Concetti Chiave
- La fotosintesi nei cloroplasti delle piante e dei protisti produce glucosio, fondamentale anche per gli organismi che si nutrono di queste piante.
- I cloroplasti, parte della famiglia dei plastidi, contengono pigmenti fotosintetici nei tilacoidi e hanno un proprio DNA e ribosomi.
- I plastidi possono trasformarsi in tipi diversi, con funzioni come la sintesi di pigmenti o l'accumulo di nutrienti, come avviene nei leucoplasti.
- I mitocondri svolgono la respirazione cellulare, estraendo energia dal cibo nelle cellule eucariotiche, e sono dotati di doppie membrane e DNA autonomo.
- La teoria dell'endosimbiosi suggerisce che i cloroplasti e i mitocondri derivano da antiche cellule batteriche inglobate da precursori delle cellule eucariotiche.
Indice
Produzione di energia nelle piante
Le piante e molti protisti producono energia con la fotosintesi. Questo processo sfrutta la luce solare per produrre glucosio e altre molecole nutrienti, che sostengono non solo l'organismo fotosintetico, ma anche gli organismi (esseri umani inclusi) che se ne cibano.
Negli eucarioti i siti della fotosintesi sono i cloroplasti . Ogni cloroplasto contiene molti strati di membrana. Due strati esterni racchiudono un fluido ricco di enzimi chiamato stroma. Immerso nello stroma si trova un terzo sistema di membrane ripiegate in tasche piatte chiamate tilacoidi, impilate una sull'altra e collegate fra loro a forma re strutture chiamate grani. I pigmenti fotosintetici come la clorofilla sono contenuti nei tilacoidi.
Funzioni dei plastidi
I cloroplasti fanno parte di una più ampia categoria di organuli vegetali chiamati plastidi. Alcuni plastidi, i cromoplasti, sintetizzano i pigmenti carotenoidi liposolubili di colore rosso, giallo e arancione che si trovano nelle carote e nei pomodori maturi. Altri plastidi, come i leucoplasti, hanno funzione di riserva di sostanze nutritive. Questi ultimi comprendono gli amiloplasti che immagazzinano molecole di amido e risultano importanti per le cellule specializzate nell'accumulo di nutrienti, come quelle che si trovano nelle patate e nei chicchi di mais. Un aspetto che rende i plastidi particolarmente interessanti è che ciascuno può trasformarsi in un plasmide di tipo diverso.
DNA e ribosomi nei plastidi
A differenza della maggior parte degli altri organuli, tutti i plastidi, inclusi i cloroplasti, contengono il proprio DNA e i propri ribosomi che codificano le proteine specifiche per mantenere la struttura e il funzionamento, inclusi alcuni degli enzimi necessari alla fotosintesi.
La crescita, la divisione cellulare, la produzione di proteine, la secrezione e molte reazioni chimiche che avvengono nel citoplasma richiedono un rifornimento costante di energia.
I mitocondri sono organuli che usano la respirazione cellulare per estrarre energia dalle molecole di cibo. Con l'eccezione di alcuni tipi di protisti, tutte le cellule eucariotiche sono dotate di mitocondri. Un mitocondrio ha due strati di membrana, una esterna e una interna. fortemente ripiegata su se stessa, che racchiude la matrice mitocondriale. La matrice contiene i ribosomi e il DNA che codifica per alcune delle proteine essenziali per il funzionamento del mitocondrio. I ripiegamenti della membrana interna, chiamati creste, ne aumentano in modo significativo la superficie: qui è localizzata la maggior parte degli enzimi che catalizzano le reazioni della respirazione cellulare. Le somiglianze fra cloroplasti e mitocondri- entrambi dotati di DNA e ribosomi propri, ed entrambi circondati da doppie membrane sono indizi riguardo all'origine delle cellule eucariotiche, un evento che sem
Teoria dell'endosimbiosi
E risalire a circa 2,7 miliardi di anni fa. Secondo la teoria dell'endosimbiosi, un antico organismo inglobò cellule batteriche; invece di trattarle come cibo e digerire, le trasformò in collaboratori, evolutosi poi in mitocondri e in cloroplasti. Le caratteristiche della struttura e del corredo genetico di batteri, mitocondri e cloroplasti sostengono fortemente l'ipotesi endosimbiotica.
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo dei cloroplasti nelle piante e nei protisti?
- Quali sono le caratteristiche strutturali dei cloroplasti?
- In che modo i mitocondri producono energia nelle cellule eucariotiche?
- Cosa suggerisce la teoria dell'endosimbiosi riguardo all'origine dei cloroplasti e dei mitocondri?
I cloroplasti sono i siti della fotosintesi negli eucarioti, dove la luce solare viene utilizzata per produrre glucosio e altre molecole nutrienti.
I cloroplasti contengono strati di membrana, con due strati esterni che racchiudono lo stroma e un sistema di membrane chiamate tilacoidi, impilate in strutture chiamate grani.
I mitocondri usano la respirazione cellulare per estrarre energia dalle molecole di cibo, con la maggior parte delle reazioni che avvengono nelle creste della membrana interna.
La teoria dell'endosimbiosi suggerisce che cloroplasti e mitocondri derivano da antiche cellule batteriche inglobate da un organismo, evolvendosi in collaboratori cellulari.
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