1. Modelos de organización celular: procariota y eucariota




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título1. Modelos de organización celular: procariota y eucariota
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11. CLOROPLASTO.



Son un tipo de plastos (orgánulos vegetales de doble membrana que se llaman cromoplastos si tienen pigmentos que le dan color como los cloroplastos que poseen el pigmento clorofila de color verde y se llaman lecucoplastos si no tienen pigmentos como los amiloplastos que almacenan almidón) que contienen clorofila un pigmento de color verde. Gracias a la clorofila pueden llevar a cabo la fotosíntesis, proceso en el que la energía luminosa se transforma en química, y se sintetiza materia orgánica a partir de materia inorgánica.
Estructura del cloroplasto
Son orgánulos de color verde, generalmente de forma alargada y de mayor tamaño que la mitocondria. Suele haber de 20 a 40 cloroplastos por célula. La envoltura posee una doble membrana: la membrana plastidal (o cloroplastidal) externa y la membrana plastidal interna que delimitan dos cámaras: un espacio interno llamado estroma, y un espacio intermembranoso.


La membrana externa contiene porinas que le confieren una gran permeabilidad (igual que en mitocondrias) para las moléculas pequeñas, mientras que la membrana interna es mucho menos permeable (igual que en mitocondrias), por eso presenta una gran cantidad de proteínas transportadoras específicas. El cloroplasto posee en su interior una tercera membrana llamada membrana tilacoidal que forma los tilacoides y grana, que están interconectados, formando una tercera cámara llamada lumen o espacio tilacoidal que corresponde al espacio interno de los tilacoides. La membrana tilacoidal o membrana de los tilacoides contiene las enzimas de la cadena de transporte de electrones, la ATPasa y enzimas y pigmentos encargados de captar la energía luminosa, el más importante de ellos es el pigmento clorofila. Los tilacoides son unos sáculos aplanados con forma de disco que se disponen paralelos al eje mayor del cloroplasto. Algunos tilacoides (tilacoides de grana) se apilan (como si fuera una pila de monedas) formando grupos, los grana (en singular granum), mientras que otros, de mayor longitud se extienden por todo el estroma y conectan los distintos grana entre sí (tilacoides de estroma). El estroma (espacio interno delimitado por la membrana interna) contiene, además de los tilacoides y grana, ADN bicatenario y circular, ribosomas llamados plastorribosomas (son ribosomas 70 S como los de las bacterias y mitocondrias), inclusiones de granos de almidón e inclusiones lipídicas (la materia orgánica formada en la fotosíntesis la almacenan como granos de almidón o gotas lipídicas) y enzimas que fijan el CO2 y lo transforman en materia orgánica. La más importante es la enzima rubisco (ribulosa–1,5-difosfato carboxilasa) que fija el CO2, siendo además, la proteína más abundante en la naturaleza.


Funciones del cloroplasto
La función básica del cloroplasto es realizar la fotosíntesis, en ella se distinguen 2 fases:


  • Fase dependiente de la luz o fase luminosa: sucede en la membrana de los tilacoides donde se encuentran los pigmentos fotosintéticos, la cadena de transporte de electrones y la ATPasa. Los pigmentos fotosintéticos captan la energía luminosa que se utiliza para romper moléculas de agua y obtener de ellas sus hidrógenos, en forma de protones y electrones:


energía luminosa + H2O  ½ O2 + 2H+ + 2e-
Los electrones pasan a la cadena de transporte de electrones. Al igual que sucede en la mitocondria, este transporte de electrones libera energía que se utiliza para transportar protones (H+), en este caso desde el estroma hasta el espacio tilacoidal, generando un gradiente electroquímico de protones que se utiliza para formar ATP. Aquí la fosforilación oxidativa recibe el nombre de fotofosforilación o fosforilación fotosintética. En el cloroplasto la cadena de transporte de electrones cede los electrones al coenzima NADP+ en lugar del O2 como sucedía en la mitocondria, para reducirlo y formar NADPH.


  • Fase independiente de la luz o fase oscura: sucede en el estroma y no necesita la presencia de luz. En esta fase se utiliza el ATP y el NADPH producido en la fase luminosa para reducir (añadir hidrógenos) moléculas inorgánicas como CO2 y sales minerales, por ejemplo nitratos (NO3-) y sulfatos (SO42-), para formar materia orgánica. La más frecuente es la formación de glúcidos con la fijación del CO2 conocida como ciclo de Calvin, produciéndose polisacáridos (almidón) que se almacenan en el estroma, aunque en el estroma también se puede fabricar y almacenar lípidos (inclusiones de almidón e inclusiones lipídicas respectivamente).


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