KLOROPLAS

Kloroplas merupakan anggota khusus dari keluarga organel tumbuhan yang berkerabat dekat, yang disebut plastid. Kloroplas mengandung banyak pigmen yang membuat buah dan bunga mempunyai corak jingga dan kuning. Kloroplas mengandung klorofil pigmen hijau bersama-sama dengan enzim dan molekul lain yang berfungsi dalam produksi makanan dengan cara fotosintesis. Sel sebagian besar tumbuhan tinggi umumnya mengandung antara 50

A.Struktur Dan Fungsi Kloroplas

Kloroplas berbentuk lensa dengan satu sisi/permukaan cembung dan permukaan lain cekung, datar atau cembung, dengan ukuran 2 - 4 µm x 5 – 10 µm. dilihat dari atas nampak seperti elips. Membran luar kloroplas mengandung porin permeable terhadap senyawa dengan ukuran BM 10.000 Da. Membran dalam impermeable pergerakan molekul melalui transporter. Membran dalam membentuk tilakoid, merupakan salah satu fungsi dari grana, selain itu grana juga berfungsi sebagai mesin fotosintesis.

Kloroplas terdapat dalam daun dan organ tumbuhan hijau lainnya dan dalam algae eukariotik. Pada tumbuhan rendah dan terutama pada beberapa mikroorganisme, bentuknya sangat berbeda dari yang terlihat pada tumbuhan tinggi dan sering jumlahnya terdapat sedikit. Sebagai contoh:

1. Euglena gracilis : kurang dari 10 kloroplas/sel
2. Chlamydomonas : satu kloroplas/sel, berbentuk mangkuk
3. Spyrogira : satu kloroplas/sel, berbentuk pita yang memanjang di seluruh inti

Pada dasarnya, kloroplas dibatasi oleh dua sistem membran yaitu membran luar dan membran dalam, yang dipisahkan ruang antar membran. Membran dalam dihubungkan dengan suatu kompleks membran yaitu membran bagian dalam yang melintasi bagian dalam kloroplas. Dengan demikian organel itu adalah suatu sistem tiga membran.

Bentuk membran bagian dalam yang paling umum adalah satu kantung yang dipipihkan yang disebut tilakoid. Tilakoid itu disebut stroma. Tumpukan berupa tilakoid disebut grana, sehingga masing-masing tilakoidnya disebut tilakoid grana. Tilakoid yang memanjang ke stroma disebut tilakoid stroma. Bagian dalam tilakoid disebut lokulus.

Fungsi utama kloroplas adalah sebagai mesin fotosintesis, yaitu serial reaksi yang dikendali kan oleh cahaya kemudian menghasilkan molekul organik dari CO2 atmosferik. Tumbuhan, alga, serta cyanobacteria menggunakan elektron dari air dan energi dari cahaya matahari untuk mengubah CO2 menjadi senyawa organik dan dari proses ini akan dihasilkan O2 ke atmosfere (proses autotrof).

B.Membran Kloroplas

Membran-membran pada kloroplas membatasi tiga kompartemen yang terpisah yaitu ruang antar membran, stroma dan lokulus.Reaksi-reaksi fotosintesis bergantung cahaya berlangsung dalam tilakoid sedang reaksi asimilasi (fiksasi) CO2 terjasi dalam stroma.Secara umum membran pada kloroplas dibagi menjadi:

1. Membran luar. Membran luar kloroplas tumbuhan tinggi dipisahkan dari membran dalam oleh ruang kira-kira 10 nm. Membran tersebut permeabel bagi bermacam-macam senyawa dengan berat molekul rendah seperti nukleotida, fosfat organik, derivat-derivat fosfat, asam karboksilat dan sukrosa. Dengan demikian ruang antar membran mengandung molekul-molekul nutrien sitosol.
2. Membran dalam. Membran dalam bekerja sebagai pembatas fungsional antara sitosol dan stroma. Membran dalam tidak fermeabel bagi sukrosa dan berbagai anion, misal di- dan triarboksilat, fosfat dan senyawa-senyawa seperti nukleotida dan gula fosfat.Membran dalam fermeabel bagi CO2 dan asam-asam monokarboksilat tertentu, misal asam asetat, asam gliserat, dan asam glikolat. Membran dalam kurang fermeabel bagi asam amino. Membran dalam mengandung protein pembawa tertentu untuk mengangkut fosfat, fosfogliserat, dihidroksiaseton fosfat, dikarboksilat dan ATP.

