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1. 개요
엽록체(葉綠體, Chloroplast)는 광합성을 담당하는 세포 소기관이다. 그리스어로 녹색을 뜻하는 χλωρός(Chloros)와 작은 알갱이를 뜻하는 plast의 합성어이다.2. 상세
엽록체는 조류(藻類, algae)와 식물들에 존재하는데, 태양에서 오는 빛에너지를 광합성을 통해 당이나 다른 유기 물질 등의 화학 에너지로 변환시킨다. 자체 DNA가 존재하는데, 이는 미토콘드리아처럼 원래는 하나의 독립성 생물(남세균)이었다가 다른 세포와 공생하면서 엽록체로 바뀌었다는 가설(세포 내 공생설)을 뒷받침한다. 이러한 가설의 근거로는 엽록체의 유전체가 핵의 유전체와 상이하나 핵에 일부 엽록체에서 유래한 걸로 추정되는 유전자가 있다는 점, 일부 조류의 경우 식물과 달리 삼중막 이상의 엽록체를 지닌다는 점(secondary endosymbiosis라는 가설로 불리며, 색소체를 획득한 세포가 다른 세포에 먹혀 공생하게 되었다는 가설) 등이 있다. 더불어 자연에서는 다른 생물의 엽록체를 뺏어서 광합성하는 동물이나 미생물들이 존재하며 이들의 유전자가 엽록체를 가지고 있던 원생동물에서 유래한 걸로 추정되기에 유전자의 수평적 이동(horizontal gene transfer)이 일어났음을 시사해주고 있다.엽록체는 보통 원반 모양이며, 미토콘드리아와 마찬가지로 2중막으로 싸여 있다. 외막은 엽록체 전체를 감싸며, 내막은 속으로 함입되어 주머니 모양의 틸라코이드를 만들고, 이 틸라코이드가 동전을 쌓아 놓은 모양으로 여러 층으로 쌓여 그라나를 형성한다. 그리고 틸라코이드의 막 사이에는 스트로마라고 하는 기질로 채워져 있다.
주의 : 엽록체는 엽록소와 다르다. 염록소는 세포소기관 엽록체의 색소를 말하는 것이다.
3. 엽록체의 구조
- 그라나
그라나를 형성하는 틸라코이드막의 표면에는 엽록소, 카로티노이드 등의 광합성 색소가 들어있어 빛 에너지를 화학 에너지로 전환시키는 광합성의 명반응이 일어난다. 자세한 내용은 틸라코이드, 그라나 문서 참조. - 엽록소
- 카로티노이드
카로티노이드는 광합성의 보조색소로써 기능하여 광보호에 관여한다. 또한 단풍잎의 색을 만드는 물질이기도 한데, 단풍은 보통 일사량이 적은 가을이나 겨울에 광합성을 하지 못하는 엽록소가 파괴되어 상대적으로 엽록소에 비해 양이 적어 빛이 보이지 않던 카로티노이드 색소, 즉 카로틴 또는 잔토필에 의해 색깔이 발현되는 것[1]이다. - 스트로마
스트로마는 틸라코이드를 포함하는 엽록체 내부를 의미한다[2]. 스트로마에는 탄소 고정에 관계하는 루비스코와 같은 여러 가지 효소들이 있어 이산화 탄소(CO2)를 포도당(C6H12O6)으로 합성시키는 광합성의 암반응이 일어난다. 이 반응의 자세한 과정에 대해서는 암반응 문서 참조.