Chloroplaste - Définition

Localisation

Coupe fine de Chlamydomonas observée en microscopie électronique en transmission, on distingue le chloroplaste grâce à la présence des longs filaments formés par les membranes des thylakoïdes

Les chloroplastes se situent dans le cytoplasme des cellules eucaryotes photosynthétiques. Chez les algues du genre Chlamydomonas, il y a un chloroplaste par cellule, généralement en forme de cloche et occupant une part importante du cytoplasme.

Chez les végétaux supérieurs, la plupart des parties aériennes en contiennent, ce sont les feuilles qui en contiennent le plus. Leur lieu de prédilection est tout particulièrement le mésophylle de la feuille où chaque cellule peut contenir plusieurs dizaines de chloroplastes. Divers tissus aériens en contiennent peu : les cellules de revêtement de l'épiderme, les cellules stomatiques aquifères (des groupes de cellules qui évacuent de l'eau chez certaines feuilles). En général les cellules de tissus non exposés à la lumière comme les racines n'en comporte pas.

Origine

Les chloroplastes sont le résultat d'une endosymbiose, c’est-à-dire que des cellules eucaryotes primitives ont ingéré des cyanobactéries il y a 1,5 ou 1,6 milliard d'années, puis ont vécu en symbiose avec ces dernières. Par comparaison les mitochondries proviennent de l'endosymbiose d'une alphaprotéobactérie par une cellule primitive il y a environ 2 milliards d'années.

Il y a deux types d'endosymbiose :

• endosymbiose primaire : une cellule eucaryote ingère une bactérie, celle-ci devenant un chloroplaste avec deux membranes ayant pour origine la membrane de la bactérie pour la membrane interne, la membrane cytoplasmique pour la membrane externe (Rhodophyta et Chlorobionta),
• endosymbiose secondaire : une cellule eucaryote ingère une autre cellule eucaryote possédant un chloroplaste; le cytoplasme et le noyau dégénère pour ne laisser que le chloroplaste à 4 membranes (2 issues de l'endosymbiose primaire + la membrane cytoplasmique de la cellule phagocytée + la membrane invaginée de la cellule qui phagocyte).

Suite à une réduction du nombre de membranes, on connaît aussi des chloroplastes à trois membranes chez certains Dinophytes.

On distingue une lignée verte et une lignée rouge selon que les plastes d'endosymbiose secondaire sont issus d'algues respectivement verte et rouge.

Rôle

Chloroplaste (microscope électronique)

Le chloroplaste est le siège de la photosynthèse. Il absorbe l’énergie lumineuse pour fixer le carbone inorganique (CO₂) sous forme de glucose, au cours de ce processus de l'énergie chimique sous forme d'adénosine triphosphate (ATP) est également produite. Cet ATP intervient dans la phase photochimique de la photosynthèse.

Le chloroplaste absorbe l'ensemble du spectre de la lumière visible mis à part le vert, raison pour laquelle les feuilles des plantes ont un aspect vert. La chlorophylle se trouve dans la membrane des thylakoïdes. Les différentes étapes de la photosynthèse qui convertissent la lumière en énergie chimique se déroulent dans les thylakoïdes tandis que les étapes de conversion de l'énergie en glucide se déroulent dans le stroma du chloroplaste.

Le chloroplaste joue aussi un rôle dans la fixation du carbone, de l'azote, du souffre ou encore de la biosynthèse des lipides.