KLOROPLAS : Pengertian, Fungsi, Karakteristik Dan Posisinya
Kloroplas – adalah organel yang ditemukan dalam sel tanaman dan ganggang eukariotik yang melakukan fotosintesis.
Kloroplas menyerap sinar matahari dan menggunakannya bersamaan dengan air dan gas karbon dioksida untuk menghasilkan makanan bagi tanaman.
Kloroplas menangkap energi cahaya dari matahari untuk menghasilkan energi bebas yang disimpan dalam ATP dan NADPH melalui proses yang disebut fotosintesis.
Kloroplas adalah salah satu dari banyak organel unik dalam tubuh, dan umumnya dianggap berasal sebagai cyanobacteria endosimbiotik.
Dalam hal ini mereka mirip dengan mitokondria, tetapi hanya ditemukan pada tumbuhan dan protista.
Kedua organel dikelilingi oleh membran komposit bersel ganda dengan ruang antarmembran; keduanya memiliki DNA mereka sendiri dan terlibat dalam metabolisme energi; dan keduanya memiliki retikulasi, atau banyak lipatan, mengisi ruang batin mereka.
Kloroplas, struktur dalam sel tanaman dan ganggang hijau yang merupakan tempat fotosintesis, proses di mana energi cahaya diubah menjadi energi kimia, menghasilkan produksi senyawa organik kaya oksigen dan energi. Cyanobacteria fotosintesis adalah kerabat dekat kloroplas yang hidup bebas; Teori endosimbiotik menyatakan bahwa kloroplas dan mitokondria (organel penghasil energi dalam sel eukariotik) diturunkan dari organisme tersebut.
Karakteristik Kloroplas
Kloroplas adalah jenis plastid — tubuh bulat, oval, atau berbentuk cakram yang terlibat dalam sintesis dan penyimpanan bahan makanan. Kloroplas dibedakan dari jenis plastida lain dengan warna hijau mereka, yang dihasilkan dari adanya dua pigmen, klorofil a dan klorofil b. Fungsi pigmen-pigmen itu adalah untuk menyerap energi cahaya. Pada tanaman, kloroplas terjadi di semua jaringan hijau, meskipun terkonsentrasi terutama di sel parenkim daun mesofil.
Kloroplas kira-kira setebal 1–2 μm (1 μm = 0.001 mm) dan berdiameter 5-7 μm. Tertutup dalam bungkus kloroplas, yang terdiri dari membran ganda dengan lapisan luar dan dalam, di antaranya adalah celah yang disebut ruang antarmembran. Yang ketiga, membran internal, secara luas dilipat dan ditandai dengan adanya cakram tertutup (atau tilakoid), dikenal sebagai membran tilakoid.
Pada sebagian besar tanaman tingkat tinggi, tylakoids disusun dalam tumpukan ketat yang disebut grana (granular tunggal). Grana dihubungkan oleh lamellae stroma, ekstensi yang berjalan dari satu granum, melalui stroma, ke granum tetangga. Membran tilakoid menyelimuti daerah berair sentral yang dikenal sebagai lumen tilakoid. Ruang antara membran bagian dalam dan membran tilakoid diisi dengan stroma, sebuah matriks yang mengandung enzim terlarut, butiran pati, dan salinan genom kloroplas.
Alat Fotosintesis
Membran tilakoid mengandung klorofil dan kompleks protein yang berbeda, termasuk fotosistem I, fotosistem II, dan ATP (adenosin trifosfat) sintase, yang khusus untuk fotosintesis yang bergantung pada cahaya. Ketika sinar matahari menyerang tylakoids, energi cahaya merangsang pigmen klorofil, menyebabkan mereka melepaskan elektron.
Elektron kemudian memasuki rantai transpor elektron, serangkaian reaksi yang pada akhirnya mendorong fosforilasi adenosin difosfat (ADP) ke senyawa penyimpanan ATP yang kaya energi. Transpor elektron juga menghasilkan produksi zat pereduksi nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH).
ATP dan NADPH digunakan dalam reaksi cahaya-independen (reaksi gelap) fotosintesis, di mana karbon dioksida dan air berasimilasi menjadi senyawa organik. Reaksi fotosintesis ringan-independen dilakukan dalam stroma kloroplas, yang mengandung enzim ribulosa-1,5-bifosfat karboksilase / oksigenase (rubisco).
Rubisco mengkatalisasi langkah pertama fiksasi karbon dalam siklus Calvin (juga disebut siklus Calvin-Benson), jalur utama transportasi karbon pada tanaman.
Di antara yang disebut tanaman C4, langkah fiksasi karbon awal dan siklus Calvin dipisahkan secara spasial — fiksasi karbon terjadi melalui karboksilasi fosfoenolpiruvat (PEP) dalam kloroplas yang terletak di mesofil, sedangkan malat, produk empat karbon dari proses tersebut, diangkut. untuk kloroplas dalam sel bundel-selubung, di mana siklus Calvin dilakukan. Fotosintesis C4 berupaya meminimalkan hilangnya karbon dioksida menjadi fotorespirasi.
Pada tanaman yang menggunakan metabolisme asam crassulacean (CAM), karboksilasi PEP dan siklus Calvin dipisahkan sementara dalam kloroplas, yang pertama terjadi pada malam hari dan yang terakhir pada siang hari. Jalur CAM memungkinkan tanaman melakukan fotosintesis dengan kehilangan air minimal.
Genom Chloroplast Dan Transportasi Membran
Genom kloroplas biasanya melingkar (meskipun bentuk linear juga telah diamati) dan panjangnya sekitar 120-200 kilobase. Genom kloroplas modern, bagaimanapun, sangat berkurang ukurannya: selama evolusi, semakin banyak gen kloroplas telah ditransfer ke genom dalam inti sel.
Sebagai hasilnya, protein yang dikodekan oleh DNA nuklir menjadi penting untuk fungsi kloroplas. Oleh karena itu, membran luar kloroplas, yang dapat ditembus secara bebas ke molekul kecil, juga mengandung saluran transmembran untuk impor molekul yang lebih besar, termasuk protein yang dikodekan-nuklir.
Membran bagian dalam lebih terbatas, dengan transportasi terbatas pada protein tertentu (mis., Protein yang dikodekan-nuklir) yang ditargetkan untuk dilalui melalui saluran transmembran.