Cloroplastos - Definición y función

Un cloroplasto es un organelo que se encuentra en todas las plantas y algas eucariotas, pero no es así como comenzó. Como ya se ha mencionado, hace entre 1 y 2 mil millones de años, una célula eucariótica se tragó una bacteria fotosintética. Mientras que este tipo de evento normalmente significaría que la célula más pequeña se descompondría a través de la fagocitosis, en este caso no fue así.

A lo largo de la historia evolutiva de este planeta, hay muchas historias y saltos hacia adelante, algunos de los cuales sólo ahora estamos comenzando a comprender plenamente. La primera chispa de vida sigue siendo la más misteriosa de todas, pero desde entonces, la vida se ha movido del agua a la tierra, se ha movido de unicelular a multicelular, e incluso nos ha llevado a nosotros, una especie sensible y consciente de sí misma que está en la cúspide de extenderse hacia las estrellas.

Uno de los momentos más interesantes de la evolución a menudo no se discute, y ocurrió hace entre 1 y 2 mil millones de años, dando lugar al primer cloroplasto - un elemento crítico de toda la vida vegetal en el planeta.

¿Qué es un cloroplasto?

Un cloroplasto es un organelo que se encuentra en todas las plantas y algas eucariotas, pero no es así como comenzó. Como ya se ha mencionado, hace entre 1 y 2 mil millones de años, una célula eucariótica se tragó una bacteria fotosintética. Mientras que este tipo de evento normalmente significaría que la célula más pequeña se descompondría a través de la fagocitosis, en este caso no fue así. Además, la cianobacteria (un procarionte) continuó fotosintetizándose y formó una relación endosimbiótica con su célula huésped. A cambio de no destruir la bacteria, comenzó a producir alimentos para la célula. Esto se hace capturando la energía de la luz solar y luego convirtiéndola en energía química utilizable para producir moléculas orgánicas, concretamente azúcar.

Pasaron millones de años y la bacteria fue transmitida a cada célula hija a través de la división celular; también comenzó a cambiar, perdiendo parte de su material genético inicial y comenzando a sintetizarse y unirse con diferentes proteínas que cambiaron su función general. Poco a poco, la bacteria se asimiló y se convirtió en un organito propio: el cloroplasto. Esta teoría de “engullimiento” está fuertemente apoyada por las similitudes estructurales con las cianobacterias, y es ampliamente aceptada por la comunidad científica.

Estructura del cloroplasto

A pesar de sus humildes comienzos, el cloroplasto finalmente se convirtió en un órgano sofisticado y eficiente, y tiene una serie de adaptaciones críticas y componentes estructurales que le permiten desempeñar un papel tan importante en la célula. Para empezar, los cloroplastos tienden a concentrarse en células de guardia, que se encuentran cerca de los estomas y ayudan a regular el intercambio de líquidos y gases. Dado que los cloroplastos requieren dióxido de carbono para la fotosíntesis, su presencia particular en estas células tiene sentido.

Al igual que el núcleo, los cloroplastos están rodeados por dos capas de lípidos que forman la envoltura de la membrana; estas membranas son selectivamente permeables y mantienen el estroma separado del espacio interior del cloroplasto. Dentro de la membrana interna del cloroplasto, hay un complejo sistema de membranas que consiste en tiroides, sacos membranosos donde se produce la fotosíntesis. El espacio dentro de estos sacos tiroideos se llama lumen y contiene clorofila, el pigmento en el cloroplasto que absorbe la energía de la luz solar. Estos sacos tiroideos se apilan fuertemente en grupos llamados grana, que es donde ocurre la conversión de la energía de la luz en energía química. Alrededor de todos los sacos tiroideos, pero retenidos por la membrana interna, está el estroma. Esto es similar al citoplasma, pero no debe ignorarse, ya que se producirán varias funciones importantes, como la conversión de dióxido de carbono en azúcar.

Los cloroplastos en las células vegetales son muy similares a las mitocondrias en otras células eucariotas, incluso en animales. Ambos están estrechamente ligados al metabolismo de la energía, tienen su propio ADN, un espacio central estrechamente herido con una actividad perpetuamente dinámica, y es probable que ambos hayan evolucionado después de haber sido engullidos por células eucariotas más grandes hace unos mil millones de años.

Función de cloroplasto

Ahora se encuentran en todas las células de las plantas y en un gran número de protistas fotosintéticos, los cloroplastos generan alimento para la célula, debido a su capacidad fotosintética. Para apreciar correctamente la naturaleza funcional de un cloroplasto, es necesario revisar los puntos más finos de la fotosíntesis.

Cuando la energía de la luz solar llega a una planta, es absorbida por el pigmento clorofila ubicado en el cloroplasto. La fotosíntesis es un proceso de dos etapas, que consiste en las reacciones claras y las reacciones oscuras. Las reacciones de la luz comienzan en el grana, explicado arriba, donde la energía es convertida por la clorofila a en ATP y NADPH. Estas son dos formas de “moneda” energética para cada célula, y también juegan un papel clave en la respiración celular (que ocurre en las mitocondrias). El ATP y el NADPH se generan al pasar a través de dos fotosistemas diferentes, incluyendo una cadena de transporte de electrones que crea un gradiente de carga dentro del cloroplasto. Este gradiente permite el flujo de iones de hidrógeno a través de un complejo de proteínas llamado ATP sintasa, ¡que produce ATP!

El ATP y NADPH generado durante las reacciones de luz se usará en la etapa de reacción oscura, que a menudo se conoce como el Ciclo de Calvino. El ATP y NADPH, en combinación con el dióxido de carbono, se transforman en azúcar dentro del estroma del cloroplasto. Una vez que esos azúcares son creados dentro del cloroplasto, pueden ser almacenados como almidón, usados en la producción de celulosa, o utilizados durante la respiración celular.

Lo que muchas personas no se dan cuenta es que el cloroplasto tiene una serie de otras funciones clave además de generar alimentos para la célula. Los cloroplastos son también el sitio de síntesis de aminoácidos, así como otras bases nitrogenadas como purinas y pirimidinas que la célula necesita para la síntesis de ADN y ARN.

Más de lo que se ve a simple vista

Los cloroplastos son un organillo interesante porque su número es dinámico, basado en las necesidades de una planta. Puede haber entre 1 y 100 cloroplastos en una sola célula, y este número puede fluctuar según el tipo de célula, su ubicación en la planta y la cantidad de luz solar disponible para su absorción y conversión por la clorofila.

Sin ese engullimiento fortuito de una célula procariótica hace mil millones de años, la vida vegetal nunca habría podido desarrollarse, lo que habría impedido que los niveles de oxígeno en la atmósfera cambiaran. Esto, a su vez, habría hecho imposible la evolución ulterior de las células eucariotas, lo que significa que los seres humanos podrían no haber existido nunca. Por lo tanto, si bien pueden ser orgánulos pequeños y aparentemente insignificantes, completamente ajenos a los seres humanos, ¡son de hecho una figura central en nuestra supervivencia!

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