Skip to end of metadata
Go to start of metadata

Viherhiukkanen eli kloroplasti, on soluelin, jossa yhteyttäminen kasveissa ja levissä tapahtuu, eli valoenergiaa muunnetaan kemialliseksi energiaksi.
Myös fotosynteettiset prokaryootit (esimerkiksi syanobakteerit) kykenevät yhteyttämiseen, mutta niillä on kloroplastin sijaan erityisiä fotosynteettisiä membraaneita (Campbell 2005).

Rakenne

Viherhiukkasia on kasvien vihreistä osista eli lähinnä lehdistä; tarkemmin sanottuna lehtien sisäosan soluista, joita kutsutaan mesofyllisoluiksi. Mesofyllisoluissa on erityisiä proteiinimuodosteisia aukkoja, stoomia tai poriineja, joiden kautta hiilidioksidi pääsee lehteen ja toisaalta happi poistuu lehdestä (Campbell 2005).

Viherhiukkanen itse pitää kahden solukalvonsa sisällä strooman, viherhiukkasen nestetilan, sekä kalvomuodosteisia, kolikkokasoja muistuttavia rakenteita, tylakoidikalvoja. Tylakoidikalvosto jakautuu vielä pienempiin yksikköihin, graanoihin, joita voisi verrata yhteen kolikkopinoon. Graanat taas muodostuvat tylakoideista, joista kukin vastaa yhtä kolikkomaista rakennetta (Campbell 2005, 181-182).

.

Kuva 1 - kloroplastin rakenne
(Campbellin (2005) mukaan Henna Kaarakainen)

Toiminta

Kasvi tarvitsee energiaa, jonka tuottamiseen kasvi hyödyntää viherhiukkasia. Viherhiukkaset muuttavat yhteyttämisen valoreaktiossa valoenergian ATP:ksi ja veden vety-ioneiksi ja hapeksi (Farabee M.J. 1992-2007). Valorektiossa viherhiukkasen tuottamien vety-ionien ja ATP:n lisäksi tarvitaan hiilidioksidia, jonka kasvi ottaa ilmasta ilmarakojensa kautta. Pimeäreaktiossa kasvi tuottaa ATP:stä saamansa energian avulla vedystä ja hiilidioksidista glukoosia ja samalla ylimääräinen happi vapautuu (Farabee M.J.).

Reaktiokaava on:      

                     (ATP)
6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2  (Farabee M.J.) 

Valorektio tapahtuu viherhiukkasen yhteyttämiskalvostossa ja pimeäreaktio tapahtuu viherhiukkasen niin kutsutussa nesteen täyttämässä välitilassa (Farabee M.J).

Valoreaktiossa auringon valon energia pidättyy vihreään pigmenttiin, klorofylliin. Klorofyllejä on kahta eri tyyppiä (klorofylli a ja b), jotka eroavat toisistaan lähinnä sen perusteella, millaista valon spektriä ne absorboivat (Campbell 2005). Valoreaktiossa hajotetaan vesi, jonka vetyatomeista klorofylli sitoo tarvitsemansa elektronit. Sivutuotteena vapautuu O2.  H+ siirretään NADP+:ille, jolloin muodostuu NADPH:ia (Alberts ym. 2002).

Fotosynteesin eli yhteyttämisen pimeäreaktiossa (Calvinin kierrossa) valoreaktiossa sidotun energian avulla muutetaan ilmakehän hiilidioksidia (CO2) hiilihydraateiksi:   sokereiksi (Campbell 2005). Epäorgaanisen hiilen muuttumista orgaaniseksi yhdisteeksi katalysoi ribuloosibisfosfaatti. Jokaista syntyvää hiilihydraattimolekyyliä kohden käytetään kolme ATP- ja kaksi NADPH-molekyyliä (Alberts ym. 2002). Calvinin kierrossa lopputuotteena syntyy kolmihiilinen sokeri (Campbell 2008).  Valoreaktio ja pimeäreaktio ovat itsenäisiä reaktioita, vaikka ne useinmiten tapahtuvat peräkkäin ja tarvitsevat toistensa tuotteita toimiakseen (Alberts ym 2002).

Reaktion kaava on:

3 CO2 + 9 ATP + 6 NADPH + 6 H+ → C3H6O3-phosphate + 9 ADP + 8 Pi+ + 6 NADP+ + 3 H2O (Alberts ym 2002).


Viherhiukkasella on myös muita tärkeitä tehtäviä solussa yhteyttämisen lisäksi. Esimerkiksi kaikki rasvahapot ja osa aminohapoista rakennetaan viherhiukkasen strooman entsyymien avulla (Alberts ym. 2002 ).


(Campbellin (2005) mukaan Elina Karlsson)

Synty

Viherhiukkanen sisältää mitokondrion tavoin oman genominsa. Sen stroomassa on siis myös kloroplasti DNA:ta, RNA:ta ja ribosomeja. Viherhiukkasen arvellaan syntyneen varhaisen eukaryoottisolun ottaessa sisäänsä happea tuottavan fotosynteettisen bakteerin, ja luodessa symbioottisen suhteen sen kanssa. Erilaisista pigmentti- ja ominaisuuseroista viherhiukkasten välillä johtuen uskotaan, että molempia osapuolia hyödyttävä suhde on luotu ainakin kolmen eri bakteerin kanssa (Alberts ym. 2002).

Muilla kielillä

chloroplast [englanti, saksa]; kloroplast, -er [ruotsi]; cloroplasto [espanja]

Lähteet

Campbell N.A, Reece J.B. et al: Biology. 7. painos. Pearson Education; 2005

Campbell N.A, Reece J.B. et al: Biology. 8. painos. Pearson Education; 2008

Alberts B,  Johnson A,  Lewis J, Raff M, Roberts K ja Walter P: Molecular Biology of the Cell. 4. painos. Garland Science: New York; 2002.

http://www.emc.maricopa.edu/faculty/farabee/BIOBK/BioBookPS.html#Table%20of%20Contents

Labels
  • None
  1. 2008-12-09

    Selkeä kokonaisuus, jossa on havainnollistavia esimerkkejä ja hyviä tarkennuksia. Plussaa myös kahdesta kuvasta. Lukiessa saa vaikutelman, että työhön on paneuduttu.

    Kurssi painottui kuitenkin lähinnä eläinsolun käsittelyyn, ja artikkelissa olisikin voinut tuoda selkeämmin esiin viherhiukkasen laajemman merkityksen koko elämän kannalta  - me muut hyödynnämme kasveja energianlähteenä. Hienoa työtä joka tapauksessa! (big grin)

  2. 2008-12-09

    + Hyvin jäsennelty ja selkeä

    + Asiat ilmaistu lyhyesti ja ytimekkäästi

    + 2kpl kuvia

    - Fotosynteesin lisäksi muista tärkeistä tehtävistä olisi voinut kertoa muutamalla sanalla enemmän

    + Kiva ja helppolukuinen!

  3. 2008-12-10

    Selkeät kuvat, antavat hyvän käsityksen tapahtumista.
    Hyvä ja ytimekäs johdanto (big grin)
    Teksti kokonaisuudessaan on helppolukuista ja siinä on mielestäni näppärästi kerrottu viherhiukkasen toiminta. Asia tulee selväksi.
    Hyvää oli myös se, että reaktiot on merkitty näkyviin ja ne ovat helposti luettavia. (eli ei ole näin H2O)