¿Qué son los Cloroplastos y de qué están compuestos?

¿Qué son los Cloroplastos y de qué están compuestos?

La fotosíntesis es un proceso por el que una célula transforma energía de luz y materia inorgánica en energía química para almacenarla en materia orgánica y poder aprovecharla en el futuro en el largo plazo.

La fotosíntesis ocurre en unos órganos de las células vegetales llamados “cloroplastos” que son como pequeñas fábricas de energía o limitadas por una envoltura de dos membranas permeables. Una célula vegetal tiene entre 50 y 200 cloroplastos. Un milímetro cuadrado de tejido tiene alrededor de 500 mil cloroplastos.

Cloroplasto

Dentro de los cloroplastos existen los “tilacoides” y el “estroma”.

Cloroplastos

Los “tilacoides” son unos sacos aplanados delimitados por unas membranas llamadas “lúmen” que tienen incrustados pigmentos fotosintéticos, grasas, proteínas y enzimas que están arreglados en “fotosistemas”. Los “tilacoides” pueden estar apilados uno sobre otro como monedas en montones llamados “granas” que están conectados entre sí por pequeños túbulos.

Tilacoides

Los pigmentos son compuestos químicos que absorben y reflejan ciertas ondas electromagnéticas de luz visible. El pigmento de clorofila es una molécula estable verdosa donde el ion central es magnesio unido a una molécula orgánica porfirina en forma de anillo con 4 átomos de nitrógeno y éstos a su vez conectados con una molécula orgánica compleja. La molécula tiene electrones libres como un conductor.

Molécula de Clorofila

Los pigmentos de clorofila en una planta ocurren únicamente bajo la presencia de luz. Aunque una semilla germine sin luz, tendrá “protoplastos” con un color verde-amarillento con “protoclorofila”, que en presencia de luz adquirirá su pigmento verde formando un cloroplasto. Cuando llega el otoño o una fruta madura, el cloroplasto se puede convertir en “protoplasto”.

Fusión de Protoplastos

Los “fotosistemas” son sistemas que capturan fotones de luz. Cada fotosistema tiene alrededor de 200 moléculas de clorofila y otros pigmentos, pero únicamente 1 molécula de clorofila “a” en cada fotosistema convierte los fotones de luz en energía química.

Fotosistema

Existen dos tipos de “fotosistemas” que se clasifican dependiendo de la relación entre su molécula de pigmento de clorofila “a” con las otras proteínas en el lúmen del tilacoide.

Los fotosistemas con clorofila que reciben ondas con un máximo de longitud de onda de 700 nanómetros son los “fotosistemas I” (FSI) y predominan en los tilacoides que no están apilados.

Los fotosistemas que reciben ondas con un máximo de longitud de onda de 680 nanómetros son los “fotosistemas II” (FSII) predominando en los tilacoides apilados o granas. En la mayoría de las plantas se usan ambos fotosistemas de forma coordinada.

Fotosistemas y proceso de fotosíntesis

Además de la clorofila están otros pigmentos como la clorofila b, los carotenoides, el beta caroteno y las xantofilas que absorben la energía que la clorofila no absorbe.

Capacidad de pigmentos en la fotosintesis

El cloroplasto está limitado por dos membranas con proteínas, y dentro de la membrana interior existe una sustancia gelatinosa llamada el “estroma” que llena el cloroplasto está en contacto con los “fotosistemas”. En el estroma existen moléculas de agua, dióxido de carbono, ADN, ribosomas, gránulos, grasas, gránulos de almidón, y otras sustancias como la enzima RuBisCO.

Estroma

Los gases como el oxígeno, el dióxido de carbono y otros entran a la hoja de forma regulada a través de aberturas especiales llamadas “estomas” que están en la cara posterior de las hojas, mientras que el agua, los nitrógenos y el azufre son absorbidas del suelo por medio de las raíces y entran a la hoja por medio de vasos de xilema.

Estomas