How big is Chloroplast?

Chloroplast to część komórki roślinnej, która wychwytuje energię światła słonecznego i wykorzystuje ją do przekształcania dwutlenku węgla w cukier. Proces ten nazywa się fotosyntezą. W liściach roślin chloroplasty mają kształt soczewek lub piłek do futbolu amerykańskiego i zwykle mają około 5 mikrometrów długości. Mikrometr to milionowa część metra, czyli tysięczna część milimetra.

Rozmiar

Ponieważ chloroplast jest spłaszczony, jego rozmiar podaje się jako długość lub średnicę, a nie grubość. W roślinach naczyniowych, do których należą paprocie, rośliny iglaste i rośliny kwitnące, chloroplasty mają typową średnicę około 4–6 mikrometrów. Chloroplasty w liściach opisuje się zwykle jako mające około 5 mikrometrów długości i 1–2 mikrometrów grubości.

Rozmiar zmienia się też między gatunkami. Chloroplasty w siewkach kukurydzy mają średnią objętość około 20 mikrometrów sześciennych, przy czym mikrometr sześcienny to sześcian o boku 1 mikrometra. W liściach Arabidopsis, rośliny szeroko stosowanej w badaniach, średnia wynosi 93 mikrometry sześcienne, czyli ponad cztery razy więcej. U glonów chloroplasty mają bardziej zróżnicowane kształty, w tym rurek i rozgałęzionych sieci.

Porównania rozmiarów

Chloroplast o długości 5 mikrometrów ma około dwóch trzecich szerokości krwinki czerwonej, która ma 7–8 mikrometrów średnicy.
Około 16–20 chloroplastów ułożonych jeden za drugim zajęłoby szerokość ludzkiego włosa, który ma 80–100 mikrometrów szerokości.
Chloroplast w siewce kukurydzy ma objętość około 20 razy większą niż bakteria E. coli, której objętość wynosi około 1 mikrometra sześciennego.
Pojedyncza komórka fotosyntetyzująca w liściu takiej rośliny jak Arabidopsis lub pszenica zawiera około 100 chloroplastów.
Gdyby chloroplast powiększyć do szerokości piłki do koszykówki, czyli około 24 centymetrów, każdy z 40–60 stosów błon znajdujących się wewnątrz chloroplastu miałby 1,4–2,9 centymetra szerokości.

Jak działa chloroplast

Chloroplast jest otoczony dwiema błonami, zewnętrzną i wewnętrzną. Wewnątrz znajduje się trzeci układ błon, tylakoidy, ułożone w stosy zwane granami. Błony tylakoidów są wypełnione elementami, które wychwytują światło, między innymi chlorofilem, zielonym barwnikiem. Chlorofil jest najpowszechniejszym barwnikiem w organizmach żywych.

Energia wychwycona przez tylakoidy napędza reakcje w wodnej przestrzeni wokół nich. Enzym zwany Rubisco wychwytuje tam dwutlenek węgla do reakcji budujących cukier. Rubisco wypełnia prawie całą tę przestrzeń i jest najpowszechniejszym białkiem rozpuszczalnym w organizmach żywych. Cukier jest magazynowany w postaci ziaren skrobi.

Pochodzenie od bakterii

Uważa się, że chloroplasty pochodzą od sinic, bakterii prowadzących fotosyntezę. Między około 1 a 1,5 miliarda lat temu inna komórka pochłonęła jedną z nich, a z czasem obie zaczęły ze sobą ściśle współpracować. Chloroplasty zielenic, krasnorostów i wszystkich roślin wywodzą się z tego zdarzenia.

Chloroplasty nadal zawierają trochę własnego DNA o długości około 100 000 par zasad, w liczbie od kilkudziesięciu do kilkuset kopii w każdym z nich. Ich przodkowie prawdopodobnie mieli ponad 3000 genów. Większość tych genów przeniosła się do jądra komórkowego, a w chloroplastach dzisiejszych roślin pozostało tylko około 130.