Berevolusi dari endosimbiosis, kloroplas adalah organel yang memungkinkan tanaman dan ganggang tertentu untuk mengubah energi matahari menjadi energi kimia. Ini adalah organel berbentuk lensa dengan diameter sekitar 5μm.
Kloroplas terdiri matriks berair disebut stroma terikat oleh dua membran halus - membran luar dan membran dalam. Tersebar ke stroma adalah jaringan membran tilakoid di mana klorofil dan pigmen fotosintesis lain yang tertanam. Beberapa tilakoid ini hadir dalam bentuk ditumpuk dan disebut sebagai grana. The grana tumpukan terhubung dengan domain non-ditumpuk disebut tilakoid stroma. Molekul-molekul DNA sirkular yang berlabuh ke tilakoid. Seiring dengan komponen-komponen, pati dan lipid tetesan serta ribosom, enzim dan ion yang hadir dalam stroma.
Grana dan stroma memainkan peran penting dalam fotosintesis dan fotorespirasi. Fungsi rinci telah dijelaskan di bawah ini.
Peran dalam Fotosintesis
Fotosintesis adalah proses tergantung cahaya yang melibatkan penyerapan karbon dioksida molekul dan air untuk mensintesis glukosa, sehingga melepaskan molekul oksigen. Reaksi fotosintesis terjadi di grana dan stroma dari kloroplas.
Grana
Tilakoid dari grana adalah situs untuk reaksi terang fotosintesis. Membran tilakoid mengandung kompleks pemanenan cahaya yang disebut fotosistem I (PS I) dan fotosistem II (PS II). Kompleks ini mengandung klorofil dan pigmen fotosintesis lain yang menjadi entitas menyerap cahaya. Reaksi terang fotosintesis melibatkan fotolisis molekul air dan generasi NADPH2 dan molekul ATP. Fotolisis air terjadi di PS II, dan ini melibatkan pemisahan dua molekul air menjadi oksigen, proton dan elektron dengan memanfaatkan energi dari foton. Proton, sehingga dihasilkan, berpartisipasi dalam sintesis ATP sedangkan elektron diangkut ke PS I melalui rantai molekul secara kolektif disebut sistem transpor elektron (ETS). Selama ini transportasi, elektron kehilangan energi. Di PS I, elektron kembali bersemangat dengan memanfaatkan energi dari foton, dan pengurangan NADP ke NADPH2 dicapai dengan memanfaatkan elektron dan proton.
Stroma
Stroma adalah situs untuk reaksi gelap atau terang-independen fotosintesis. Reaksi gelap melibatkan pemanfaatan NADPH2and ATP dari reaksi terang untuk mengurangi karbon dioksida diserap dari atmosfer. Proses ini disebut sebagai siklus Calvin dan terdiri dari serangkaian reaksi kimia. Enzim-enzim yang dibutuhkan untuk katalisis reaksi ini hadir dalam stroma. Molekul-molekul yang dihasilkan diubah menjadi pati dan disimpan dalam kloroplas atau diangkut ke sitosol di mana mereka akan dikonversi ke gula, asam amino, dan asam lemak.
Peran dalam Fotorespirasi
Fotorespirasi adalah proses yang melibatkan fiksasi oksigen dan pelepasan karbon dioksida, dengan cara yang tergantung cahaya. Reaksi kimia yang terlibat berlangsung di stroma dari kloroplas, mitokondria, dan peroksisom. Proses ini menggunakan ATP dan setara mengurangi seperti NADPH dan NADH. Dengan demikian, karbon dioksida yang tetap melalui proses ATP-dependent dilepaskan keluar lagi melalui set reaksi ATP-dependent. Ini menyiratkan suatu pengeluaran yang tidak perlu energi, dan karenanya proses fotorespirasi dianggap sebagai proses boros. Namun, kemudian penelitian mengungkapkan pentingnya mereka dan peran protektif pada tanaman.
Proses fotorespirasi terjadi bersamaan bersama dengan fotosintesis, tetapi pada tingkat yang lebih rendah. Namun, ketika ada penumpukan kelebihan oksigen, serta di bawah kondisi lingkungan stres, fotorespirasi ditingkatkan. Ini melindungi sel-sel tanaman dari kerusakan oksidatif yang dapat terjadi karena kelebihan oksigen dalam sel. Selain itu, juga memasok sel dengan metabolit penting untuk memastikan berfungsinya dalam nutrisi membatasi kondisi. Studi tertentu telah mengungkapkan peran mereka dalam perlindungan fotosistem II dari photoinhibition (kerusakan ringan-induced).
Kloroplas - yang "dapur" sel tumbuhan - adalah organel utama untuk sumber makanan bagi tanaman dan lainnya autotrof. Mereka juga situs untuk fiksasi nitrogen, reaksi yang saling berhubungan dengan proses fotosintesis dan fotorespirasi, dan memainkan peran protektif dalam sel tanaman.
No comments: