How big is Kloroplast?

Kloroplast, bir bitki hücresinin güneş ışığının enerjisini yakalayan ve bu enerjiyle karbondioksiti şekere dönüştüren parçasıdır; bu sürece fotosentez denir. Bitki yapraklarında kloroplastlar mercek ya da Amerikan futbolu topu şeklindedir ve tipik olarak yaklaşık 5 mikrometre uzunluğundadır. Bir mikrometre, bir metrenin milyonda biri, yani bir milimetrenin binde biridir.

Boyut

Kloroplast yassı olduğu için büyüklüğü kalınlığıyla değil, uzunluğu veya çapıyla belirtilir. Eğreltiotlarını, kozalaklı ağaçları ve çiçekli bitkileri içeren damarlı bitkilerde kloroplastların tipik çapı yaklaşık 4–6 mikrometredir. Yaprak kloroplastları genellikle uzunluğu yaklaşık 5 mikrometre, kalınlığı 1–2 mikrometre olarak tanımlanır.

Büyüklük türden türe de değişir. Mısır fidelerindeki kloroplastların ortalama hacmi yaklaşık 20 mikrometreküptür; mikrometreküp, her kenarı 1 mikrometre olan bir küptür. Araştırmalarda yaygın olarak kullanılan bir bitki olan Arabidopsis’in yapraklarında ortalama hacim 93 mikrometreküptür; bu, dört katından fazladır. Alglerde kloroplastlar, tüpler ve dallanan ağlar da dahil olmak üzere daha çeşitli biçimler alır.

Boyut karşılaştırmaları

5 mikrometre uzunluğundaki bir kloroplast, 7–8 mikrometre çapındaki bir kırmızı kan hücresinin genişliğinin yaklaşık üçte ikisi kadardır.
Uç uca dizilen yaklaşık 16–20 kloroplast, bir insan saçının kalınlığını baştan başa kaplardı; saçın kalınlığı 80–100 mikrometredir.
Bir mısır fidesindeki kloroplastın hacmi, yaklaşık 1 mikrometreküplük bir E. coli bakterisinin yaklaşık 20 katıdır.
Arabidopsis ya da buğday gibi bir bitkinin yaprağındaki tek bir fotosentetik hücre yaklaşık 100 kloroplast içerir.
Bir kloroplast, yaklaşık 24 santimetre çapındaki bir basketbol topunun çapına büyütülse, içindeki 40–60 zar yığınının her biri 1,4–2,9 santimetre çapında olurdu.

Kloroplast nasıl çalışır

Kloroplast, biri dış, biri iç olmak üzere iki zarla sarılıdır. İçinde üçüncü bir zar sistemi, yani tilakoidler bulunur; bunlar grana denen yığınlar hâlinde üst üste dizilir. Tilakoid zarları, yeşil pigment olan klorofil de dahil olmak üzere ışığı yakalayan donanımla doludur. Klorofil, canlılardaki en bol pigmenttir.

Tilakoidlerin yakaladığı enerji, onların çevresindeki sulu alanda gerçekleşen tepkimeleri yürütür. Orada Rubisco adlı bir enzim, şeker yapan tepkimeler için karbondioksiti yakalar. Rubisco bu alanın neredeyse tamamını doldurur ve canlılardaki en bol çözünür proteindir. Şeker, nişasta taneleri olarak depolanır.

Bakterilerden gelen soy

Kloroplastların, fotosentez yapan bakteriler olan siyanobakterilerden türediği düşünülüyor. Yaklaşık 1 ile 1,5 milyar yıl önce arasında bir zamanda başka bir hücre siyanobakterilerden birini yuttu ve zamanla ikisi birbiriyle yakın çalışır hâle geldi. Yeşil alglerin, kırmızı alglerin ve tüm bitkilerin kloroplastları bu olaya dayanır.

Kloroplastlar hâlâ kendilerine ait biraz DNA taşır; bu DNA yaklaşık 100.000 baz çifti uzunluğundadır ve her kloroplastta onlarca ila yüzlerce kopya bulunur. Kloroplastların atalarında büyük olasılıkla 3.000’den fazla gen vardı. Bu genlerin çoğu hücrenin çekirdeğine taşındı ve bugün bitkilerin kloroplastlarında yalnızca yaklaşık 130 gen kalıyor.