Saltar la navegación

12- Los plastos

Cloroplasto
Esquema de cloroplasto, tomada de Wikipedia.

Son orgánulos celulares exclusivos de las células vegetales. Los cloroplastos son polimorfos y de color verde, debido a la presencia del pigmento clorofila.
En las algas, las formas son muy diversas, por ejemplo en el alga Spirogyra sólo hay dos y tienen forma de cinta. En las plantas superiores, la forma más abundante es la de disco lenticular, aunque también los hay ovoides y esféricos.
El conjunto de plastos de una célula se denomina plastidoma.
Fueron descritos en 1883, aunque ya habían sido observados en algunas algas filamentosas por A. van Leeuwenhoek.
Todos los plastos proceden de proplastidios, que son pequeños orgánulos indiferenciados, presentes en las células meristemáticas.
Se caracterizan por tener información genética propia y poseer una envoltura formada por una doble membrana.

Tipos

Se distinguen los siguientes tipos de plastos:

  • Etioplastos: cuando la célula vegetal crece en la oscuridad se forman los etioplastos. En su sistema de membranas posee un pigmento amarillo, precursor de la clorofila, la protoclorofila. Si estas células se exponen a la luz, los etioplastos se convierten en cloroplastos y la protoclorofila se transforma en clorofila.
  • Cromoplastos: dan el color amarillo, anaranjado o rojo a flores y frutos de muchos vegetales. Ello se debe a que acumulan pigmentos carotenoides.
  • Leucoplastos: son de color blanco. Se localizan en las partes del vegetal que no son verdes. Entre ellos destacan los amiloplastos, que acumulan almidón en los tejidos de reserva.
  • Cloroplastos: se localizan en las células vegetales fotosintéticas. Suelen tener forma lenticular, con un diámetro comprendido entre 3 y 10 micras y un espesor de 1 a 2 micras. Son de color verde debido a la presencia de la clorofila y suele haber unos 40 por célula.
    Cada cloroplasto está limitado por una doble membrana, la membrana interna y la externa y entre ellas se sitúa el espacio intermembrana. La membrana interna, al contrario que las mitocondrias, no tiene crestas y delimita un gran espacio central, el estroma, en el que se encuentra un tercer tipo de membrana, la membrana tilacoidal.
    Tenemos que distinguir entre:
    - Membranas tilacoidales. Estas membranas forman una red de discos aplanados y cerrados, los tilacoides, cuyas membranas se encuentran orientadas según el eje mayor del cloroplasto. En estas membranas tiene lugar el transporte de electrones y la síntesis de ATP. Poseen las clorofilas y las proteínas necesarias para la realización de la fase luminosa de la fotosíntesis.

    - Tilacoides de grana. Son discos aplanados que se apilan unos sobre otros como si fueran monedas. Cada una de estas pilas de tilacoides se denomina grana.
    - Tilacoides de estroma o lamelas. Son sáculos que se extienden por el estroma y comunican los tilacoides de los diferentes granas.

Componentes químicos de los cloroplastos

Los componentes químicos más importantes de los cloroplastos son los siguientes:
- En las membranas interna y externa el 60% son lípidos y el 40% proteínas. Carecen de clorofila y entre las proteínas destacan las de transporte entre el hialoplasma y el estroma. Al igual que en las mitocondrias, las membranas carecen de colesterol y la externa es mucho más permeable que la interna.
- En las membranas tilacoidales el 38% son lípidos, el 50% proteínas y el 12% pigmentos. Los pigmentos son fundamentalmente de dos tipos: carotenoides (2%) y clorofilas (10%). En algunas algas aparecen pigmentos accesorios como la ficocianina o la ficoeritrina. Entre las proteínas destacan las transportadoras de electrones y una ATP-sintetasa similar a la de la membrana interna de las mitocondrias.
- En el estroma el contenido está formado por ADN cloroplástico, doble y circular, con información para sintetizar las proteínas del cloroplasto, ribosomas (plastoribosomas) semejantes a los de las mitocondrias y a los de las bacterias, y numerosos enzimas necesarios para la fotosíntesis.

