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Chloroplaste

Les chloroplastes sont des structures cellulaires présentes chez les organismes photosynthétiques, principalement les plantes et certaines algues. Ils sont responsable de la photosynthèse. Ces organites se trouvent principalement dans les cellules des feuilles, bien qu'ils soient également présents dans d'autres parties des plantes vertes, telles que les tiges et les fleurs. Ils sont particulièrement abondants dans les cellules du mésophylle, la couche de tissu à l'intérieur des feuilles où la photosynthèse a lieu.

La structure interne des chloroplastes est hautement organisée pour faciliter la photosynthèse, avec des membranes, des thylakoïdes, du stroma et d'autres composants travaillant ensemble pour convertir l'énergie lumineuse en énergie chimique :

• L'enveloppe chloroplastique est la double membrane qui entoure les chloroplastes et qui sépare l'intérieur du chloroplaste (le stroma) du cytoplasme environnant. La membrane interne forme des invaginations appelées thylakoïdes.
• Les thylakoïdes sont des structures membranaires plates et empilées à l'intérieur des chloroplastes. Ils contiennent les pigments chlorophylliens et d'autres molécules nécessaires à la photosynthèse. Les thylakoïdes empilés sont appelés grana, et la région liquide située entre les grana est appelée stroma thylakoïdien.
• Les lamelles inter-granales sont les parties des thylakoïdes qui connectent les grana ensemble.
• Le stroma est la région liquide située entre la membrane interne et les thylakoïdes. Il contient des enzymes et d'autres molécules nécessaires pour les étapes de fixation du carbone de la photosynthèse, telles que le cycle de Calvin.
• L'ADN chloroplastique. - Les chloroplastes contiennent leur propre ADN circulaire, similaire à celui des bactéries, ainsi que des ribosomes et d'autres composants nécessaires à la synthèse des protéines.

Pendant la photosynthèse, les chloroplastes absorbent la lumière du soleil à l'aide de leurs pigments photosynthétiques, utilisent cette énergie pour convertir le dioxyde de carbone (CO2) et l'eau (H2O) en glucose et en oxygène (O2). Le glucose produit est utilisé comme source d'énergie pour la croissance et le développement de la plante, tandis que l'oxygène est libéré dans l'atmosphère.

On pense que les chloroplastes sont d'origine endosymbiotique , autrement dit qu'ils sont le résultat d'une symbiose entre une cellule hôte ancestrale (probablement une cellule eucaryote) et une cyanobactérie photosynthétique. Au cours de l'évolution, la cellule hôte a englobé la cyanobactérie, établissant une relation symbiotique. Ce processus a eu lieu il y a environ 1,5 milliard d'années, au cours du Protérozoïque. Voici scénario possible pouvant rendre compte de l'origine des chloroplastes :

Une cellule eucaryote ancestrale aurait englobé une cyanobactérie (un type de bactérie photosynthétique capable de produire de l'oxygène à partir de la photosynthèse). Cette cyanobactérie est devenue un symbiote intracellulaire de la cellule hôte, vivant à l'intérieur de celle-ci. Au fil du temps, cette relation symbiotique est devenue mutualiste, ce qui signifie que les deux organismes en bénéficiaient. La cyanobactérie fournissait à la cellule hôte des nutriments produits par la photosynthèse, tandis que la cellule hôte fournissait à la cyanobactérie un environnement protégé et des nutriments. Cette symbiose a conduit à la formation des premiers chloroplastes. Les chloroplastes ont conservé leur propre génome circulaire, similaire à celui des cyanobactéries, ainsi que leur propre machinerie de transcription et de traduction. Au fil du temps, les chloroplastes ont évolué et divergé pour donner lieu à une grande diversité de formes chez les différentes algues et plantes.

Un argument en faveur de cette théorie endosymbiotique, est la similitude entre les chloroplastes et les cyanobactéries actuelles en termes de structure, de composition génétique et de processus biochimiques. Par exemple, les chloroplastes et les cyanobactéries partagent de nombreux gènes, et les chloroplastes ont leur propre ADN circulaire, similaire à celui des cyanobactéries.

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