How big is Хлоропласт?

Хлоропласт — це частина рослинної клітини, яка вловлює енергію сонячного світла й використовує її, щоб перетворити вуглекислий газ на цукор; цей процес називають фотосинтезом. У листках рослин хлоропласти мають форму лінз або м’ячів для американського футболу й зазвичай завдовжки близько 5 мікрометрів. Мікрометр — це мільйонна частка метра, або тисячна частка міліметра.

Розмір

Оскільки хлоропласт сплющений, його розмір указують як довжину або діаметр, а не товщину. У судинних рослин, до яких належать папороті, хвойні та квіткові, хлоропласти мають типовий діаметр близько 4–6 мікрометрів. Хлоропласти листків зазвичай описують як такі, що мають завдовжки близько 5 мікрометрів і завтовшки 1–2 мікрометри.

Розмір також різниться між видами. Хлоропласти в проростках кукурудзи мають середній об’єм близько 20 кубічних мікрометрів, де кубічний мікрометр — це куб зі стороною 1 мікрометр. У листках арабідопсису, рослини, яку широко використовують у дослідженнях, середній об’єм становить 93 кубічні мікрометри, тобто більш ніж учетверо більше. У водоростях хлоропласти набувають різноманітніших форм, зокрема трубок і розгалужених сіток.

Порівняння розмірів

Хлоропласт завдовжки 5 мікрометрів становить приблизно дві третини ширини еритроцита, який має в поперечнику 7–8 мікрометрів.
Близько 16–20 хлоропластів, викладені в ряд встик, дорівнювали б за довжиною ширині людської волосини, яка завширшки 80–100 мікрометрів.
Хлоропласт у проростку кукурудзи має приблизно в 20 разів більший об’єм, ніж бактерія E. coli, об’єм якої становить близько 1 кубічного мікрометра.
Окрема фотосинтезувальна клітина в листку такої рослини, як арабідопсис чи пшениця, містить близько 100 хлоропластів.
Якби хлоропласт збільшили до ширини баскетбольного м’яча, тобто близько 24 сантиметрів, кожна з 40–60 стопок мембран усередині нього мала б у поперечнику 1,4–2,9 сантиметра.

Як працює хлоропласт

Хлоропласт оповитий двома мембранами — зовнішньою та внутрішньою. Усередині міститься третя система мембран — тилакоїди, складені в стопки, які називають гранами. Мембрани тилакоїдів насичені компонентами, що вловлюють світло, зокрема хлорофілом — зеленим пігментом. Хлорофіл є найпоширенішим пігментом у живих організмах.

Енергія, яку вловили тилакоїди, забезпечує реакції у водянистому просторі навколо них. Там фермент Рубіско захоплює вуглекислий газ для реакцій, що будують цукор. Рубіско заповнює майже весь цей простір і є найпоширенішим розчинним білком у живих організмах. Цукор зберігається у вигляді зерен крохмалю.

Походження від бактерій

Вважають, що хлоропласти походять від ціанобактерій — бактерій, які здійснюють фотосинтез. Десь приблизно від 1 до 1,5 мільярда років тому інша клітина поглинула одну з них, і з часом вони стали тісно співпрацювати. Хлоропласти зелених водоростей, червоних водоростей і всіх рослин беруть початок від тієї події.

Хлоропласти й досі несуть трохи власної ДНК завдовжки близько 100 000 пар основ, від десятків до сотень копій у кожному. Їхні предки, ймовірно, мали понад 3 000 генів. Більшість цих генів перейшла до ядра клітини, і в хлоропластах сучасних рослин залишилося лише близько 130.