Isi
- Apa yang Di Dalam Kloroplas - Struktur Kloroplas
- Fungsi Ribosom Kloroplas dan Thylkaoids
- Klorofil: Sumber Energi Kloroplas
- Membran Chloroplast dan Ruang Antarmembran
- Sistem Thylakoid
- Stroma dan Asal-usul DNA Kloroplas
- Memperbaiki Karbon dalam Reaksi Gelap
Kloroplas adalah pembangkit tenaga listrik kecil yang menangkap energi cahaya untuk menghasilkan pati dan gula yang memicu pertumbuhan tanaman.
Mereka ditemukan di dalam sel tanaman di daun tanaman dan di ganggang hijau dan merah serta di cyanobacteria. Kloroplas memungkinkan tanaman menghasilkan bahan kimia kompleks yang diperlukan untuk kehidupan dari zat-zat anorganik sederhana seperti karbon dioksida, air, dan mineral.
Sebagai penghasil makanan autotrof, tanaman membentuk dasar rantai makanan, mendukung semua konsumen tingkat tinggi seperti serangga, ikan, burung, dan mamalia hingga manusia.
Kloroplas sel seperti pabrik kecil yang menghasilkan bahan bakar. Dengan cara ini, kloroplasnya ada dalam sel tanaman hijau yang memungkinkan kehidupan di Bumi.
Apa yang Di Dalam Kloroplas - Struktur Kloroplas
Meskipun kloroplas adalah polong mikroskopis di dalam sel tanaman kecil, mereka memiliki struktur kompleks yang memungkinkan mereka untuk menangkap energi cahaya dan menggunakannya untuk mengumpulkan karbohidrat pada tingkat molekuler.
Komponen struktural utama adalah sebagai berikut:
Fungsi Ribosom Kloroplas dan Thylkaoids
Ribosom adalah kelompok protein dan nukleotida yang memproduksi enzim dan molekul kompleks lainnya yang dibutuhkan oleh kloroplas.
Mereka hadir dalam jumlah besar di seluruh sel hidup dan menghasilkan zat sel kompleks seperti protein sesuai dengan instruksi dari molekul kode genetik RNA.
Thylakoids tertanam dalam stroma. Pada tanaman mereka membentuk cakram tertutup yang disusun menjadi tumpukan yang disebut grana, dengan satu tumpukan yang disebut granum. Mereka terdiri dari membran tilakoid yang mengelilingi lumen, bahan asam berair yang mengandung protein dan memfasilitasi reaksi kimia kloroplas.
Lamellae membentuk tautan antara cakram grana, menghubungkan lumen tumpukan yang berbeda.
Bagian peka cahaya fotosintesis terjadi pada membran tilakoid di mana klorofil menyerap energi cahaya dan mengubahnya menjadi energi kimia yang digunakan oleh pabrik.
Klorofil: Sumber Energi Kloroplas
Klorofil adalah a fotoreseptor pigmen ditemukan di semua kloroplas.
Ketika cahaya menyerang daun tanaman atau permukaan ganggang, ia menembus ke dalam kloroplas dan memantulkan membran tilakoid. Dipukul oleh cahaya, klorofil dalam membran mengeluarkan elektron yang digunakan kloroplas untuk reaksi kimia lebih lanjut.
Klorofil pada tumbuhan dan ganggang hijau terutama adalah klorofil hijau yang disebut klorofil a, jenis yang paling umum. Ini menyerap cahaya violet-biru dan oranye-merah sambil memantulkan cahaya hijau, memberikan tanaman mereka warna hijau karakteristik.
Jenis klorofil lainnya adalah tipe b sampai e, yang menyerap dan memantulkan warna yang berbeda.
Klorofil tipe b, misalnya, ditemukan dalam ganggang dan menyerap beberapa lampu hijau selain merah. Penyerapan lampu hijau ini mungkin merupakan hasil dari organisme yang berevolusi di dekat permukaan laut karena cahaya hijau hanya dapat menembus jarak pendek ke dalam air.
Lampu merah dapat bergerak lebih jauh di bawah permukaan.
Membran Chloroplast dan Ruang Antarmembran
Kloroplas menghasilkan karbohidrat seperti glukosa dan protein kompleks yang dibutuhkan di tempat lain dalam sel tanaman.
Bahan-bahan ini harus dapat keluar dari kloroplas dan mendukung metabolisme sel dan tumbuhan umum. Pada saat yang sama, kloroplas membutuhkan zat yang diproduksi di tempat lain di dalam sel.
Membran kloroplas mengatur pergerakan molekul masuk dan keluar dari kloroplas dengan membiarkan molekul kecil lewat saat menggunakan mekanisme transportasi khusus untuk molekul besar. Baik membran bagian dalam maupun luar bersifat semi-permeabel, memungkinkan difusi molekul dan ion kecil.
Zat-zat ini melintasi ruang antarmembran dan menembus membran semi-permeabel.
