Cloroplastos

Los cloroplastos son un tipo de cromoplastos que se localizan en las células vegetales fotosintéticas y en las algas verdes.

Se pueden mover por movimientos ameboideos y contráctiles, y se colocan en la parte de la célula que recibe mayor cantidad de luz. Las algas fotosintéticas suelen tener un gran cloroplasto, pero las células vegetales tienen algunas decenas.

El medio interno del cloroplasto se llama estroma, y está compuesto por una disolución de glúcidos, lípidos, prótidos, ácidos nucleicos, pigmentos, nucleótidos, sales y elementos.

Su principal función es capturar la energía lumínica y utilizarla en la síntesis de materia orgánica.

Estructura de los cloroplastos

Los cloroplastos están formados por una doble membrana (externa e interna), un espacio intermembranoso y un espacio interior o estroma, donde se encuentran los tilacoides, con forma de sáculos aplanados. En el cloroplasto se distingue:

• Membrana externa e interna. Su estructura es similar a la del resto de las membranas (60 por 100 son lípidos y el 40 por 100 proteínas). La membrana externa contiene porinas, por lo que es muy permeable, y la membrana interna, que es menos permeable, presenta proteínas de transporte específicas que regulan el paso de sustancias entre el hialoplasma y el estroma. Carecen de clorofila y, como en las mitocondrias, estas membranas tampoco tienen colesterol.
• Espacio intermembrana. De composición muy parecido al citosol, por la permeabilidad de la membrana externa.
• Tilacoides y grana. Son sáculos aplanados aislados o interconectados, parecidos a una pila de monedas formando una red interna membranosa. Se llama grana a cada uno de estos apilamientos, con un número variable de sacos. Las membranas de los tilacoides contienen todo lo necesario para realizar la fotosíntesis.

El 38 % son lípidos, el 50 % proteínas y el 12 % pigmentos (carotenoides y clorofilas). Las proteínas podemos clasificarlas en tres grupos:

• • Proteínas asociadas a los pigmentos: forman grandes complejos, integrados en la membrana.
  • Proteínas transportadoras de electrones: como en la mitocondria, aunque transportan los electrones desde el agua, hasta el NADP, que se reduce.
  • ATP-sintetasa, semejante a la de la membrana mitocondrial interna.
• Estroma. Es el espacio central del cloroplasto. Contiene en su interior:
  • Una molécula de ADN circular de doble cadena, que codifica la síntesis de proteínas del cloroplasto.
  • Ribosomas, (plastorribosomas) de 70S, como los de mitocondrias y bacterias.
  • Enzimas, de dos tipos:
    • Las que permiten reducir CO₂ a materia orgánica, como la rubisco.
    • Las que permiten la replicación, transcripción y traducción de la información del ADN del cloroplasto.

By Miguelsierra (Own work) [GFDL or CC BY-SA 4.0-3.0-2.5-2.0-1.0], via Wikimedia Commons

Funciones de los cloroplastos

Las principales funciones de los cloroplastos son:

• Fotosíntesis. Los cloroplastos se encargan de realizar la fotosíntesis. En la fotosínstesis se producen dos tipos de reacciones:
  • Reacciones dependientes de la luz, como las que producen ATP y NADPH.
  • Reacciones independientes de la luz, que utilizan la energía obtenida por las que dependen de la luz, para fijar CO₂ y formar glúcidos principalmente.

Se distinguen dos fases de la fotosíntesis:

• • Luminosa (obtención de energía). Se produce en las lamelas y granas. Dependen directamente de la luz. Como producto, se obtiene ATP (energía química), y NADPH (un potente reductor). La energía solar activa un electrón de la clorofila, que se va desplazando por una cadena de transporte. La energía que se obtiene se emplea en bombear protones a través de la membrana del tilacoide. El gradiente electroquímico que se crea se aprovecha para sintetizar ATP. La clorofila recupera los electrones perdidos, al romperse la molécula de agua, que se oxida, dejando libre al oxígeno. El último aceptor de electrones de la cadena es el NADP, que se reduce a NADPH.
  • Oscura (fijación del CO₂). Se produce en el estroma. Estas reacciones pueden realizarse en la oscuridad, ya que no dependen directamente de la luz. El ATP y el NADPH, obtenidos en la fase luminosa, se utilizan como fuente de energía y como reductor, respectivamente, transformando los compuestos inorgánicos (dióxido de carbono) en compuestos orgánicos (glúcidos).
• Biosíntesis de ácidos grasos. Utilizan los glúcidos, el NADPH y el ATP sintetizados en la fase lumínica de la fotosíntesis.
• Reducción de nitratos a nitritos. Los nitritos se reducen a amoníaco, que es la fuente de nitrógeno para la síntesis de los aminoácidos y de los nucleótidos.