Chloroplasten

1.3 Die Chloroplasten

Blatt als Ort der Photosynthese

1.3.1 Chloroplasten sind Plastiden

Chloroplasten gehören zu den sogenannten Plastiden. Man könnte auch sagen, Chloroplasten sind Plastiden, die Photosynthese betreiben. Neben den Chloroplasten gibt es in Pflanzenzellen auch andere Plastiden: Leukoplasten, Chromoplasten und Amyloplasten sind wohl die wichtigsten von ihnen. Und nicht zu vergessen: die Proplastiden. Aus den Proplastiden entstehen alle anderen Plastiden, es handelt sich um einfach strukturierte Vorläufer der "erwachsenen" Plastiden.
Das folgende Schema zeigt die Zusammenhänge zwischen den verschiedenen Plastidensorten:
Aus den Proplastiden entstehen in den Zellen der grünen Pflanzenteile unter Lichteinfluss die Chloroplasten. Bereits die Proplastiden besitzen die typische doppelte Membran. Bei der Differenzierung der Chloroplasten faltet sich die innere der beiden Membranen ein und bildet dann die Stroma- und Grana-Thylakoide.
Fertige Chloroplasten können sich durch Teilung vermehren (sie haben eine eigene ringförmige DNA, die vorher repliziert wird).
Chloroplasten können aber auch kleine "Ableger" bilden, die dann wieder zu Proplastiden werden. Man spricht hier auch von einer "Knospung".
In Blütenbättern und im Herbstlaub wandeln sich die Chloroplasten unter Abbau von Chlorophyll in bunte Chromoplasten um. In unterirdischen Pflanzenteilen dagegen können - direkt aus den Proplastiden - Amyloplasten bzw. Leukoplasten entstehen, die hauptsächlich zum Speichern von Stärke eingesetzt werden.

1.3.2 Die Struktur von Chloroplasten

Auf einer elektronenmikroskopischen Aufnahme eines Chloroplasten kann man nicht allzu viel erkennen. Auf der folgenden Zeichnung sieht man hingegen recht gut, dass ein Chloroplast von einer doppelten Membran umgeben ist (doppelte Membran = vier Lipidschichten). Die innere der beiden Membranen ist an einigen Stellen in die Matrix hinein eingestülpt (Matrixthylakoide). Neben diesen Einstülpungen existieren in der Chloroplastenmatrix auch noch losgelöste Granumthylakoide, die geldrollenartig gestapelt auftreten (Grana). In den Membranen dieser Thylakoide findet die eigentliche Photosynthese statt.

Wie man gut erkennen kann, enthält ein Chloroplast sowohl eine eigene DNA (rot gezeichnet) wie auch eigene Ribosomen; er ist damit in der Lage, Proteinsynthese zu betreiben und sich unabhängig von der Zelle, in der er lebt, zu teilen.
Das Vorkommen von ringförmiger DNA und sogenannter 70-S-Ribosomen deutet genauso wie die doppelte Membran darauf hin, dass Chloroplasten von "eingefangenen" Bakterienzellen abstammen (Endosymbiontentheorie).
Was man bei dieser Abbildung nicht sieht, ist die Tatsache, dass die geldrollenartigen Granathylakoide ebenfalls Einstülpungen der inneren Chloroplastenmembran sind. Die folgende Abbildung illustriert diesen Prozess:

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Ulrich Helmich, im Mai 2002

1.3 Die Chloroplasten		Blatt als Ort der Photosynthese
1.3.1 Chloroplasten sind Plastiden Chloroplasten gehören zu den sogenannten Plastiden. Man könnte auch sagen, Chloroplasten sind Plastiden, die Photosynthese betreiben. Neben den Chloroplasten gibt es in Pflanzenzellen auch andere Plastiden: Leukoplasten, Chromoplasten und Amyloplasten sind wohl die wichtigsten von ihnen. Und nicht zu vergessen: die Proplastiden. Aus den Proplastiden entstehen alle anderen Plastiden, es handelt sich um einfach strukturierte Vorläufer der "erwachsenen" Plastiden. Das folgende Schema zeigt die Zusammenhänge zwischen den verschiedenen Plastidensorten: Aus den Proplastiden entstehen in den Zellen der grünen Pflanzenteile unter Lichteinfluss die Chloroplasten. Bereits die Proplastiden besitzen die typische doppelte Membran. Bei der Differenzierung der Chloroplasten faltet sich die innere der beiden Membranen ein und bildet dann die Stroma- und Grana-Thylakoide. Fertige Chloroplasten können sich durch Teilung vermehren (sie haben eine eigene ringförmige DNA, die vorher repliziert wird). Chloroplasten können aber auch kleine "Ableger" bilden, die dann wieder zu Proplastiden werden. Man spricht hier auch von einer "Knospung". In Blütenbättern und im Herbstlaub wandeln sich die Chloroplasten unter Abbau von Chlorophyll in bunte Chromoplasten um. In unterirdischen Pflanzenteilen dagegen können - direkt aus den Proplastiden - Amyloplasten bzw. Leukoplasten entstehen, die hauptsächlich zum Speichern von Stärke eingesetzt werden.
1.3.2 Die Struktur von Chloroplasten Auf einer elektronenmikroskopischen Aufnahme eines Chloroplasten kann man nicht allzu viel erkennen. Auf der folgenden Zeichnung sieht man hingegen recht gut, dass ein Chloroplast von einer doppelten Membran umgeben ist (doppelte Membran = vier Lipidschichten). Die innere der beiden Membranen ist an einigen Stellen in die Matrix hinein eingestülpt (Matrixthylakoide). Neben diesen Einstülpungen existieren in der Chloroplastenmatrix auch noch losgelöste Granumthylakoide, die geldrollenartig gestapelt auftreten (Grana). In den Membranen dieser Thylakoide findet die eigentliche Photosynthese statt.

Wie man gut erkennen kann, enthält ein Chloroplast sowohl eine eigene DNA (rot gezeichnet) wie auch eigene Ribosomen; er ist damit in der Lage, Proteinsynthese zu betreiben und sich unabhängig von der Zelle, in der er lebt, zu teilen. Das Vorkommen von ringförmiger DNA und sogenannter 70-S-Ribosomen deutet genauso wie die doppelte Membran darauf hin, dass Chloroplasten von "eingefangenen" Bakterienzellen abstammen (Endosymbiontentheorie). Was man bei dieser Abbildung nicht sieht, ist die Tatsache, dass die geldrollenartigen Granathylakoide ebenfalls Einstülpungen der inneren Chloroplastenmembran sind. Die folgende Abbildung illustriert diesen Prozess:

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