Fin dalla scuola. Il corso di botanica afferma che nelle cellule vegetali i plastidi possono avere forme, dimensioni diverse e svolgere diverse funzioni nella cellula. Questo articolo ricorderà a coloro che si sono diplomati molto tempo fa la struttura dei plastidi, i loro tipi e funzioni e sarà utile a tutti coloro che sono interessati alla biologia.

Struttura

L'immagine sotto mostra schematicamente la struttura dei plastidi in una cellula. Indipendentemente dal suo tipo, ha una membrana esterna e una interna che svolgono una funzione protettiva, lo stroma è un analogo del citoplasma, dei ribosomi, della molecola di DNA e degli enzimi.

I cloroplasti contengono strutture speciali: grana. I grana sono formati da tilacoidi, strutture a forma di disco. I tilacoidi prendono parte e l'ossigeno.

Nei cloroplasti, i grani di amido si formano a seguito della fotosintesi.

I leucoplasti non sono pigmentati. Non contengono tilacoidi e non prendono parte alla fotosintesi. La maggior parte dei leucoplasti sono concentrati nel fusto e nella radice della pianta.

I cromoplasti contengono goccioline lipidiche - strutture contenenti lipidi necessari per fornire energia aggiuntiva alla struttura plastide.

I plastidi possono essere di diversi colori, dimensioni e forme. Le loro dimensioni variano da 5-10 micron. La forma è solitamente ovale o rotonda, ma può essere qualsiasi altra.

Tipi di plastidi

I plastidi possono essere incolori (leucoplasti), verdi (cloroplasti), gialli o arancioni (cromoplasti). Sono i cloroplasti che danno alle foglie delle piante il loro colore verde.

Un'altra varietà è responsabile della colorazione gialla, rossa o arancione.

I plastidi incolori nella cellula fungono da deposito per i nutrienti. I leucoplasti contengono grassi, amido, proteine ​​ed enzimi. Quando la pianta ha bisogno di ulteriore energia, l'amido viene scomposto in monomeri: il glucosio.

I leucoplasti in determinate condizioni (sotto l'influenza della luce solare o quando vengono aggiunte sostanze chimiche) possono trasformarsi in cloroplasti, i cloroplasti vengono convertiti in cromoplasti quando la clorofilla viene distrutta e i pigmenti coloranti dei cromoplasti - carotene, antociani o xantofilla - iniziano a predominare nel colore. Questa trasformazione è evidente in autunno, quando le foglie e molti frutti cambiano colore a causa della distruzione della clorofilla e della comparsa di pigmenti cromoplastici.

Funzioni

Come discusso in precedenza, i plastidi sono disponibili in molte forme diverse e le loro funzioni in una cellula vegetale dipendono dalla varietà.

I leucoplasti servono principalmente per immagazzinare sostanze nutritive e mantenere la vita della pianta grazie alla capacità di immagazzinare e sintetizzare proteine, lipidi ed enzimi.

I cloroplasti svolgono un ruolo chiave nel processo di fotosintesi. Con la partecipazione del pigmento di clorofilla concentrato nei plastidi, le molecole di anidride carbonica e acqua vengono convertite in molecole di glucosio e ossigeno.

I cromoplasti, grazie al loro colore brillante, attirano gli insetti per impollinare le piante. La ricerca sulle funzioni di questi plastidi è ancora in corso.

Cloroplasto

I plastidi sono organelli di membrana presenti negli organismi eucariotici fotosintetici (piante superiori, alghe inferiori, alcuni organismi unicellulari). I plastidi sono circondati da due membrane; la loro matrice ha un proprio sistema genomico; le funzioni dei plastidi sono legate all'approvvigionamento energetico della cellula, che viene utilizzata per le esigenze della fotosintesi.
Nelle piante superiori è stata trovata tutta una serie di diversi plastidi (cloroplasto, leucoplasto, amiloplasto, cromoplasto), che rappresentano una serie di trasformazioni reciproche di un tipo di plastide in un altro. La struttura principale che svolge i processi fotosintetici è il cloroplasto.
Nelle piante superiori avviene anche la divisione dei cloroplasti maturi, ma molto raramente. Un aumento del numero di cloroplasti e la formazione di altre forme di plastidi (leucoplasti e cromoplasti) dovrebbero essere considerati come un modo per convertire le strutture precursori, i proplastidi. L'intero processo di sviluppo di vari plastidi può essere rappresentato come una serie monotropica (che va in una direzione) di cambiamenti nelle forme:

Molti studi hanno stabilito la natura irreversibile delle transizioni ontogenetiche dei plastidi. Nelle piante superiori, l'emergenza e lo sviluppo dei cloroplasti avviene attraverso cambiamenti nei proplastidi. I proplastidi sono piccole vescicole a doppia membrana (0,4-1 µm) che non presentano caratteristiche distintive della loro struttura interna. Differiscono dai vacuoli citoplasmatici per il loro contenuto più denso e per la presenza di due membrane delimitanti, esterna ed interna. La membrana interna può piegarsi leggermente o formare piccoli vacuoli. I proplastidi si trovano più spesso nella divisione dei tessuti vegetali (cellule meristematiche di radici, foglie, punti di crescita degli steli, ecc.). Con ogni probabilità l'aumento del loro numero avviene per divisione o gemmazione, ovvero per separazione di piccole vescicole a doppia membrana dal corpo del proplastide.

Cloroplasti

I cloroplasti sono strutture in cui si verificano processi fotosintetici che portano infine al legame dell'anidride carbonica, al rilascio di ossigeno e alla sintesi degli zuccheri. strutture allungate con una larghezza di 2-4 micron e una lunghezza di 5-10 micron. Le alghe verdi hanno cloroplasti giganti (cromatofori) che raggiungono una lunghezza di 50 micron.
le alghe verdi possono avere un cloroplasto per cellula. Tipicamente, ci sono una media di 10-30 cloroplasti per cellula delle piante superiori. Ci sono cellule con un numero enorme di cloroplasti. Ad esempio, nelle cellule giganti del tessuto a palizzata del marangone dal ciuffo sono stati trovati circa 1000 cloroplasti.
I cloroplasti sono strutture delimitate da due membrane: interna ed esterna. La membrana esterna, come quella interna, ha uno spessore di circa 7 micron; sono separate tra loro da uno spazio intermembrana di circa 20-30 nm; La membrana interna dei cloroplasti separa lo stroma plastidico, che è simile alla matrice mitocondriale. Nello stroma del cloroplasto maturo delle piante superiori sono visibili due tipi di membrane interne. Si tratta di membrane che formano lamelle stromali piatte ed estese e membrane di tilacoidi, vacuoli o sacche piatte a forma di disco.
Le lamelle stromali (spesse circa 20 µm) sono sacche cave piatte o hanno l'aspetto di una rete di canali ramificati e interconnessi situati sullo stesso piano. Tipicamente, le lamelle stromali all'interno del cloroplasto si trovano parallele tra loro e non formano connessioni tra loro.
Oltre alle membrane stromali, i tilacoidi di membrana si trovano nei cloroplasti. Si tratta di sacchetti a membrana piatti, chiusi, a forma di disco. Anche la dimensione del loro spazio intermembrana è di circa 20-30 nm. Questi tilacoidi formano pile simili a monete chiamate grana.
Il numero di tilacoidi per grana varia molto: da pochi a 50 o più. La dimensione di tali pile può raggiungere 0,5 micron, quindi i grani sono visibili in alcuni oggetti al microscopio ottico. Il numero di grani nei cloroplasti delle piante superiori può raggiungere 40-60. I tilacoidi del grana sono vicini tra loro in modo che gli strati esterni delle loro membrane sono strettamente collegati; alla giunzione delle membrane tilacoidi si forma uno strato denso spesso circa 2 nm. Oltre alle camere chiuse dei tilacoidi, il grana solitamente comprende anche sezioni di lamelle, che formano anch'esse strati densi di 2 nm nei punti di contatto delle loro membrane con le membrane dei tilacoidi. Le lamelle stromali sembrano quindi collegare tra loro i singoli grani del cloroplasto. Tuttavia, le cavità delle camere tilacoidi sono sempre chiuse e non passano nelle camere dello spazio intermembrana delle lamelle stromali. Le lamelle stromali e le membrane tilacoidi si formano per separazione dalla membrana interna durante le fasi iniziali dello sviluppo plastideo.
Le molecole di DNA e i ribosomi si trovano nella matrice (stroma) dei cloroplasti; Qui avviene anche la deposizione primaria del polisaccaride di riserva, l'amido, sotto forma di granuli di amido.
Una caratteristica dei cloroplasti è la presenza di pigmenti, le clorofille, che donano colore alle piante verdi. Con l'aiuto della clorofilla, le piante verdi assorbono l'energia della luce solare e la convertono in energia chimica.

Funzioni dei cloroplasti

Genoma plastide

Come i mitocondri, i cloroplasti hanno un proprio sistema genetico che garantisce la sintesi di un numero di proteine ​​all'interno dei plastidi stessi. Nella matrice dei cloroplasti si trovano DNA, vari RNA e ribosomi. Si è scoperto che il DNA dei cloroplasti differisce nettamente dal DNA del nucleo. È rappresentato da molecole cicliche lunghe fino a 40-60 micron, con un peso molecolare di 0,8-1,3x108 dalton. Possono esserci molte copie di DNA in un cloroplasto. Pertanto, in un singolo cloroplasto di mais ci sono 20-40 copie di molecole di DNA. La durata del ciclo e la velocità di replicazione del DNA nucleare e dei cloroplasti, come è stato dimostrato nelle cellule delle alghe verdi, non coincidono. Il DNA dei cloroplasti non è complessato con gli istoni. Tutte queste caratteristiche del DNA dei cloroplasti sono vicine alle caratteristiche del DNA delle cellule procariotiche. Inoltre, la somiglianza del DNA dei cloroplasti e dei batteri è rafforzata anche dal fatto che le principali sequenze regolatrici della trascrizione (promotori, terminatori) sono le stesse. Tutti i tipi di RNA (messaggero, trasferimento, ribosomiale) sono sintetizzati sul DNA dei cloroplasti. Il DNA del cloroplasto codifica l'rRNA, che fa parte dei ribosomi di questi plastidi, che appartengono al tipo procariotico 70S (contengono rRNA 16S e 23S). I ribosomi dei cloroplasti sono sensibili all'antibiotico cloramfenicolo, che inibisce la sintesi proteica nelle cellule procariotiche.
Come nel caso dei cloroplasti, anche in questo caso ci troviamo di fronte all'esistenza di uno speciale sistema di sintesi proteica, diverso da quello della cellula.
Queste scoperte hanno rinnovato l'interesse per la teoria dell'origine simbiotica dei cloroplasti. L'idea che i cloroplasti siano nati combinando cellule eterotrofe con alghe blu-verdi procariotiche, espressa a cavallo tra il XIX e il XX secolo. (A.S. Fomintsin, K.S. Merezhkovsky) trova ancora una volta la sua conferma. Questa teoria è supportata dalla sorprendente somiglianza nella struttura dei cloroplasti e delle alghe blu-verdi, dalla somiglianza con le loro principali caratteristiche funzionali e, principalmente, dalla capacità di processi fotosintetici.
Sono noti numerosi fatti di vera endosimbiosi delle alghe blu-verdi con cellule di piante inferiori e protozoi, dove funzionano e forniscono alla cellula ospite prodotti fotosintetici. Si è scoperto che i cloroplasti isolati possono anche essere selezionati da alcune cellule e utilizzati da queste come endosimbionti. In molti invertebrati (rotiferi, molluschi) che si nutrono di alghe superiori, che digeriscono, i cloroplasti intatti finiscono all'interno delle cellule delle ghiandole digestive. Così, in alcuni molluschi erbivori, nelle cellule sono stati trovati cloroplasti intatti con sistemi fotosintetici funzionanti, la cui attività è stata monitorata mediante l'incorporazione di C14O2.
Come si è scoperto, i cloroplasti possono essere introdotti nel citoplasma delle cellule di coltura di fibroblasti di topo mediante pinocitosi. Tuttavia, non sono stati attaccati dalle idrolasi. Tali cellule, che includevano cloroplasti verdi, potevano dividersi per cinque generazioni, mentre i cloroplasti rimanevano intatti e svolgevano reazioni fotosintetiche. Sono stati fatti tentativi per coltivare i cloroplasti in mezzi artificiali: i cloroplasti potevano fotosintetizzare, in essi avveniva la sintesi dell'RNA, rimanevano intatti per 100 ore e si osservavano divisioni anche entro 24 ore. Ma poi si verificò un calo nell'attività dei cloroplasti e morirono.
Queste osservazioni e una serie di lavori biochimici hanno dimostrato che le caratteristiche di autonomia possedute dai cloroplasti sono ancora insufficienti per il mantenimento a lungo termine delle loro funzioni, tanto meno per la loro riproduzione.
Recentemente è stato possibile decifrare completamente l'intera sequenza di nucleotidi nella molecola ciclica del DNA dei cloroplasti delle piante superiori. Questo DNA può codificare fino a 120 geni, tra cui: geni di 4 RNA ribosomiali, 20 proteine ​​ribosomiali dei cloroplasti, geni di alcune subunità della RNA polimerasi dei cloroplasti, diverse proteine ​​dei fotosistemi I e II, 9 delle 12 subunità dell'ATP sintetasi, parti di proteine ​​dei complessi della catena di trasporto degli elettroni, una delle subunità della ribulosio difosfato carbossilasi (l'enzima chiave per il legame della CO2), 30 molecole di tRNA e altre 40 proteine ​​ancora sconosciute. È interessante notare che un insieme simile di geni nel DNA dei cloroplasti è stato trovato in rappresentanti così lontani di piante superiori come il tabacco e il muschio del fegato.
La maggior parte delle proteine ​​dei cloroplasti è controllata dal genoma nucleare. Si è scoperto che alcune delle proteine, degli enzimi e, di conseguenza, i processi metabolici dei cloroplasti più importanti sono sotto il controllo genetico del nucleo. Pertanto, il nucleo cellulare controlla le singole fasi della sintesi di clorofilla, carotenoidi, lipidi e amido. Molti enzimi dello stadio oscuro e altri enzimi, compresi alcuni componenti della catena di trasporto degli elettroni, sono sotto il controllo nucleare. I geni nucleari codificano la DNA polimerasi e l'amminoacil-tRNA sintetasi dei cloroplasti. La maggior parte delle proteine ​​ribosomiali sono sotto il controllo dei geni nucleari. Tutti questi dati ci fanno parlare dei cloroplasti, così come dei mitocondri, come strutture dotate di autonomia limitata.
Il trasporto delle proteine ​​dal citoplasma ai plastidi avviene in linea di principio in modo simile a quello dei mitocondri. Anche qui, nei punti di convergenza delle membrane esterna ed interna del cloroplasto, si trovano proteine ​​integrali che formano canali, che riconoscono le sequenze segnale delle proteine ​​dei cloroplasti sintetizzate nel citoplasma e le trasportano nello stroma della matrice. Dallo stroma, le proteine ​​importate, secondo ulteriori sequenze segnale, possono essere incluse nelle membrane plastidiche (tilacoidi, lamelle stromali, membrane esterne ed interne) o localizzate nello stroma, facendo parte di ribosomi, complessi enzimatici del ciclo di Calvin, ecc.
La sorprendente somiglianza della struttura e dei processi energetici nei batteri e nei mitocondri, da un lato, e nelle alghe blu-verdi e nei cloroplasti, dall'altro, serve come un forte argomento a favore della teoria dell'origine simbiotica di questi organelli. Secondo questa teoria, l'emergere di una cellula eucariotica ha attraversato diverse fasi di simbiosi con altre cellule. Nella prima fase, cellule come i batteri anaerobici eterotrofi includevano batteri aerobici, che si trasformavano in mitocondri. Parallelamente, nella cellula ospite, il genoforo procariotico si forma in un nucleo isolato dal citoplasma. Ecco come potrebbero formarsi le cellule eucariotiche eterotrofe. Ripetute relazioni endosimbiotiche tra cellule eucariotiche primarie e alghe blu-verdi hanno portato alla comparsa in esse di strutture di tipo cloroplasto, consentendo alle cellule di eseguire processi autosintetici e di non dipendere dalla presenza di substrati organici (Fig. 236). Durante la formazione di un sistema vivente così composito, parte dell'informazione genetica dei mitocondri e dei plastidi potrebbe cambiare ed essere trasferita al nucleo. Ad esempio, due terzi delle 60 proteine ​​ribosomiali dei cloroplasti sono codificate nel nucleo e sintetizzate nel citoplasma, quindi integrate nei ribosomi dei cloroplasti, che hanno tutte le proprietà dei ribosomi procariotici. Questo movimento di gran parte dei geni procariotici nel nucleo ha portato al fatto che questi organelli cellulari, conservando parte della loro precedente autonomia, sono passati sotto il controllo del nucleo cellulare, che determina in gran parte tutte le principali funzioni cellulari.
Proplastidi
Sotto l'illuminazione normale, i proplastidi si trasformano in cloroplasti. Innanzitutto, crescono, con la formazione di pieghe della membrana posizionate longitudinalmente dalla membrana interna. Alcuni di essi si estendono per tutta la lunghezza del plastidio e formano lamelle stromali; altri formano lamelle tilacoidi, che vengono impilate per formare la grana dei cloroplasti maturi. Lo sviluppo dei plastidi avviene in modo leggermente diverso al buio. Nelle piantine eziolate, il volume dei plastidi, etioplasti, inizialmente aumenta, ma il sistema di membrane interne non costruisce strutture lamellari, ma forma una massa di piccole vescicole che si accumulano in zone separate e possono anche formare complesse strutture reticolari (corpi prolamellari). Le membrane degli ezioplasti contengono protoclorofilla, un precursore giallo della clorofilla. Sotto l'influenza della luce, i cloroplasti si formano da etioplasti, la protoclorofilla viene convertita in clorofilla, vengono sintetizzate nuove membrane, enzimi fotosintetici e componenti della catena di trasporto degli elettroni.
Quando le cellule sono illuminate, le vescicole e i tubi della membrana si riorganizzano rapidamente e da essi si sviluppa un sistema completo di lamelle e tilacoidi, caratteristico di un normale cloroplasto.
I leucoplasti differiscono dai cloroplasti per l'assenza di un sistema lamellare sviluppato (Fig. 226 b). Si trovano nelle cellule dei tessuti di deposito. A causa della loro morfologia indeterminata, i leucoplasti sono difficili da distinguere dai proplastidi e talvolta dai mitocondri. Loro, come i proplastidi, sono poveri di lamelle, ma sono comunque in grado di formare normali strutture tilacoidi sotto l'influenza della luce e acquisire un colore verde. Al buio, i leucoplasti possono accumulare varie sostanze di riserva nei corpi prolamellari e i grani di amido secondario si depositano nello stroma dei leucoplasti. Se nei cloroplasti si deposita il cosiddetto amido transitorio, che qui è presente solo durante l'assimilazione della CO2, allora nei leucoplasti può verificarsi un vero e proprio accumulo di amido. In alcuni tessuti (endosperma di cereali, rizomi e tuberi), l'accumulo di amido nei leucoplasti porta alla formazione di amiloplasti, completamente riempiti di granuli di amido di riserva situati nello stroma del plastide (Fig. 226c).
Un'altra forma di plastide nelle piante superiori è il cromoplasto, che solitamente diventa giallo a causa dell'accumulo di carotenoidi in esso (Fig. 226d). I cromoplasti sono formati dai cloroplasti e molto meno frequentemente dai loro leucoplasti (ad esempio nelle radici delle carote). Il processo di sbiancamento e cambiamento dei cloroplasti è facilmente osservabile durante lo sviluppo dei petali o durante la maturazione dei frutti. In questo caso, nei plastidi possono accumularsi goccioline di colore giallo (globuli) o in essi possono apparire corpi sotto forma di cristalli. Questi processi sono associati ad una progressiva diminuzione del numero di membrane nel plastidio, con la scomparsa della clorofilla e dell'amido. Il processo di formazione dei globuli colorati è spiegato dal fatto che quando le lamelle dei cloroplasti vengono distrutte, vengono rilasciate goccioline lipidiche in cui vari pigmenti (ad esempio i carotenoidi) sono ben disciolti. Pertanto, i cromoplasti sono forme degeneranti di plastidi, soggette a lipofanerosi, la disintegrazione dei complessi lipoproteici.

I plastidi sono organelli delle cellule vegetali e di alcuni protozoi fotosintetici. Animali e funghi non hanno plastidi.

I plastidi sono divisi in diversi tipi. Il più importante e conosciuto è il cloroplasto, che contiene il pigmento verde clorofilla, che garantisce il processo di fotosintesi.

Altri tipi di plastidi sono i cromoplasti multicolori e i leucoplasti incolori. Si distinguono anche amiloplasti, lipidoplasti e proteoplasti, che sono spesso considerati tipi di leucoplasti.

Tipi di plastidi: cloroplasti, cromoplasti, leucoplasti

Tutti i tipi di plastidi sono legati tra loro da un'origine comune o da una possibile interconversione. I plastidi si sviluppano dai proplastidi, organelli più piccoli delle cellule meristematiche.

La struttura dei plastidi

La maggior parte dei plastidi sono organelli a doppia membrana; hanno una membrana esterna e una interna. Tuttavia, esistono organismi i cui plastidi hanno quattro membrane, il che è dovuto alle caratteristiche della loro origine.

In molti plastidi, specialmente nei cloroplasti, il sistema di membrana interna è ben sviluppato, formando strutture come tilacoidi, grana (pile di tilacoidi), lamelle - tilacoidi allungati che collegano i grana vicini. Il contenuto interno dei plastidi è solitamente chiamato stroma. Tra le altre cose, contiene granuli di amido.

Si ritiene che nel processo di evoluzione i plastidi siano apparsi in modo simile ai mitocondri, introducendo un'altra cellula procariotica nella cellula ospite, che in questo caso è capace di fotosintesi. Pertanto, i plastidi sono considerati organelli semi-autonomi. Possono dividersi indipendentemente dalla divisione cellulare; hanno il proprio DNA, RNA, ribosomi di tipo procariotico, cioè il proprio apparato per la sintesi delle proteine. Ciò non significa che i plastidi non ricevano proteine ​​e RNA dal citoplasma. Alcuni dei geni che ne controllano il funzionamento si trovano nel nucleo.

Funzioni dei plastidi

Le funzioni dei plastidi dipendono dal loro tipo. I cloroplasti svolgono una funzione fotosintetica. I leucoplasti accumulano nutrienti di riserva: amido negli amiloplasti, grassi negli elaioplasti (lipidoplasti), proteine ​​nei proteoplasti.

I cromoplasti, grazie ai pigmenti carotenoidi che contengono, colorano varie parti delle piante: fiori, frutti, radici, foglie autunnali, ecc. Il colore brillante spesso serve come una sorta di segnale per l'impollinazione degli animali e i distributori di frutti e semi.

Nelle parti verdi degenerate delle piante, i cloroplasti si trasformano in cromoplasti. Il pigmento della clorofilla viene distrutto, quindi i pigmenti rimanenti, nonostante la piccola quantità, diventano evidenti nei plastidi e colorano il fogliame con sfumature giallo-rosse.

piante eucariotiche e alcuni protozoi fotosintetici. Sono ricoperti da una doppia membrana e contengono molte copie di DNA circolare. L'insieme dei plastidi presenti in una cellula forma un plastide. In base al colore e alla funzione, esistono tre tipi principali di plastidi:

• Leucoplasti- I plastidi non colorati, di regola, svolgono una funzione di conservazione. L'amido si accumula nei leucoplasti dei tuberi di patata. I leucoplasti delle piante superiori possono trasformarsi in cloroplasti o cromoplasti.
• Cromoplasti- plastidi colorati di giallo, rosso o arancione. Il colore dei cromoplasti è associato all'accumulo di carotenoidi in essi contenuti. I cromoplasti determinano il colore delle foglie autunnali, dei petali dei fiori, delle radici e dei frutti maturi.
• Cloroplasti- plastidi portatori di pigmenti fotosintetici - clorofille. Hanno un colore verde nelle piante superiori, nelle carofite e nelle alghe verdi. L'insieme dei pigmenti coinvolti nella fotosintesi (e, di conseguenza, nella determinazione del colore del cloroplasto) è diverso nei rappresentanti di diverse divisioni tassonomiche. I cloroplasti hanno una struttura interna complessa

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Sinonimi:

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plastide- e, f. Uno speciale corpo vivente nel protoplasma delle cellule in crescita... Dizionario Tlumach ucraino

Questi sono corpi incolori o colorati nel protoplasma delle cellule vegetali, che rappresentano un sistema complesso di membrane interne (organelli di membrana) e svolgono varie funzioni. I plastidi incolori sono chiamati leucoplasti, quelli variamente colorati (giallo, arancione o rosso) sono chiamati cromoplasti e quelli verdi sono chiamati cloroplasti. La cellula delle piante superiori contiene circa 40 cloroplasti in cui avviene la fotosintesi. Come già accennato, sono capaci di riproduzione autonoma, indipendente dalla divisione cellulare. La dimensione e la forma dei mitocondri e dei cloroplasti, la presenza di DNA circolare a doppio filamento e dei propri ribosomi nella loro matrice rendono questi organelli simili alle cellule batteriche. Esiste una teoria dell'origine simbiotica della cellula eucariotica, secondo la quale gli antenati dei moderni mitocondri e cloroplasti un tempo erano organismi procarioti indipendenti.

I plastidi sono caratteristici solo delle piante. Non si trovano nei funghi e nella maggior parte degli animali, ad eccezione di alcuni protozoi fotosintetici.

I precursori dei plastidi sono i proplastidi, piccole formazioni solitamente incolori che si trovano nelle cellule in divisione di radici e germogli. Se lo sviluppo dei proplastidi in strutture più differenziate viene ritardato a causa della mancanza di luce, in essi possono comparire uno o più corpi prolamellari (grappoli di membrane tubolari). Tali plastidi incolori sono chiamati ezioplasti. Gli ezioplasti si trasformano in cloroplasti alla luce e i tilacoidi si formano dalle membrane dei corpi prolamellari. A seconda del colore associato alla presenza o all'assenza di determinati pigmenti, esistono tre tipi principali di plastidi (vedi sopra): cloroplasti, cromoplasti e leucoplasti. Tipicamente, in una cellula si trova un solo tipo di plastide. Tuttavia, è stato accertato che alcuni tipi di plastidi possono trasformarsi in altri.

I plastidi sono formazioni cellulari relativamente grandi. I più grandi - i cloroplasti - raggiungono i 4-10 micron di lunghezza nelle piante superiori e sono chiaramente visibili al microscopio ottico. La forma dei plastidi colorati è spesso lenticolare o ellittica. Di norma, nelle cellule si trovano diverse dozzine di plastidi, ma nelle alghe, dove i plastidi sono spesso grandi e di forma diversa, il loro numero è talvolta piccolo (1-5). Tali plastidi sono chiamati cromatofori. Leucoplasti e cromoplasti possono avere forme diverse.

La funzione principale dei cloroplasti è la fotosintesi. Il ruolo centrale in questo processo spetta alla clorofilla o, più precisamente, a molte delle sue modificazioni. Le reazioni luminose della fotosintesi si svolgono principalmente nella grana, le reazioni oscure - nello stroma