Kloroplas: Plastid yang mengandung klorofil

Di dalam kloroplas, berlangsung fase terang dan fase gelap dari fotosintesis tumbuhan. Kloroplas terdapat pada hampir seluruh tumbuhan, tetapi tidak umum dalam semua sel. Bila terdapat kloroplas, tiap sel dapat memiliki satu sampai banyak plastid. Umumnya, pada tumbuhan tingkat tinggi, kloroplas berbentuk cakram (kira-kira 2 × 5 mm, kadang-kadang lebih besar), tersusun dalam lapisan tunggal dalam sitoplasma. Namun, bentuk dan posisinya berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya. Pada ganggang, bentuknya dapat seperti mangkuk, spiral, bahkan bintang yang menyerupai jaring dan sering kali disertai pirenoid.

Struktur umum kloroplas

Kloroplas matang pada beberapa ganggang. Biofita dan likopoda dapat memperbanyak diri dengan pembelahan. Kesinambungan kloroplas terjadi melalui pertumbuhan dan pembelahan proplastid di daerah meristem. Secara khas, kloroplas dewasa mencakup dua membran luar yang menyeliputi stroma homogen. Di sinilah, berlangsung reaksi-reaksi fase gelap. Dalam stroma, tertanam sejumlah granum. Tiap granum terdiri dari setumpuk tilakoid yang berupa gelembung bermembran, pipih, dan diskoid (seperti cakram). Membran tilakoid menyimpan pigmen-pigmen fotosintesis dan sistem transpor elektron yang terlibat dalam fase fotosintesis yang bergantung pada cahaya. Biasanya, granum terkait dengan lamela intergranum yang bebas pigmen.

Prokariota yang berfotosintesis tidak mempunyai kloroplas. Tilakoid yang banyak itu terletak bebas dalam sitoplasma dan memiliki susunan yang beragam dengan bentuk yang beragam pula. Kloroplas mengandung DNA lingkar dan mesin sintesis protein, termasuk ribosom dari tipe prokariotik.

Kloroplas terdiri dari dua bagian besar, yaitu bagian amplop dan bagian dalam. Bagian amplop kloroplas terdiri dari membran luar yang bersifat sangat permeabel, membran dalam yang bersifat permeabel dan merupakan tempat protein transpor melekat, serta ruang antarmembran yang terletak di antara membran luar dan membran dalam. Bagian dalam kloroplas mengandung DNA, RNA, ribosom, stroma (tempat terjadinya reaksi gelap), dan granum. Granum terdiri dari membran tilakoid (tempat reaksi terang terjadi) dan ruang tilakoid (ruang di antara membran tilakoid).

Pada tanaman C₃, kloroplas terletak pada sel mesofil. Contoh tanaman C₃ adalah padi (Oryza sativa), gandum (Triticum aestivum), kacang kedelai (Glycine max), dan kentang (Solanum tuberosum). Pada tanaman C₄, kloroplas terletak pada sel mesofil dan bundle sheath cell. Contoh tanaman C₄ adalah jagung (Zea mays) dan tebu (Saccharum officinarum).

Distribusi pada tanaman

Tidak semua sel pada tanaman multiseluler mempunyai kloroplas. Semua bagian hijau tanaman mengandung kloroplas—khususnya klorofil—di dalamnya yang menyebabkan bagian yang berfotosintesis berwarna hijau. Biasanya, sel tanaman yang mengandung kloroplas adalah sel parenkim, meski dapat juga ditemukan di jaringan kolenkim. Sel tanaman yang mengandung kloroplas dikenal dengan sel klorenkim. Sel klorenkim dari tanaman darat mengandung sekitar 10 sampai 100 kloroplas.

Letak dalam sel

Pergerakan kloroplas

 

Saat kloroplas terkena cahaya matahari langsung, mereka bertumpuk sepanjang dinding antiklinal untuk mengurangi cahaya langsung. Pada waktu gelap, mereka menyebar membentuk lembaran sepanjang dinding periklinal untuk memaksimalkan penyerapan cahaya.

Kloroplas dari sel tanaman dan sel alga dapat mengarahkan dirinya agar mendapat cahaya yang sesuai. Pada kondisi gelap, mereka akan menyebar pada area permukaan untuk menyerap cahaya. Pada kondisi terang, mereka akan mencari perlindungan dengan berbaris pada kolom vertikal sepanjang dinding sel tanaman atau berputar menyamping agar cahaya mengenai sisi sampingnya. Ini mengurangi cahaya langsung dan melindungi dari kerusakan photooxidative. Kemampuan untuk mendistribusikan kloroplas sehingga dapat berlindung satu sama lain atau menyebar menjadi alasan tanaman darat berevolusi menjadi punya banyak kloroplas kecil alih-alih satu kloroplas besar.

Pergerakan kloroplas dianggap sebagai salah satu dari sistem respons teratur yang dapat ditemui pada tanaman. Mitokondria juga telah ditemukan mengikuti kloroplas saat mereka bergerak.

Kloroplas pada tanaman tingkat tinggi merupakan evolusi dari bakteri fotosintetik menjadi organel sel tanaman. Genom kloroplas terdiri dari 121.024 pasangan basa serta mempunyai inverted repeats (dua salinan) yang mengandung gen-gen rRNA (16S dan 23S rRNA) untuk pembentukan ribosom. Genom kloroplas mempunyai subunit yang besar, yaitu penyandi Rubisco. Protein yang terlibat di dalam kloroplas sebanyak 60 protein. Dua per tiganya diekspresikan oleh gen yang terdapat di inti sel sementara sepertiganya diekspresikan dari genom kloroplas.

• Daun
• Fotosintesis

• Kamus Lengkap Biologi Edisi Ke-8. Erlangga. 1993.  Parameter |first1= tanpa |last1= di Authors list (bantuan)