Anatomie van chloroplasten

Groene algen en planten, waaronder groene stengels en onrijp fruit, bevatten chloroplasten – de organellen waarin fotosynthese plaatsvindt. In planten wordt de hoogste dichtheid van chloroplasten aangetroffen in de mesofylcellen van bladeren.

Een dubbel membraan omgeeft chloroplasten. Het buitenste membraan staat in contact met het cytoplasma van de plantencel en het binnenste membraan staat in contact met de intermembraanruimte van de chloroplast. Het binnenmembraan scheidt de nauwe intermembraanruimte van de waterige inhoud van de chloroplast, het stroma genaamd.

Binnen het stroma vormt een andere reeks membranen schijfvormige compartimenten – bekend als thylakoïden. Het inwendige van een thylakoïde wordt het thylakoïde lumen genoemd. Bij de meeste plantensoorten zijn de thylakoïden met elkaar verbonden en vormen ze stapels die grana worden genoemd.

Ingebed in de thylakoïdmembranen zijn multi-proteïne licht-opvangende (of antenne) complexen. Deze complexen bestaan uit eiwitten en pigmenten, zoals chlorofyl, die lichtenergie opvangen om de lichtafhankelijke reacties van fotosynthese uitvoeren. Deze processen geven zuurstof vrij en produceren chemische energie in de vorm van ATP en NADPH.

Het tweede deel van fotosynthese – de Calvincyclus – is niet afhankelijk van licht en vindt plaats in het stroma van de chloroplast. De Calvincyclus neemt CO ₂ op en gebruikt de ATP en NADPH om uiteindelijk suiker te produceren.

Chloroplasten coördineren de twee stadia van de fotosynthese. Bij fotosynthese komen zuurstof en suikers vrij – de basis van plantaardige biomassa die direct of indirect het meeste leven op aarde voedt.