μπλε άλγη), που εγκαθίστανται σε αερόβια ευκαρυωτικά πρωτόγονα κύτταρα endosymbiosis.

Αυτή η συμβίωση, πριν από περίπου 1,2 δισεκατομμύρια χρόνια, θα είχε οδηγήσει σε κόκκινα φύκια, στη συνέχεια σε καφέ και πράσινα φύκια και σε υψηλότερα λαχανικά.

Κατά τη διάρκεια της εξελικτικής διαδικασίας, τα πρόδρομα βακτηρίδια χλωροπλάστης μεταβίβασαν μέρος του γενετικού τους υλικού στο DNA του κυττάρου ξενιστή, βασιζόμενοι έτσι στο γονιδίωμα του κυττάρου-ξενιστή για να παράγει πολλές από τις πρωτεΐνες του.
Αυτή η προέλευση είναι παρόμοια με τα μιτοχόνδρια, αλλά υπάρχουν διαφορές όπως το μέγεθος των οργανιδίων, ο χλωροπλάστης είναι πολύ μεγαλύτερος από τα μιτοχόνδρια και η πηγή ενέργειας είναι διαφορετική, ο χλωροπλάστης χρησιμοποιεί φωτεινή ενέργεια ενώ τα μιτοχόνδρια χρησιμοποιούν χημική ενέργεια.

Χημική σύνθεση χλωροπλαστών

Οι χλωροπλάστες είναι τα πιο εμφανή οργανίδια φυτικών κυττάρων. Αποτελείται από 50% πρωτεΐνη, 35% λιπίδιο, 5% χλωροφύλλη, νερό και καροτενοειδή. Μερικές από τις πρωτεΐνες συντίθενται από τον πυρήνα του κυττάρου, αλλά τα λιπίδια συντίθενται μέσα στο ίδιο το οργανίδιο.
Ο αριθμός των χλωροπλαστών ρυθμίζεται από το κύτταρο. Υπάρχουν κύτταρα που περιέχουν μόνο ένα χλωροπλάστη, αλλά τα περισσότερα κύτταρα που εκτελούν φωτοσύνθεση περιέχουν περίπου 40 έως 200 χλωροπλάστες, οι οποίες κινούνται ως συνάρτηση της έντασης του φωτός και του κυτταροπλασματικού ρεύματος.
Παρόμοια με τα μιτοχόνδρια, οι χλωροπλάστες περιβάλλουν δύο μεμβράνες, μία εξαιρετικά διαπερατή εξωτερική και μία εσωτερική που απαιτεί ειδικές πρωτεΐνες για μεταβολική μεταφορά και ένα διαμεμβρανικό χώρο.

Μέσα στο οργανίδιο είναι ένας άμορφος πίνακας που ονομάζεται στρώμα που περιέχει διάφορα ένζυμα, κόκκους αμύλου, ριβόσωμα και ϋΝΑ.

Συνεχίζεται μετά τη διαφήμιση

Ωστόσο, η εσωτερική μεμβράνη χλωροπλάστη δεν διπλώνεται σε ράχες και δεν περιέχει αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων. Βυθισμένο στο στρώμα, υπάρχει ένα σύστημα μεμβράνης (διπλής στρώσης) το οποίο σχηματίζει ένα σετ δισκοειδών επίπεδων σακουλών που ονομάζονται τιλακοειδούς μεμβράνης (από Ελληνικά θυλάκος, σακούλα).

Η ομαδοποιημένη πισίνα δίσκου ονομάζεται μετά granum. Ο αυλός της μεμβράνης tilacoid ονομάζεται tilacoid χώρο. Στην μεμβράνη που εκτίθεται στο στρώμα βρίσκονται χλωροφύλλη συμμετέχοντας στη φωτοσύνθεση.

Οι χρωστικές που συνδέονται με διαφορετικές πρωτεΐνες και λιπίδια στις μεμβράνες των κολοβακτηριδίων και των στρωματικών τυλακοειδών σχηματίζουν σύμπλοκα συστήματα πρωτεΐνης-χλωροφύλλης που ονομάζονται φωτοσυστήματα. Υπάρχουν δύο τύποι φωτοσυστημάτων:

Φωτοσύστημα I: που βρίσκονται στην περιοχή της στρωματικής μεμβράνης, είναι τα μικρότερα ενδομεμβρανικά σωματίδια.

Φωτοσύστημα ΙΙ: που βρίσκεται σε κοκκώδη τυλακοειδή, που σχηματίζονται από μεγαλύτερα σωματίδια.

Γενετικό σύστημα χλωροπλαστών

Το γονιδίωμα του πλαστίδιου αποτελείται από ένα μικρό μόριο Κυκλικό DNA, με χαρακτηριστικά πολύ παρόμοια με εκείνα των μιτοχονδρίων και των βακτηριδίων.

Το πλασιδιακό DNA εμφανίζεται σε μεγαλύτερες ποσότητες και είναι πιο πολύπλοκο από τα μιτοχόνδρια. Υπάρχουν 30 έως 200 αντίγραφα του DNA ανά οργανέλα που περιέχει περίπου 120 γονίδια.
Η γενετική ακολουθία των χλωροπλαστών από διάφορα φυτά έχει οδηγήσει στην αναγνώριση πολλών από αυτά τα γονίδια. Μεταγράφουν όλα Ribosomal RNAs που συνθέτουν τα plastoribosomes και 30 διαφορετικοί τύποι μεταφορέων RNA.

Αυτό το γονιδίωμα κωδικοποιεί επίσης 20 ριβοσωμικές πρωτεΐνες, 30 πρωτεΐνες φωτοσύνθεσης και μερικές υπομονάδες RNA πολυμεράσης (πρωτεΐνες που εμπλέκονται στην γονιδιακή έκφραση).

Αλλά ακόμη και η σύνθεση των δικών τους πρωτεϊνών, περίπου το 90% των πρωτεϊνών χλωροπλάστης κωδικοποιούνται από τα πυρηνικά γονίδια που εισάγονται από το cytosol στο οργανίδιο.