Viherhiukkaset ovat organelleja esittää vuoden sytoplasmassa ja eukaryoottisolut fotosynteesi (kasvit, levät). Ne ovat herkkiä altistuminen eri aaltojen ja valon spektrin . Niillä on tärkeä rooli kasvisolun toiminnassa, koska ne antavat mahdollisuuden kaapata valo, joka on fotosynteesin alkuperä . Kautta klorofylli niillä ja niiden hienorakenteessa , nämä soluelimiin voivat siirtää energiaa kuljetetaan fotonit molekyyleihinvettä . Kloroplasteilla on tärkeä rooli hiilen kierrossa muuttamalla ilmakehän hiili orgaaniseksi hiileksi. Kloroplastit kuuluvat organellien perheeseen, joita kutsutaan plastideiksi ; nämä ovat seurausta endosymbiosis on sinilevä , noin 1,5 miljardia vuotta sitten.
Kloroplastitransformaatio aikana havaittiin tieteellistä tutkimusta on kasveja . Ensimmäinen tutkimus alkoi Joseph Priestleyn kanssa vuonna 1772 . Hän oli kiinnostunut kaasujen tutkimuksesta ja tunnisti useita niistä. Myöhemmin hän osoitti, että kasvit pystyvät regeneroimaan eläimistä tulevat kaasut .
Neljä vuotta myöhemmin Jan Ingenhousz ottaa vastaan Priestleyn työn ja osoittaa, että hapen vapautuminen tapahtuu vain valossa . Yön aikana kasvit vapauttavat kaasun, mikä tekee kynttilän polttamisesta mahdotonta .
Vuoden lopulla XVIII nnen vuosisadan , tutkimus on todennut, että kuten eläimiä, kasveja hengittää. Vuonna 1837 , Henri Dutrochet huomasivat, että vihreä pigmentti lehdet oli klorofylli . Vuonna 1862 , Julius von Sachs osoittanut, että klorofylli rinnastaminen tapahtuu kloroplastit. Vasta vuonna 1898 tiedemies Charles Reid Barnes loi termin fotosynteesi .
Kloroplastit löytyvät fotosynteettisten eukaryoottisolujen sytoplasmasta . In levät suvun Chlamydomonas , on yksi viherhiukkaseen solua kohti, yleensä kellomainen ja miehittää merkittävä osa sytoplasmaan.
Korkeammissa kasveissa suurin osa antenniosista sisältää sen, eniten lehtiä (lehtipuuta tai ei). Niiden suosikki paikka on erityisesti lehden mesofylli , jossa kukin solu voi sisältää useita kymmeniä kloroplasteja. Erilaiset ilmakudokset sisältävät vähän sitä: orvaskeden reunustavat solut, pohjaveden suolasolut (soluryhmät, jotka evakuoivat vettä joissakin lehdissä). Kuori ja petioles sisältää hieman, mutta yleensä soluja, joita ei altistettu valolle kankaita, kuten juuret , eivät sisällä.
Kloroplastien koko on luokkaa mikrometriä (um). Ne ovat usein litistettyjä levyjä, joiden halkaisija on 2 - 10 um ja paksuus noin 1 um. Kloroplasti on organelli, joka koostuu kahdesta kalvosta, jotka on erotettu kalvojen välisellä tilalla (2). Se sisältää kalvoverkon, joka koostuu litistetyistä pusseista, joita kutsutaan tylakoideiksi (8) ja jotka uivat stromassa (4) (kloroplastisessa nesteessä). Tylakoidit koostuvat ontelosta (tilan sisäinen tilakoidi , 5), jota ympäröi kalvo (6), ja ne sisältävät klorofylliä (vihreät pigmentit) ja karotenoideja (oranssin keltaiset pigmentit). Pinoa tylakoideja kutsutaan granumiksi (7) (monikko: grana ). Toisaalta strooma sisältää joitain varauksia tärkkelyksen muodossa (9) ja lipidirakenteita, joiden rooli on vielä huonosti ymmärretty, plastoglobuliinit (12).
