Черты сходства хлоропластов и бактерий:
рибосомы, как бактерий, так и хлоропластов на одну треть меньше рибосом эукариот.
синтез белка на рибосомах бактерий и хлоропластов подавляется некоторыми антибиотиками (например, стрептомицином), не оказывающим подобного действия в клетках эукариот.
и бактерии, и хлоропласты имеют один или несколько нуклеоидов - светлых, лишенных гран участков, содержащих ДНК.
ДНК пластид и бактерий организована сходным образом: не окружена мембраной, имеет кольцевую форму,
бактерии и хлоропласты способны размножаться простым делением.
Симбиотическая гипотеза происхождения хлоропластов
На основании сходства бактерий с хлоропластами и митохондриями эукариотических клеток можно предположить, что митохондрии и хлоропласты произошли от бактерий, которые нашли себе «убежище» в более крупных гетеротрофных клетках эукариот. Все ныне живущие эукариоты, за малым исключением, содержат митохондрии, а все автотрофные эукариоты содержат также хлоропласты. По-видимому, они были приобретены в результате независимых случаев эндосимбиоза (от греч. эндо – внутренний, симбиоз – сожительство организмов). Более крупные клетки эукариот защищали свои симбиотические органеллы от неблагоприятных воздействий.
Пропластиды
Маленькие бесцветные органеллы (несколько микрон в поперечнике), окруженные двойной мембраной. Пропластиды не имеют внутренней мембранной системы. Имеется гомогенная (однородная) строма и кольцевая молекула ДНК. Несколько пропластид содержится в цитоплазме яйцеклетки. Они делятся и передаются от клетки к клетке в ходе развития зародыша. Этим объясняется то обстоятельство, что генетические признаки, связанные с ДНК пластид, передаются только по материнской линии (так называемая цитоплазматическая наследственность). В больших количествах они встречаются в клетках образовательной ткани. Увеличение числа хлоропластов и образование других форм пластид (лейкопластов и хромопластов) следует рассматривать как путь превращения в них пропластид. В темноте пропластиды дают начало формированию предшественника хлоропласта (этиопласта).
Этиопласты
Этиопласты образуются у растений, выращиваемых в темноте (этиолированных), они имеются, например, у проростков, расположенных в почве, до их выхода на дневную поверхность; у внутренних листьев кочана капусты. Этиопласты занимают промежуточное положение между пропластидами и настоящими хлоропластами. На свету этиопласты тут же превращаются в зрелые хлоропласты.
Хромопласты
Хромопласты - это окрашенные пластиды, но в отличие от хлоропластов, они не содержат хлорофиллов, а синтезируют и накапливают около 50 видов каротиноидов. Каротиноиды придают этим пластидам желтую, оранжевую и красную окраску. Они окрашивают лепестки цветков, зрелые плоды и др. органы. Это имеет приспособительное значение для привлечения животных-опылителей и распространителей. Внутренняя мембранная система у хромопластов не развита. Каротиноиды синтезируются не на поверхности внутренних мембран, а в строме хромопластов. Как правило, каротиноиды растворены в каплях масла.
Рис. 1 Хромопласты (схемы): А - глобулярный
тип, Б – фибриллярный тип, В –
кристаллический тип, 1 – наружная
мембрана, 2 – внутренняя мембрана, 3 –
строма, 4 – глобула, 5 – фибриллы (нити),
6 - кристалл
Форма хромопластов весьма разнообразна и часто зависит от формы запасающихся в них каротиноидов. В этой связи выделяют следующие типы хромопластов:
Глобулярные – каротиноиды растворены в округлых каплях масла;
Фибриллярные (от «фибрилла» – нить) – содержат нитевидные структуры, содержащие каротиноиды;
Кристаллические – каротиноиды в виде кристаллов.
Хромопласты обычно возникают из хлоропластов, реже из лейкопластов. По целому ряду признаков их можно назвать стареющими пластидами. Старение хлоропластов происходит, например, при созревании фруктов. Массовое старение хлоропластов наблюдается при пожелтении листьев осенью. Процесс обесцвечивания и изменения хлоропластов связан с постепенным уменьшением числа мембран в пластиде, с исчезновением хлорофилла и крахмала. Процесс образования окрашенных глобул объясняется тем, что при разрушении ламелл (внутренних мембран) хлоропластов выделяются липидные капли, в которых хорошо растворяются различные пигменты.