Funciones de los cloroplastos

  • Los cloroplastos son orgánulos presentes en el citoplasma de todas las células vegetales fotosintéticas. Se ocupan de realizar la fotosíntesis, que transcurre en dos fases:
    1. Fase luminosa. Se realiza en la membrana de los tilacoides, donde de se hallan los fotosistemas, la cadena de transporte de electrones y la ATP sintetasa. Todos intervienen en la conversión de la energía lumínica en energía química (ATP) y en la generación de una fuente de poder reductor (NADPH).
    2. Fase oscura. Se produce en el estroma, en el que se encuentra la enzima RuBisCO, que se encarga de la fijación del CO2, mediante el ciclo de Calvin.
    La principal actividad de los cloroplastos es la realización de la fotosíntesis, en la que la materia inorgánica es transformada en materia orgánica (fase oscura de la fotosíntesis) utilizando la energía bioquímica (ATP) obtenida a partir de la energía solar, mediante los pigmentos fotosintéticos y la cadena transportadora de electrones de los tilacoides (fase luminosa de la fotosíntesis). Al igual que en las mitocondrias, la síntesis de ATP se realiza mediante la quimioósmosis. Los electrones excitados por la luz, ricos en energía, al recorrer la cadena de proteínas situadas en la membrana de los tilacoides (cadena transportadora de electrones), van cediendo su energía, que es utilizada para bombear H+ hacia el interior de los tilacoides. Esto origina un gradiente químico de H+, cuya energía es utilizada por las ATP sintetasas para la formación de ATP.
  • Otras vías metabólicas, que se realizan en el estroma, son la biosíntesis de proteínas y la replicación del ADN
  • Biosíntesis de ácidos grasos. Para ello utilizan los glúcidos, el NADPH“ y el ATP sintetizados.
  • Reducción de nitratos a nitritos. Los nitritos se reducen a amoniaco, que es la fuente de nitrógeno para la síntesis de los aminoácidos y de los nucleótidos.

Para saber más: Origen de las mitocondrias y los cloroplastos

La teoría endosimbiótica trata de explicar el origen de las mitocondrias y los cloroplastos mediante una serie de incorporaciones simbiogenéticas. Esta teoría se formuló a comienzos del siglo XX y en 1967 la popularizó  Lynn Margulis.
La teoría endosimbiótica defiende que células primitivas, anaerobias y heterótrofas, con capacidad fagocítica y con su ADN confinado en el interior de un núcleo incipiente, realizaron una serie de incorporaciones, cuyo resultado fue la aparición de las mitocondrias y los cloroplastos.

Las primitivas células eucariotas fagocitaron bacterias aeróbicas que, en lugar de ser digeridas, se quedaron en el citoplasma, donde se reprodujeron libremente hasta transformarse en mitocondrias. 
En un proceso similar, los cloroplastos derivarían de cianobacterias (fotosintéticas oxigénicas) que fueron fagocitadas y retenidas por células eucariotas que ya poseían mitocondrias.

Ahora tú: preguntas Verdadero-Falso

Actividad 1

Pregunta 1

Cada cloroplasto está limitado por una doble membrana, la membrana interna y la externa y entre ellas se sitúa el espacio intermembrana.

Pregunta 2

Los cloroplastos son orgánulos presentes en el citoplasma de todas las células vegetales fotosintéticas. Se ocupan de realizar la fotosíntesis.

Pregunta 3

El conjunto de plastos de una célula se denomina plastidoma.

Pregunta 4

La fase oscura de la fotosíntesis se produce en el estroma, en el que se encuentra la enzima RuBisCO, que se encarga de la fijación del CO2, mediante el ciclo de Calvin.

Pregunta 5

 La fase luminosa se realiza en la membrana de los tilacoides, donde de se hallan los fotosistemas, la cadena de transporte de electrones y la ATP sintetasa.

Creado con eXeLearning (Ventana nueva)