Cloroplasti

Cloroplasti e fotosintesi

Gli organismi autotrofi fotosintetici, come le piante verdi, soddisfano il proprio fabbisogno di energia catturando l’energia radiante della luce solare e la trasformano in energia chimica immagazzinata in molecole organiche. Tale processo complesso viene detto fotosintesi e richiede particolari pigmenti, il più comune dei quali è la clorofilla; tuttavia esso ha luogo solo se le molecole di clorofilla sono inserite in un sistema di membrane poste all’interno di un organulo cellulare detto cloroplasto, dotato di DNA in forma di cromosoma che è organizzato in modo simile a quello della cellula batterica.

La cellula di una foglia ha di solito 40-50 cloroplasti, per cui si stima che siano 500.000 i cloroplasti per millimetro quadrato di superficie fogliare. Gran parte della fotosintesi avviene, in una pianta erbacea comune come il tarassaco, nelle cellule a palizzata, cellule allungate che si trovano subito sotto le cellule epidermiche. Queste cellule sono provviste di un grosso vacuolo centrale e di numerosi cloroplasti che si muovono nel citosol orientandosi verso la luce.

Struttura dei cloroplasti

Il sistema di due membrane che delimita il cloroplasto forma una serie di pacchetti di vescicole appiattite e chiuse, interconnesse, dette tilacoidi, che costituiscono un terzo sistema di membrane. I tilacoidi hanno intorno una soluzione densa, lo stroma, di composizione diversa dal citosol. Sui tilacoidi sono distribuiti i pigmenti fotosintetici e l’intero apparato della fase luminosa della fotosintesi.

Fasi della fotosintesi

La reazione della fotosintesi avviene in due stadi: il primo stadio, ossia le reazioni luce-dipendenti, si svolge nelle membrane dei tilacoidi, mentre il secondo stadio, le reazioni luce-indipendenti, avviene nello stroma. Nei tilacoidi la clorofilla e le altre molecole costituiscono delle unità dette fotosistemi: ogni unità contiene 250-400 molecole di pigmento che funzionano come antenne per catturare la luce. L’energia luminosa assorbita dai pigmenti antenna passa saltando da un pigmento all’altro del fotosistema per raggiungere la clorofilla a centro di reazione del fotosistema.

Nelle cellule vegetali esistono due tipi di fotosistema: fotosistema II e fotosistema I.