Lisäksi nämä organellit sisältävät DNA: ta ryhmiteltyinä nukleoideiksi (11); kukin kloroplasti voi sisältää jopa 100 kopiota genomista. Kloroplastin genomissa olevat DNA-molekyylit ovat yleensä lineaarisia tai haarautuneita. Kloroplastin genomi on hyvin pieni, 37 - 220 kb ja sisältää yleensä noin sata geeniä, kun taas syanobakteerin (kloroplastien alkuperä) genomi on useita megabaaseja ja sisältää useita tuhansia geenejä.
Ribosomit (10) koostuvat rRNA , syntetisoitiin kloroplasteissa, ja koodaamien proteiinien tuman genomiin ja kloroplastin.
Kloroplastin DNA ei salli sen tyydyttää kaikkia tarpeitaan; solun ja kloroplastien välillä on yhteistyö, joka on analoginen solun ja sen mitokondrioiden välisen suhteen kanssa. Esimerkiksi ribuloosi 1,5-bisfosfaattikarboksylaasi / oksigenaasi (tai Rubisco ) koostuu kahdesta osasta: iso ja pieni, jotka kukin toistetaan kahdeksan kertaa. Suuri alayksikkö (55 kDa) muodostuu kloroplastissa, ja pieni alayksikkö (15 kDa) syntetisoidaan solun sytoplasmassa esiasteina ja siirtyy sitten kloroplastiin. Sen uskotaan olevan biosfäärimme runsain proteiini. Yleensä ydin-DNA: n koodaamat, mutta kloroplastin lokalisointiin tarkoitetut proteiinit syntetisoidaan esiasteina, jotka on varustettu N-terminaalisella siirtosignaalilla, joka koostuu noin 50 aminohapon peptidistä (vaihteleva koko proteiinista toiseen). ja joka pilkotaan kulkiessaan kloroplastin sisällä päättyäkseen kypsään proteiiniin. Kloroplastin tyliakoidikalvolle tarkoitetut proteiinit voidaan varustaa jopa kahdella siirtosekvenssillä, joista ensimmäinen tulee kloroplastiin, toinen integroidaan kalvoon. Nämä mekanismit sisältävät kaksi proteiinikompleksia, jotka tunnetaan nimellä TIC ja TOC.
Kloroplasti on fotosynteesin paikka . Se absorboi valoenergiaa epäorgaanisen hiilen (CO 2) kiinnittämiseen) glukoosin muodossa , tämän prosessin aikana tuotetaan myös kemiallista energiaa adenosiinitrifosfaatin (ATP) muodossa . Tämä ATP osallistuu fotosynteesin fotokemialliseen vaiheeseen.
Kloroplastiin absorboi koko spektrin näkyvän valon paitsi vihreä, miksi kasvilehdet on vihreä ulkonäkö. Klorofylli löytyy tyloidikalvosta . Eri vaiheissa fotosynteesin, jotka muuntavat valon kemialliseksi energiaksi tapahtuu tylakoidi, kun taas vaiheet muuntaa energian hiilihydraatti tapahtuu stroomassa ja viherhiukkasessa.
Kloroplastilla on myös rooli hiilen , typen , rikin kiinnittymisessä tai lipidien biosynteesissä .
Yksi kloroplastin suojaukseen osallistuvista proteiineista on OsCEST- proteiini .
In paljassiemeniset kloroplastissa lähetetään jälkeläisten kautta siitepölyn, kun taas useimmissa kukkivat kasvit siirto on kautta munasolu. Tällä hetkellä on kuitenkin monia dokumentoituja tapauksia, joissa angiospermit perivät kloroplastinsa urospuolisilta vanhemmiltaan siitepölyn kautta.
Kloroplastit ovat seurausta endosymbioosista , toisin sanoen primitiiviset eukaryoottisolut nauttivat syanobakteereja 1,5 tai 1,6 miljardia vuotta sitten ja elivät sitten symbioosissa heidän kanssaan. Vertailun vuoksi mitokondriot peräisin endosymbiosis olevan alphaproteobacterium jonka alkeellinen solu noin 2 miljardia vuotta sitten.
Endosymbioosia on kahta tyyppiä:
Kalvojen lukumäärän vähenemisen seurauksena joissakin dinofyytteissä tunnetaan myös kolmimembraaniset kloroplastit .
Vihreä ja punainen viiva voidaan erottaa riippuen siitä, ovatko sekundääriset endosymbioosiplastidit peräisin vastaavasti vihreistä tai punalevistä.