Plastiden: Aufbau, Arten und Funktionen der Pflanzenzelle

Was sind Plastiden?

Plastiden sind eine Gruppe von Organellen, die einzigartig für pflanzliche Zellen sind. Sie zeichnen sich durch ihre Form und Größe aus, sind von einer doppelten Membran umgeben und enthalten ringförmige DNA. Alle Plastiden einer Zelle werden zusammen als Plastidom bezeichnet.

Alle Plastiden gehen aus Proplastiden hervor – undifferenzierten Vorläuferformen, die in den sich teilenden Zellen von Wurzeln und Trieben vorkommen. Je nach Bedarf der Zelle entwickeln sich diese zu verschiedenen Arten von reifen Plastiden, wobei eine Umwandlung zwischen den Typen möglich ist.

Arten von Plastiden

• Chloroplasten: Die am häufigsten vorkommenden Plastiden. Sie sind grün, da sie Chlorophyll in ihren Thylakoidmembranen speichern. Sie kommen in allen grünen Pflanzenteilen vor.
• Chromoplasten: Sie enthalten verschiedene Pigmente wie Carotinoide (gelb/orange), Xanthophylle (gelb) oder Lycopin (rot). Sie besitzen kein Chlorophyll und keine Thylakoide. Man findet sie in Wurzeln (z. B. Karotten), Früchten (z. B. Tomaten) oder Blütenblättern.
• Leukoplasten: Farblose Plastiden ohne Pigmente. Sie dienen der Speicherung von Produkten in nicht-photosynthetischen Geweben. Man unterscheidet:
  • Amyloplasten: Speichern Stärke.
  • Proteinoplasten: Speichern Proteine in Form von Kristallen oder Fäden.
  • Elaioplasten (oder Oleoplasten): Speichern Lipide und Öle.

Während der Fruchtreifung können sich Chloroplasten in Chromoplasten umwandeln. Dieser Prozess ist irreversibel.

Chloroplasten: Aufbau und Funktion

Chloroplasten befinden sich im Zytoplasma photosynthetisch aktiver Pflanzenzellen und sind für die Photosynthese verantwortlich. Bei Lichtmangel entwickeln sich Proplastiden zu Etioplasten, die bei Lichteinfall zu Chloroplasten ausreifen.

Struktur der Chloroplasten

• Äußere Membran: Enthält Porine und ist für kleine Moleküle durchlässig.
• Innere Membran: Undurchlässig für Ionen und Metaboliten; Transport erfolgt über spezielle Membran-Transporter.
• Intermembranraum: Der schmale Raum zwischen den beiden Membranen.
• Stroma: Der Innenraum, der Proteine, DNA und Ribosomen enthält. Hier findet die CO2-Fixierung sowie die Synthese von Kohlenhydraten und Fettsäuren statt.

Bestandteile des Stromas

• Thylakoidmembran: Bildet ein Netzwerk aus flachen Platten (Thylakoide).
  • Grana-Thylakoide: Übereinander gestapelte Scheiben, die als Grana bezeichnet werden.
  • Stroma-Thylakoide: Verbinden die Grana untereinander.
• Chloroplasten-DNA: Ringförmig, ähnlich bakterieller DNA, verleiht dem Organell eine gewisse Autonomie.
• Chloroplasten-Ribosomen (Plastorribosomen): Mit einem Sedimentationskoeffizienten von 70S ähneln sie bakteriellen Ribosomen.
• Stärkekörner und lösliche Proteine: Notwendig für die dunkle Phase der Photosynthese (Calvin-Zyklus).