chloroplastischen

Chloroplasten sind membranumschlossene Organellen in den Zellen grüner Pflanzen, Algen und einigen Protisten, die die Fotosynthese durchführen. Sie besitzen eine doppelte Membran, ein internes Membransystem aus Thylakoiden (oft zu Grana gestapelt) und das stroma. In den Thylakoidmembranen laufen die Lichtreaktionen ab, die Pigmente wie Chlorophyll a, Chlorophyll b und Carotinoide, sowie die Photosysteme I und II, die Elektronentransportkette und die ATP-Synthase umfassen. Im Stroma findet der Calvin-Zyklus statt, der CO2 zu Zucker fixiert.

Chloroplasten enthalten eigenes Genom, ein zirkuläres DNA-Molekül von etwa 120–160 Kilobasen, das einige Proteine codiert. Die meisten benötigten Proteine stammen jedoch aus dem Zellkern und werden durch Transitpeptide in den Chloroplasten importiert. Die Entwicklung der Chloroplasten erfolgt aus Proplastiden in jungen Zellen; Licht beeinflusst deren Differenzierung und Genexpression.

Der Ursprung der Chloroplasten wird durch die Endosymbiontentheorie erklärt: Sie stammen von freilebenden Cyanobakterien ab, was sich in der doppelten Membran, eigenem Genom und eigener Translationsmaschinerie widerspiegelt. In verschiedenen Organismen zeigen Chloroplasten unterschiedliche Formen, Größen und Funktionen; bei einigen parasitischen Pflanzen können sie stark reduziert sein (Leukoplasten oder Amyloplasten).

Chloroplasten haben auch ökologische und biotechnologische Bedeutung. In der Landwirtschaft beeinflussen sie die Effizienz der Photosynthese und damit Ernteerträge. Durch chloroplastale Transformationen lassen sich fremde Proteine in Transplastomen-Organisationen stabil exprimieren, mit Vorteilen wie hoher Kopienzahl und oft maternaler Vererbung.