CLOROPLASTO

As células vegetais dispõem de uma organela em sua estrutura responsável pelo processo de fotossíntese, denominados cloroplastos, semelhantes às mitocôndrias das células animais.

Os cloroplastos são as maiores e mais proeminentes organelas citoplasmáticas presentes nas células vegetais e podem variar em morfologia, quantidade e posição. São envolvidos por duas membranas, uma externa contendo proteínas que garantem a permeabilidade a pequenas moléculas, e uma interna, com função contrária, ou seja, é impermeável a íons e metabólitos, os quais necessitam de transportadores específicos de membrana para serem carregados, entre ambas as membranas existe o espaço intermembranoso.

No interior dos cloroplastos existe uma matriz amorfa denominada estroma, rica em enzimas solúveis, incluindo as responsáveis pelas reações da fase bioquímica da fotossíntese. Também são encontrados no estroma os plastoglóbulos, grãos de amido, fitoferritina, plastorribossomos, moléculas de DNA.

Assim como as mitocôndrias, os cloroplastos também produzem a maior parte do ATP necessário para o metabolismo através do uso de energia eletroquímica de prótons para fosforilar ADP em ATP pela ação da enzima ATP-sintetase. Além disso, os cloroplastos contêm DNA, que é circular e codifica parte de suas proteínas, e são organelas semi-autônomas, pois crescem e dividem-se por si mesmas.

Os cloroplastos permitem que as células na presença da luz sejam capazes de remover o carbono do dióxido de carbono do ar e incorporá-lo em suas próprias substâncias, liberando oxigênio da célula concomitantemente, processo esse denominado fotossíntese.

Na fotossíntese, a energia eletromagnética  da luz solar é recebida e convertida pelos cloroplastos em energia de ligação química, sendo assim, as plantas são capazes de obter todos os átomos de que necessitam a partir de fontes inorgânicas: o carbono, a partir do dióxido de carbono atmosférico, o hidrogênio e o oxigênio, da água; o nitrogênio, daamônia  e dos nitratos do solo, e os outros micronutrientes (nutrientes necessários em pequenas quantidades), a partir de sais inorgânicos do solo. Elas utilizam a energia derivada da luz solar para construir açúcares, nucleotídeos, ácidos graxos, por meios desses átomos citados. Essas moléculas menores são, por sua vez, em proteínas, ácidos nucléicos, lipídios e polissacarídeos, participando da estrutura da planta.

As reações da fotossíntese ocorrem em duas fases. Na primeira, fase luminosa, a energia solar é capturada e armazenada temporariamente como energia de ligação química em pequenas moléculas de NADPH2 e ATP, que agem como carreadores de energia e grupos químicos reativos. Nesse estágio, o gás oxigênio, proveniente da hidrólise é liberado como produto de descarte.

Na segunda, fase obscura, as moléculas que servem como carregadoras de energia são usadas para ajudar no processo de fixação de carbono e de água, disponibilizando, assim, uma reserva útil de energia e de nutrientes.
O resultado líquido de todo o processo de fotossíntese pode ser representado resumidamente na seguinte equação:

energia luminosa + CO2  + H2O        →      açúcares + O2+ energia térmica

Os açúcares produzidos, então, são utilizados como fonte de energia e de materiais para a produção das várias outras moléculas orgânicas essenciais à célula vegetal.