Cloroplasto

Un cloroplasto è un organello delle cellule vegetali dove avviene la fotosintesi (il processo del metabolismo che permette ad alcuni organismi di sintetizzare sostanze organiche usando la luce solare come fonte di energia).

Delimitati da due membrane, i cloroplasti hanno vescicole chiamate tilakoidi che ospitano molecole capaci di convertire l'energia luminosa dei raggi solari in energia chimica. Una di queste molecole è la clorofilla.

La membrana esterna del cloroplasto ha un gran numero di proteine chiamate porine. Nella membrana interna, invece, le porine sono più piccole. All'interno del cloroplasto, si può riconoscere lo stroma, una cavità dove si fissa l'anidride carbonica. All'interno si trovano anche i tilacoidi, con clorofilla, carotenoidi e altri pigmenti fotosintetici.

Nel cloroplasto è possibile riconoscere anche i plastoglobuli, che sono protetti da una membrana simile a quella che copre i tilacoidi, da cui sono staccati. Varie molecole organiche si trovano nei plastoglobuli, tra cui i lipidi sono particolarmente comuni. Va notato che non tutte le funzioni delle molecole nei plastoglobuli sono state ancora chiarite.

La fotosintesi avviene in due fasi, ognuna delle quali avviene in settori diversi del cloroplasto. La cosiddetta fase della luce ha luogo nella membrana che circonda i tilakoidi, dove si trovano gli elementi che convertono l'energia luminosa in energia chimica. La fase oscura, invece, si genera nello stroma. Qui un enzima è responsabile della fissazione dell'anidride carbonica.

Il contenuto della cellula è diviso in diversi compartimenti e questo fenomeno rappresenta una sfida organizzativa a causa del concetto noto come traffico di proteine, che, in una cellula eucariotica, regolano:

* i segnali di smistamento, un piccolo numero di amminoacidi che formano un composto noto come peptide, che in questo caso segnala con enzimi lisosomiali del gruppo mannosio-fosfato le proteine che vengono secrete;

* i recettori che percepiscono questi segnali e spostano le proteine in cui sono contenute nei relativi compartimenti.

L'importazione di proteine attraverso una o più membrane esterne che agiscono come confini avviene in quattro organelli cellulari: il cloroplasto, il nucleo, i perossisomi e i mitocondri. Un esempio può essere visto nelle proteine che importano questi organelli nel reticolo endoplasmatico ruvido, che hanno sequenze di amminoacidi che fungono da "indirizzo" per i recettori situati sulla membrana esterna per riconoscerli.

Mentre nel reticolo endoplasmatico ruvido l'importazione di proteine avviene quasi contemporaneamente alla traduzione, negli altri organelli avviene dopo che la sintesi è stata completata sui ribosomi liberi nella matrice citoplasmatica (il cosiddetto citosol). Nel caso specifico dei cloroplasti, le proteine possono raggiungere una serie ben definita di sottocomparti: membrane dell'involucro interno ed esterno; spazio intermembrana; stroma; membrana tilaconica; lumina tilaconica.

I meccanismi utilizzati dal cloroplasto per importare proteine sono molto simili a quelli del mitocondrio, sebbene l'evoluzione delle loro traslocazioni sia stata diversa.

È importante ricordare che i cloroplasti sono presenti, oltre che nelle piante, in alcuni animali che li acquisiscono attraverso diversi processi, come la cleptoplastia, un'endosimbiosi in cui i plastidi sono assimilati da organismi che non li hanno. Questo comportamento è stato osservato in quasi tutti i molluschi sacoglossani e in certi dinoflagellati.