Los cloroplastos,
sitio donde ocurre la
fotosíntesis, se hallan presentes en eucariontes y
cianobacterias fotosintéticos,
y además resultan trascendentales para la mayor
parte de los organismos heterótrofos. Los cloroplastos están constituidos de
una serie de membranas que determinan una serie de compartimientos. Poseen una
doble membrana que delimita un espacio intermembrana, entre ambas, y otro
espacio en el interior, llamado estroma. En este compartimiento se encuentran
los tilacoides, formados de membranas que forman vesículas apiladas, las
granas, y membranas que unen distintas granas, llamadas membranas intergranas.
En los tilacoides se ubican los complejos proteicos fundamentales para la
captación de la luz, y existen en ellos pigmentos de estructura conjugada en
diverso grado, lo que les permite absorber energía de los fotones mediante la
excitación de electrones de los pigmentos. Eventos sucesivos de fluorescencia
conducen la energía en forma de fotones de mayor longitud de onda cada vez, lo
que hace su tránsito irreversible. La energía así captada es conducida desde
los sistemas cosechadores de luz (LHC) hasta los
fotosistemas, y en ellos hacia
los centros de reacción, donde se encuentran la Proteína Clorofila I (PCI) o la
Proteína Clorofila II (PCII). El proceso fotosintético genera un gradiente de
protones a través de las membranas tilacoidales que es utilizado por la
ATP-sintasa, que también se encuentra en los tilacoides, para sintetizar ATP. La
ATP-sintasa es relativamente compleja, consta de dos partes (Coupling Factor 0
y 1, CF0 y CF1), de las cuales la parte CF1
posee actividad ATP-asa, específicamente en sus subunidades α y β, que son
extrínsecas a la membrana tilacoide. La
fotosíntesis, permite, a través de la
reducción de NADP+ a NADPH, obtener el poder reductor necesario para
lograr la fijación de CO2
y la posterior síntesis de azúcares.Los tejidos vegetales
se encuentran altamente especializados, tal especialización se ve reflejada también
en una alta complejidad a nivel subcelular. La sofisticada organización de los
cloroplastos y otros organelos en las células vegetales hace necesarios
mecanismos de exportación eficientes para otorgar y mantener la identidad de
cada compartimiento en la célula mediante una adecuada destinación de las
proteínas sintetizadas tanto por los ribosomas citosólicos como por los
ribosomas adheridos al retículo endoplásmico rugoso.