Molekul besar seperti protein kompleks tersumbat oleh dua membran. Alih-alih, untuk zat kompleks seperti itu, mekanisme transportasi khusus tersedia untuk memungkinkan zat tertentu untuk melintasi dua membran sementara yang lain diblokir.
Membran luar memiliki kompleks protein translokasi untuk mengangkut bahan-bahan tertentu melintasi membran, dan membran dalam memiliki kompleks yang sesuai dan serupa untuk transisi spesifiknya.
Mekanisme transportasi selektif ini sangat penting karena membran dalam mensintesis lipid, asam lemak dan karotenoid yang dibutuhkan untuk metabolisme kloroplas sendiri.
Sistem Thylakoid
Membran tilakoid adalah bagian dari tilakoid yang aktif pada tahap pertama fotosintesis.
Pada tanaman, membran tilakoid umumnya membentuk karung atau cakram tipis yang tertutup, tertumpuk di grana dan tetap di tempatnya, dikelilingi oleh cairan stroma.
Susunan tylakoids dalam tumpukan heliks memungkinkan pengemasan tylakoids yang ketat dan struktur kompleks permukaan permukaan yang tinggi dari membran tylakoid.
Untuk organisme yang lebih sederhana, tylakoids mungkin berbentuk tidak teratur dan dapat mengambang bebas. Dalam setiap kasus, cahaya yang menyerang membran tilakoid memicu reaksi cahaya pada organisme.
Energi kimia yang dilepaskan oleh klorofil digunakan untuk memecah molekul air menjadi hidrogen dan oksigen. Oksigen digunakan oleh organisme untuk respirasi atau dilepaskan ke atmosfer sedangkan hidrogen digunakan dalam pembentukan karbohidrat.
Karbon untuk proses ini berasal dari karbon dioksida dalam proses yang disebut fiksasi karbon.
Stroma dan Asal-usul DNA Kloroplas
Proses fotosintesis terdiri dari dua bagian: reaksi tergantung cahaya yang dimulai dengan cahaya yang berinteraksi dengan klorofil dan reaksi gelap (alias reaksi bebas cahaya) yang memperbaiki karbon dan menghasilkan glukosa.
Reaksi cahaya hanya terjadi pada siang hari ketika energi cahaya menghantam tanaman sementara reaksi gelap dapat terjadi kapan saja. Reaksi cahaya dimulai di membran tilakoid sementara karbon yang menempel pada reaksi gelap terjadi di stroma, cairan seperti jeli yang mengelilingi tilakoid.
Selain menampung reaksi gelap dan thylakoids, stroma mengandung DNA kloroplas dan ribosom kloroplas.
Akibatnya, kloroplas memiliki sumber energi sendiri dan dapat berkembang biak sendiri, tanpa bergantung pada pembelahan sel.
Pelajari tentang organel sel terkait dalam sel eukariotik: membran sel dan dinding sel.
Kemampuan ini dapat ditelusuri kembali ke evolusi sel dan bakteri sederhana. Cyanobacterium harus memasuki sel awal dan dibiarkan tetap karena pengaturannya menjadi saling menguntungkan.
Belakangan, cyanobacterium berevolusi menjadi organel kloroplas.
Memperbaiki Karbon dalam Reaksi Gelap
Penetapan karbon dalam stroma kloroplas terjadi setelah air dipecah menjadi hidrogen dan oksigen selama reaksi cahaya.
Proton dari atom hidrogen dipompa ke dalam lumen di dalam tylakoid, menjadikannya bersifat asam. Dalam reaksi gelap fotosintesis, proton berdifusi kembali keluar dari lumen ke dalam stroma melalui enzim yang disebut ATP synthase.
Difusi proton ini melalui ATP synthase menghasilkan ATP, bahan kimia penyimpanan energi untuk sel.
Enzimnya RuBisCO ditemukan dalam stroma dan memperbaiki karbon dari CO2 untuk menghasilkan molekul karbohidrat enam karbon yang tidak stabil.
Ketika molekul tidak stabil terurai, ATP digunakan untuk mengubahnya menjadi molekul gula sederhana. Karbohidrat gula dapat dikombinasikan untuk membentuk molekul yang lebih besar seperti glukosa, fruktosa, sukrosa dan pati, yang semuanya dapat digunakan dalam metabolisme sel.
Ketika karbohidrat terbentuk pada akhir proses fotosintesis, kloroplas tanaman telah menghilangkan karbon dari atmosfer dan menggunakannya untuk membuat makanan bagi tanaman dan, pada akhirnya, untuk semua makhluk hidup lainnya.
Selain membentuk dasar rantai makanan, fotosintesis pada tanaman mengurangi jumlah gas rumah kaca karbon dioksida di atmosfer. Dengan cara ini, tanaman dan ganggang, melalui fotosintesis dalam kloroplasnya, membantu mengurangi efek perubahan iklim dan pemanasan global.