O cloroplasto, encontrado apenas nas células das algas e das plantas, é uma organela celular que produz energia através da fotossíntese. A palavra cloroplasto vem das palavras gregas khloros, que significa “verde”, e plastes, que significam “formado”. Possui uma alta concentração de clorofila, a molécula que capta energia luminosa, e isso dá a muitas plantas e algas uma cor verde. Como a mitocôndria, acredita-se que o cloroplasto tenha evoluído a partir de bactérias que já existiam.

Quais as funções do cloroplasto?

Os cloroplastos são a parte das células vegetais e algas que realizam a fotossíntese, o processo de conversão da energia luminosa em energia armazenada na forma de açúcar e outras moléculas orgânicas que a planta ou a alga usa como alimento. A fotossíntese tem dois estágios. No primeiro estágio, ocorrem as reações dependentes da luz.

Essas reações capturam a luz solar através da clorofila e carotenoides para formar adenosina trifosfato (ATP, a moeda energética da célula) e nicotinamida adenina dinenucleotídeo fosfato (NADPH), que transporta elétrons. O segundo estágio consiste nas reações independentes da luz, também conhecidas como ciclo de Calvin.

No ciclo de Calvin, os elétrons transportados pelo NADPH convertem dióxido de carbono inorgânico e em molécula orgânica na forma de carboidrato, um processo conhecido como fixação de CO2. Carboidratos e outras moléculas orgânicas podem ser armazenados e usados ​​posteriormente para obter energia.

Os cloroplastos são essenciais para o crescimento e a sobrevivência de plantas e algas fotossintéticas. Como os painéis solares, os cloroplastos absorvem a energia luminosa e a convertem em uma forma utilizável que alimenta as atividades. No entanto, algumas plantas não têm mais cloroplastos.

Um exemplo é o gênero de plantas parasitas raflésia, que obtém seus nutrientes de outras plantas, especificamente as videiras Tetrastigma. Como a raflésia obtém toda sua energia ao parasitar outra planta, ela não precisa mais dos seus cloroplastos e perdeu os genes que codificam o desenvolvimento do cloroplasto por um longo período de tempo evolutivo. A raflésia é o único gênero de planta terrestre que não possui cloroplastos.

Estrutura dos cloroplastos

Os cloroplastos, como as mitocôndrias, têm formato oval e têm duas membranas: uma membrana externa, que forma a superfície externa do cloroplasto, e uma membrana interna que fica logo abaixo. Entre a membrana externa e interna existe um fino espaço intermembranar com cerca de 10 a 20 nanômetros de largura.

O espaço dentro da membrana interna é chamado estroma. Enquanto as membranas internas das mitocôndrias têm muitas dobras chamadas cristais para absorver a área superficial, as membranas internas dos cloroplastos são lisas. Em vez disso, os cloroplastos têm muitos pequenos sacos em forma de disco chamados tilacoides dentro do estroma.

Em plantas vasculares e algas verdes, os tilacoides são empilhados uns sobre os outros, e uma pilha de tilacoides é chamada de granum. Os tilacoides contêm clorofilas e carotenoides, e esses pigmentos absorvem a luz durante o processo de fotossíntese. Os pigmentos absorventes de luz são agrupados com outras moléculas, como proteínas, para formar complexos conhecidos como fotossistemas. Os dois tipos diferentes de fotossistemas são fotossistemas I e II, e eles têm papéis em diferentes partes das reações dependentes da luz.

No estroma, as enzimas produzem moléculas orgânicas complexas que são usadas para armazenar energia, como carboidratos. O estroma também contém seu próprio DNA e ribossomos, semelhantes aos encontrados nas bactérias fotossintéticas. Por esse motivo, acredita-se que os cloroplastos tenham evoluído nas células eucarióticas a partir de bactérias de vida livre, assim como as mitocôndrias.

Função dos cloroplastos

Os cloroplastos são estruturas de plantas essenciais para a fotossíntese. (Foto: Facts Legend)

Evolução dos cloroplastos

Pensa-se que os cloroplastos se tornaram parte de certas células eucarióticas da mesma maneira que as mitocôndrias foram incorporadas em todas as células eucarióticas: existindo como cianobactérias de vida livre que tinham uma relação simbiótica com uma célula, gerando energia para a célula em troca de um lugar seguro para morar e, eventualmente, evoluindo para uma forma que não poderia mais existir separadamente da célula. Isso é chamado de teoria endossimbiótica.

A evidência de que os cloroplastos evoluíram a partir de bactérias é muito semelhante à evidência de que as mitocôndrias evoluíram a partir de bactérias. Os cloroplastos têm seu próprio DNA separado, circular, como o de uma célula bacteriana, e herdado maternalmente (somente da alga da planta mãe).

Novos cloroplastos são formados por fissão binária, ou divisão, que é como as bactérias se reproduzem. Essas formas de evidência também são encontradas nas mitocôndrias. A única diferença é que acredita-se que os cloroplastos tenham evoluído a partir de cianobactérias, enquanto as mitocôndrias evoluíram a partir de bactérias aeróbicas. (A mitocôndria não pode fotossintetizar; o processo de respiração celular ocorre lá.)

A estrutura dos cloroplastos é semelhante à das cianobactérias; ambos têm membranas duplas, DNA circular, ribossomos e tilacoides. Acredita-se que a maioria dos cloroplastos veio de um ancestral comum que engoliu uma cianobactéria entre 600-1600 milhões de anos atrás.

Termos relacionados de biologia

Tilacoide – discos achatados no estroma do cloroplasto que contêm clorofila e carotenoides e realizam a fotossíntese.

Fotossíntese – A conversão da energia luminosa em energia química na forma de moléculas orgânicas.

Relação simbiótica – Uma estreita interação biológica entre duas espécies diferentes.

Algas – Um grande grupo de organismos fotossintéticos, incluindo algas, algas gigantes e diatomáceas.

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