C. Bentuk-bentuk kloroplas

Pada tumbuhan tinggi bentuk kloroplas berupa lensa dengan satu sisi/permukaan cembung dan permukaan lain cekung, datar atau cembung. Namun pada beberapa alga dan cyanobacteria bentuk kloroplas bervariasi. Seperti pada spirogyra memiliki bentuk kloroplas yang spiral (berupa pilin), Ulothrix memiliki bentuk kloroplas berbentuk panjang dan bergerombol, zignema memiliki bentuk kloroplas seperti bintang, ada juga yang berbentuk seperti cangkir, seperti pita, dan sebagainya.

D. Sistem membran bagian dalam

Sistem membran bagian dalam yang terdapat dalam stroma membuat suatu jalinan yang sangat kompleks. Membran tilakoid mengandung enzim lengkap untuk melaksanakan reaksi-reaksi fotosintesis yang bergantung cahaya. Membran tilakoid merupakan tempat klorofil, pembawa-pembawa elektron dan faktor-faktor yang menggabungkan transpor elektron dengan fosforilasi.

E. Reaksi Fotosintesis
Fotosintesis dibagi menjadi 2 yaitu:

F. Stroma dan Inklusinya

Stroma mengandung enzim-enzim yang penting untuk melaksanakan asimilasi CO2 dan mengubahnya menjadi karbohidrat. Beberapa macam partikel juga terdapat seperti butir pati, plastoglobulin, yaitu tempat penyimpanan lipida, plastokinon dan tokoforilkinon. Stroma juga mengandung ribosom dan DNA.

G. Komposisi Kimia Membran Kloroplas

Membran tilakoid kira-kira 50% terdiri ats lipida, kurang lebih 10% dari padanya adalah fosfolipid. Lipida yang khas bagi klorofil adalah galaktolipida dan sulfolipida, yang masing-masing 45% dan 4% dari total lipida. Selain itu terdapat molekul-molekul lipida seperti klorofil, karotenoid dan plastokinon. Jumlah klorofil kira-kira 20% dari lipida total membran tilakoid.

H. Struktur dan Sifat Genom Kloroplas.

Kloroplas mempunyai tingkat otonomi di dalam sel yang dalam banyak hal sama dengan mitokondria. Dalam stroma terdapat DNA. Dengan genom itu sejumlah protein khas kloroplas dibuat dengan menggunakan ribosom yang juga terdapat dalam stroma. Kloroplas juga melakukan replikasi.

I. Replikasi dan Diferensiasi Kloroplas

Kloroplas berasal dari kloroplas yang sudah ada selama daur hidup tumbuhan tinggi dan diteruskan ke sel-sel turunannya selama pembelahan sel. Tipe pembelahan sama seperti pada mitokondria. Penyempitan terjadi dekat tengah-tengah plastida dan kedua turunan dihasilkan dari pemisahan membran-membran di daerah itu.

Umumnya pembelahan kloroplas tidak serempak di dalam jaringan atau sel tumbuhan. Sejumlah faktor-faktor lingkungan mempengaruhi replikasi dan diferensiasi, karena itu puncak replikasi akan terlihat apabila keadaan lingkungan optimal.

DAFTAR PUSTAKA

1. Campbell, Neil A., et al. 2000. Biologi. Edisi kelima jilid I. Jakarta: Erlangga
2. Raven, P.H. & G. B. Johnson. 2002. Biology. 6th ed. McGraw-Hill Companies, Inc., New York: xxiv + 1238 hlm.
3. Reksoatmodjo, I. 1994. Biologi Sel. Jakarta: Departemen Pendidikan dan Kebudayaan
4. Siregar, A. 1990. Biologi Sel. Diktat Kuliah Jurusan Biologi FMIPA – ITB: Bandung