cloroplasto

cloroplasto

Organello caratteristico delle cellule vegetali, collocato nelle parti delle piante esposte alla luce (eccettuate le oloparassite, saprofite e Cianoficee). È di colore verde per la presenza nel suo interno di molecole di clorofilla e può avere forma e grandezza differenti nelle diverse specie: a nastro, stellata, reticolata, e così via; nelle piante inferiori, per lo più lenticolare (dalle Briofite alle Spermatofite). Al microscopio elettronico, il cloroplasto risulta costituito da una membrana esterna che racchiude delle lamelle (i tilacoidi) disposte parallelamente al suo asse maggiore, nelle quali sono localizzate le molecole di clorofilla. In alcuni punti i tilacoidi formano strutture (i grani o grana) simili a pile di monete, visibili al microscopio ottico come piccole macchie del cloroplasto. I cloroplasti, insieme ai mitocondri, hanno una origine endosimbiontica e possiedono un proprio DNA solitamente di tipo circolare (cpDNA, Chloroplast DNA). Nelle piante più evolute i cpDNA variano nelle dimensioni da 120 a 160 chilobasi, mentre nelle alghe verdi variano di norma da 85 a 292 chilobasi. Il numero di molecole di cpDNA in una cellula vegetale è molto variabile: dipende sia dal numero di molecole di cpDNA presenti in ciascun cloroplasto, sia dal numero di cloroplasto per cellula. Il sequenziamento completo del cpDNA della pianta del tabacco, Nicotiana tabacum, ha mostrato che i cloroplasti di questa specie contengono 150 geni. Il corredo genico essenziale comprende geni che codificano per gli RNA ribosomiali, gli RNA transfer, alcune proteine ribosomiali, vari peptidi dei fotosistemi coinvolti nella cattura della luce solare, la subunità catalitica dell’enzima ribulosio 1,5-difosfatocarbossilasi e 4 subunità di una RNA-polimerasi specifica di questo organello. I tre tipi di plastidi presenti nelle piante (i cromoplastidi contenenti pigmenti, gli amiloplastidi contenenti amido e gli elaioplastidi contenenti oli e lipidi) presentano lo stesso tipo di DNA e derivano da piccoli organelli ;circondati da membrana chiamati proplastidi. La biogenesi del cloroplasto è essenzialmente stimolata dalla luce. Con l’esposizione alla luce, infatti, il proplastidio aumenta di dimensioni e la membrana più interna delle due che lo circondano si espande per gemmare delle vescicole, che successivamente si dispongono in pile formando le strutture denominate grana. Nel cloroplasto neoformato vengono prodotti le proteine e i pigmenti di clorofilla necessari alla fotosintesi; queste sostanze sono prodotte e subito localizzate nelle membrane tilacoidi. A livello molecolare, l’esposizione alla luce comporta la trascrizione di numerosi geni. Una speciale classe di proteine pigmentate, i fitocromi, sembra mediare questa e altre risposte alla luce. Assorbendo energia luminosa, i fitocromi acquistano la capacità di indurre altre proteine a stimolare la trascrizione di geni coinvolti nella biogenesi del cloroplasto. (*)

→ Cellula. Fisiologia e patologia della cellula; Fisiologia delle piante; Proteine. Sintesi delle proteine e ribosomi