Cloroplasto
Un cloroplasto es el organelo verde de las células vegetales y de las algas donde la fotosíntesis convierte la energía de la luz, el dióxido de carbono y el agua en azúcar.
Definition
Un cloroplasto es una parte verde dentro de las células vegetales que capta la luz solar y la usa para producir alimento; contiene el pigmento verde clorofila, que es lo que le da a las hojas su color verde. Es un organelo delimitado por membrana de las células vegetales y de las algas que lleva a cabo la fotosíntesis, con la clorofila absorbiendo la energía de la luz, pilas de membranas internas llamadas tilacoides donde ocurren las reacciones de luz, y un fluido circundante, el estroma, donde el dióxido de carbono se convierte en glucosa. Los cloroplastos son plastidios de origen endosimbiótico cianobacteriano, delimitados por una doble envoltura, que portan su propio ADN circular y ribosomas, con los tilacoides apilados formando grana. Los fotosistemas II y I en la membrana tilacoide dividen el agua, generan un gradiente de protones a través de la membrana, y reducen el NADP$^+$ a NADPH mientras la ATP sintasa produce ATP. En el estroma, el ciclo de Calvin usa ese ATP y NADPH para fijar el $CO_2$ mediante la enzima rubisco en azúcares de tres carbonos.
Example
Una célula de una hoja bajo un microscopio muestra muchos óvalos pequeños y verdes, cada uno un cloroplasto que produce azúcar siempre que brilla el sol. Una sola célula del mesófilo de una hoja puede contener entre $30$ y $100$ cloroplastos, cada uno de unos $5$ a $10\ \mu\text{m}$ de largo, y juntos los cloroplastos en un metro cuadrado de hoja pueden fijar varios gramos de dióxido de carbono en un día soleado. La rubisco es la proteína más abundante en la Tierra pero es lenta, fijando solo unas $3$ a $10$ moléculas de $CO_2$ por segundo por cada enzima, así que las plantas compensan llenando cada cloroplasto con enormes cantidades de ella, hasta la mitad de la proteína soluble de una hoja.
Key Insight
Las hojas se ven verdes porque la clorofila absorbe la luz roja y azul y refleja la verde; absorbe fuertemente cerca de $430$ y $660\ \text{nm}$ y débilmente alrededor de $550\ \text{nm}$, así que el verde que ves es la luz que la planta no usó. Los cloroplastos y las mitocondrias son socios, no opuestos: los cloroplastos almacenan la energía de la luz en el azúcar, y las mitocondrias liberan esa energía almacenada cuando la célula la necesita. Casi todo el oxígeno de la atmósfera fue liberado por la división del agua en los cloroplastos y sus ancestros cianobacterianos.