Chloroplaste

Définition

Le chlo­ro­plaste est un com­par­ti­ment cel­lu­laire, trou­vé chez les plantes et les algues, où a lieu la pho­to­syn­thèse.

Découverte du chloroplaste

Le chlo­ro­plaste a été visua­li­sé par micro­sco­pie en 1678 par Antonie van Leeuwenhoek qui a obser­vé des “glo­bules verts” à l’in­té­rieur des cel­lules d’une feuille.

Absorption de l’énergie lumineuse

Les chlo­ro­plastes contiennent un réseau de mem­branes appe­lés thy­la­koïdes qui inter­vient dans l’ab­sorp­tion de la lumière. Ces struc­tures ont une forme de “disque” appe­lés gra­num (ou gra­na au plu­riel) et peuvent s’empiler les unes sur les autres. Les gra­na sont reliés entre eux par des thy­la­koïdes appe­lés : thy­la­koïdes inter-gra­naires ou du stro­ma. Les thy­la­koïdes ne sont pas reliés aux deux mem­branes (interne et externe) du chlo­ro­plaste. Des vési­cules lipi­diques inter­viennent dans leur synthèse.

La mem­brane des thy­la­koïdes contient des pig­ments et des pro­téines capable d’ab­sor­ber la lumière. Ces pro­téines forment deux com­plexes appe­lés pho­to­sys­tème I et II. Une chaîne de trans­fert d’élec­tron per­met le pas­sage d’un pho­to­sys­tème à l’autre. L’énergie est sto­ckée sous forme d’ATP et de NADPH.

Fixation du carbone dans les chloroplastes

L’enzyme RuBisCo conte­nue dans les chlo­ro­plastes est consi­dé­rée comme la pro­téine la plus abon­dante sur Terre. Celle-ci per­met la fixa­tion du CO₂ atmo­sphé­rique et la syn­thèse de sucres.

Chromosome du chloroplaste

Le chlo­ro­plaste contient un chro­mo­some avec notam­ment des gènes impli­qués dans la syn­thèse de pro­téines et dans la pho­to­syn­thèse. Ce chro­mo­some peut être modi­fié dans le but de l’ob­ten­tion d’or­ga­nismes géné­ti­que­ment modi­fiés (OGM). Le chro­mo­some est un élé­ment res­tant de la cya­no­bac­té­rie qui est à l’o­ri­gine du chlo­ro­plaste (théo­rie de l’endosymbiose).

Références bibliographiques

Daniell, H., Jin, S., Zhu, X. G., Gitzendanner, M. A., Soltis, D. E., & Soltis, P. S. (2021). Green giant — a tiny chlo­ro­plast genome with migh­ty power to pro­duce high-value pro­teins : his­to­ry and phy­lo­ge­ny. Plant bio­tech­no­lo­gy jour­nal, 10.1111/pbi.13556. Advance online publi­ca­tion. doi​.org/​1​0​.​1​1​1​1​/​p​b​i​.​1​3​556 (lien)

Rantala, M., Rantala, S., & Aro, E. M. (2020). Composition, phos­pho­ry­la­tion and dyna­mic orga­ni­za­tion of pho­to­syn­the­tic pro­tein com­plexes in plant thy­la­koid mem­brane. Photochemical & pho­to­bio­lo­gi­cal sciences : Official jour­nal of the European Photochemistry Association and the European Society for Photobiology, 19(5), 604–619. doi​.org/​1​0​.​1​0​3​9​/​d​0​p​p​0​0​0​25f (lien)

Sadali, N. M., Sowden, R. G., Ling, Q., & Jarvis, R. P. (2019). Differentiation of chro­mo­plasts and other plas­tids in plants. Plant cell reports, 38(7), 803–818. doi.org/10.1007/s00299-019–02420‑2 (lien)

Staehelin, L. A., & Paolillo, D. J. (2020). A brief his­to­ry of how micro­sco­pic stu­dies led to the elu­ci­da­tion of the 3D archi­tec­ture and macro­mo­le­cu­lar orga­ni­za­tion of higher plant thy­la­koids. Photosynthesis research, 145(3), 237–258. doi.org/10.1007/s11120-020–00782‑3 (lien)