Os ribossomos são aglomerados de proteínas e nucleotídeos que fabricam enzimas e outras moléculas complexas exigidas pelo cloroplasto .

Eles estão presentes em grande número em todas as células vivas e produzem substâncias celulares complexas, como proteínas, de acordo com as instruções das moléculas do código genético do RNA.

Os tilacóides estão embutidos no estroma. Nas plantas, eles formam discos fechados, organizados em pilhas chamadas grana
, com uma única pilha chamada granum. São constituídos por uma membrana tilacóide circundando o lúmen, um material ácido aquoso contendo proteínas e facilitando as reações químicas do cloroplasto.
Lamelas
formam ligações entre os discos de grana, conectando o lúmen do pilhas diferentes.

A parte sensível à luz da fotossíntese ocorre na membrana dos tilacóides, onde a clorofila absorve a energia da luz e a transforma em energia química usada pela planta.
Clorofila: Fonte de energia dos cloroplastos
A clorofila é um fotorreceptor e pigmento encontrado em todos os cloroplastos.

Quando a luz atinge a folha de uma planta ou a superfície das algas, ela penetra no cloroplastos e reflete nas membranas tilacóides. Atingida pela luz, a clorofila na membrana libera elétrons que o cloroplasto usa para outras reações químicas.
Clorofila em plantas e algas verdes é principalmente a clorofila verde chamada clorofila a, o tipo mais comum. Absorve a luz azul-violeta e laranja-avermelhada enquanto reflete a luz verde, dando às plantas a sua cor verde característica.

Outros tipos de clorofila são os tipos b a e, que absorvem e refletem diferentes cores.

A clorofila tipo b, por exemplo, é encontrada nas algas e absorve alguma luz verde além do vermelho. Essa absorção da luz verde pode ser o resultado de organismos evoluindo perto da superfície do oceano, porque a luz verde pode penetrar apenas uma curta distância na água.

A luz vermelha pode viajar mais abaixo da superfície.
Membranas de cloroplasto e espaço entre membranas

Os cloroplastos produzem carboidratos, como glicose e proteínas complexas, que são necessárias em outras partes das células da planta.

Esses materiais devem ser capazes de sair do cloroplasto e apoiar a célula em geral e metabolismo de plantas. Ao mesmo tempo, os cloroplastos precisam de substâncias produzidas em outras partes das células.

As membranas de cloroplastos regulam o movimento de moléculas para dentro e para fora do cloroplasto, permitindo que pequenas moléculas passem enquanto usam mecanismos especiais de transporte. > para moléculas grandes. As membranas interna e externa são semi-permeáveis, permitindo a difusão de pequenas moléculas e íons.

Essas substâncias atravessam o espaço intermembranar e penetram nas membranas semi-permeáveis.

Grandes moléculas como proteínas complexas são bloqueadas pelas duas membranas. Em vez disso, para essas substâncias complexas, estão disponíveis mecanismos de transporte especiais para permitir que substâncias específicas cruzem as duas membranas enquanto outras são bloqueadas.

A membrana externa possui um complexo de proteínas de translocação para transportar certos materiais através da membrana, e a membrana interna possui um complexo correspondente e similar para suas transições específicas.

Esses mecanismos de transporte seletivo são especialmente importantes porque a membrana interna sintetiza lipídios, ácidos graxos e carotenóides
necessários para o próprio cloroplasto metabolismo.
O sistema tilacóide

A membrana tilacóide é a parte do tilacóide que está ativa no primeiro estágio da fotossíntese.

Nas plantas, a membrana tilacóide geralmente se forma fechada, fina sacos ou discos empilhados em grana e mantidos no lugar, cercados pelo fluido estroma.

O arranjo dos tilacóides em pilhas helicoidais permite um empacotamento apertado dos tilacóides e um complexo , estrutura de área superficial elevada da membrana tilacóide.

Para organismos mais simples, os tilacóides podem ter uma forma irregular e flutuar livremente. Em cada caso, a luz que atinge a membrana tilacóide inicia a reação da luz no organismo.

A energia química liberada pela clorofila é usada para dividir as moléculas de água em hidrogênio e oxigênio. O oxigênio é usado pelo organismo para a respiração ou é liberado na atmosfera enquanto o hidrogênio é usado na formação de carboidratos.

O carbono para esse processo vem do dióxido de carbono em um processo chamado fixação de carbono


O estroma e a origem do DNA do cloroplasto

O processo de fotossíntese é composto de duas partes: as reações dependentes da luz que começam com a luz interagindo com a clorofila e o escuro reações
(também conhecidas como reações independentes da luz) que fixam carbono e produzem glicose.

As reações à luz só ocorrem durante o dia quando a energia da luz atinge a planta, enquanto as reações escuras podem ocorrer a qualquer momento. As reações de luz começam na membrana dos tilacoides enquanto a fixação de carbono das reações escuras ocorre no estroma, o líquido semelhante à geléia que circunda os tilacóides.

Além de hospedar as reações escuras e os tilacóides, o estroma contém o DNA do cloroplasto e os ribossomos do cloroplasto. Como resultado, os cloroplastos têm sua própria fonte de energia e podem se multiplicar por si próprios, sem depender da divisão celular.

Aprenda sobre organelas celulares relacionadas em células eucarióticas: membrana celular e parede celular.

Esse recurso pode ser rastreado até a evolução de células e bactérias simples. Uma cianobactéria deve ter entrado em uma célula inicial e foi autorizada a permanecer porque o arranjo se tornou mutuamente benéfico.

Com o tempo, a cianobactéria evoluiu para a organela dos cloroplastos.
Fixação de carbono nas reações escuras
Os prótons dos átomos de hidrogênio são bombeados para o lúmen dentro dos tilacóides, tornando-os ácidos. Nas reações escuras da fotossíntese, os prótons se difundem de volta para o estroma através de uma enzima chamada ATP-sintase
.

Essa difusão de prótons através da ATP-sintase produz ATP, um produto químico de armazenamento de energia para as células.

A enzima RuBisCO
é encontrada no estroma e fixa carbono do CO2 para produzir moléculas de carboidratos de seis carbonos instáveis.

Quando as moléculas instáveis quebram abaixo, o ATP é usado para convertê-los em moléculas simples de açúcar. Os carboidratos do açúcar podem ser combinados para formar moléculas maiores, como glicose, frutose, sacarose e amido, que podem ser usadas no metabolismo celular.

Quando os carboidratos se formam no final do processo de fotossíntese, os cloroplastos da planta removeram carbono da atmosfera e o usaram para criar alimentos para a planta e, eventualmente, para todos os outros seres vivos.

Além de formar a base da cadeia alimentar, a fotossíntese nas plantas reduz a quantidade de dióxido de carbono com efeito de estufa na atmosfera. Dessa forma, plantas e algas, através da fotossíntese em seus cloroplastos, ajudam a reduzir os efeitos das mudanças climáticas e do aquecimento global.