Chloroplast

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Chloroplasten in der Blattspreite des Laubmooses Plagiomnium affine
Aufbau eines Chloroplasten:
1: äußere Hüllmembran
2: Intermembranraum
3: innere Hüllmembran (1+2+3: Hülle)
4: Stroma (Matrix)
5: Thylakoidlumen (im Inneren des Thylakoids)
6: Thylakoidmembran
7: Granum (Granalamelle)
8: Thylakoid (Stromalamelle)
9: Stärkekörper
10: plastidäres Ribosom (Plastoribosom)
11: plastidäre DNA (cpDNA syn. ctDNA)
12: Plastoglobulus (kugelförmige Struktur aus Lipiden; pl.: Plastoglobuli)
Die Thylakoidmembranen liegen entweder in gestapelter (7) oder in ungestapelter (8) Form vor.
Schema des Photosynthese-Apparats in einer Thylakoid-Membran
PS I, PS II: Photosystem I und II,
Cyt b6f: Cytochrom-b6f-Komplex,
ADP: Adenosindiphosphat, ATP: Adenosintriphosphat

Die Chloroplasten (von altgriech. χλωρός chlōrós „grün“ und πλαστός plastós „geformt“) sind Organellen der Zellen von Grünalgen und Landpflanzen, die Photosynthese betreiben. Bei höheren Pflanzen können aus den photosynthetisch aktiven Chloroplasten durch Differenzierung Chromoplasten, Leukoplasten (Amyloplasten, Elaioplasten), Etioplasten und Gerontoplasten entstehen, die zusammenfassend als Plastide bezeichnet werden.

Aufbau der Chloroplasten

Die Chloroplasten der Landpflanzen haben Durchmesser von etwa 4 bis 8 µm. Bei vielen Algen mit nur einem einzigen Chloroplasten pro Zelle kann dieser jedoch einen großen Teil der Zelle einnehmen.

Der strukturelle Aufbau der Chloroplasten gleicht dem der Cyanobakterien (Blaugrünbakterien, früher Blaualgen genannt). Das hatte schon der deutsche Botaniker Andreas Franz Wilhelm Schimper 1883 festgestellt und damit bereits eine symbiotische Entstehung der Chloroplasten angedeutet, so dass er als Wegbereiter der später formulierten Endosymbiontentheorie gelten darf.[1] Diese Idee hatte der russische Biologe Konstantin Sergejewitsch Mereschkowski 1905[2] und Ivan Wallin 1922[3][4] aufgegriffen und weiter konkretisiert.

Chloroplasten sind umhüllt von zwei Biomembranen, in deren Inneren sich das Stroma als plasmatische Phase befindet. Das Stroma wiederum wird von Thylakoidmembranen (von altgriech. θύλακος thylakos „Sack“) durchzogen, Abkömmlingen der Innenmembran. Mit Ausnahme vieler phototropher Protisten sind in den Chloroplasten der höheren Phototrophen an etlichen Stellen flache, runde Ausstülpungen dieser Membranen „geldrollenartig“ übereinandergelagert – einen solchen Thylakoidstapel nennt man Granum (pl. Grana). In den Membranen der Thylakoide sind die Lichtsammelkomplexe PS und verschiedene Pigmente eingelagert, vor allem der grüne Farbstoff Chlorophyll. Besonders viel davon findet sich in den Membranen der Grana, weshalb diese intensiv grün gefärbt erscheinen.

Die Pigmente können Licht bestimmter Wellenlängen absorbieren und die aufgenommene Energie wird zur Produktion von ATP aus ADP und Phosphat genutzt. ATP dient als Energieüberträger zum Aufbau von Glucose bzw. Stärke aus CO2 und Wasser.

Chloroplasten-DNA

Chloroplasten besitzen (fast immer) eine eigene, plastidäre, DNA (Chloroplasten-DNA, abgekürzt cpDNA oder ctDNA) zusammen mit eigenen Ribosomen (plastidären Ribosomen oder Plastoribosomen) und ähneln darin Mitochondrien.[5][6] Das Genom der Chloroplasten und der anderen Plastiden wird auch als Plastom bezeichnet.

Siehe auch

Literatur

  • D. von Wettstein (1959): The effect of genetic factors on the submicroscopic structures of the chloroplast, J. Ultrastruct. Res. 3, S. 235–239.

Weblinks

 Wiktionary: Chloroplast – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
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Einzelnachweise

  1. Andreas Franz Wilhelm Schimper: Über die Entwicklung der Chlorophyllkörner und Farbkörper. In: Bot. Zeitung. 41, 1883, S. 105–114, 121–131, 137–146, 153–162. (via WebArchiv)
  2. Constantin S. Mereschkowsky: Über Natur und Ursprung der Chromatophoren im Pflanzenreiche. In: Biologosches Centralblatt. 25, 15. September 1905, S. 593–604. (via WebArchiv)
  3. Ivan E. Wallin: On the nature of mitochondria. I. Observations on mitochondria staining methods applied to bacteria. II. Reactions of bacteria to chemical treatment. In: American Journal of Anatomy. 30, Nr. 2, 1922, S. 203–229. doi:10.1002/aja.1000300203.
  4. Ivan E. Wallin: On the nature of mitochondria. III. The demonstration of mitochondria by bacteriological methods. IV. A comparative study of the morphogenesis of root-nodule bacteria and chloroplasts. In: American Journal of Anatomy. 30, Nr. 4, 1922, S. 451–471. doi:10.1002/aja.1000300404.
  5. C. Cleveland (Hrsg.); C. Michael Hogan, S. Draggan: DNA, The Encyclopedia of Earth, National Council for Science and the Environment. Washington DC, 18. Juli 2012 (via WebArchiv)
  6. The Oxford Dictionary of Abbreviations 1998.
Dieser Artikel basiert (teilweise) auf dem Artikel Chloroplast aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU Lizenz für freie Dokumentation und der Creative Commons Attribution/Share Alike. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar.