Los cloroplastos son los orgánulos celulares que, en los organismos eucariotas fotosintetizadores, se encargan de realizar la fotosíntesis.
Están limitados por una envoltura formada por las dos membranas concéntricas y contienen muchas vesículas, los tilacoides, donde se encuentran organizados los pigmentos y demás moléculas que convierten la energía lumínica en energía química, como la clorofila.
Al observar la estructura del cloroplasto y compararlo con la mitocondria, se observa que ésta tiene dos sistemas de membrana, delimitando un compartimento interno (matriz) y otro externo, el espacio perimitocondrial, mientras que el cloroplasto tiene tres membranas que forman tres compartimentos: el espacio intermembranario, el estroma y el espacio intratilacoidal.
Las moléculas chaperonas ayudan a desplegar los polipéptidos en el citosol y plegar las proteínas en el cloroplasto.
Las proteínas destinadas al cloroplasto se sintetizan con una secuencia terminal N removible (péptido de tránsito).
Muchas de las proteínas que residen dentro de la membrana tilacoidal se codifican en genes del cloroplasto y se sintetizan en ribosomas unidos a la membrana del cloroplasto.
[2] La clorofila a es un cromóforo presente en todos los cloroplastos (y en las cianobacterias de las que se originaron).
De aquellos, los que no son clorofila a se llaman pigmentos accesorios.
[4] Los cloroplastos se originan por un proceso denominado simbiogénesis, en donde se produce la unión quimérica entre un huésped protista heterótrofo biflagelado, probablemente fagótrofo, y una bacteria fotosintética oxigénica endosimbionte, esto significa que el primer plasto desciende directamente de una cianobacteria.
[6] No hay consenso sobre el número de eventos endosimbióticos, ni las exactas relaciones filogenéticas entre todos los eucariontes fotosintéticos; pero en líneas generales las principales líneas evolutivas son las siguientes:[7] Glaucophyta Cyanidiophytina Rhodophytina (algas rojas) Cryptophyta Haptophyta Heterokonta (inc.
algas pardas) Chromerida (Alveolata) Streptophyta (incluye las plantas terrestres) "Chlorophyta" Euglenales Chlorarachniophyta La endosimbiosis secundaria más importante ocurre con un alga roja relacionada con Rhodophytina[8] y sus plastos suelen llamarse rodoplastos.
Este proceso puede ser clave en el origen de las llamadas algas cromofitas (Chromalveolata y/o Chromista), aunque la relación entre subgrupos aún no está consensuada.
En euglénidos y cloraracniofitas se produjo una endosimbiosis secundaria con un alga clorofita.