Chloroplasten und Mitochondrien arbeiten in Pflanzen zusammen, um Umweltfaktoren zu kontrollieren und genetisches Material zu erzeugen. Sie arbeiten unabhängig voneinander, um nutzbare Energie für die biologische Aktivität zu erzeugen, wobei Chloroplasten die Photosynthese durchführen und Mitochondrien die letzten drei Phasen der zellulären Atmung.
Photosynthese fängt Energie aus Sonnenlicht auf Wasser und Kohlendioxid ein, um Kohlenhydrate zu synthetisieren und Sauerstoff freizusetzen, wobei Moleküle wie ATP verwendet werden, um in Zwischenschritten chemische Energie zu transportieren. Die Zellatmung nutzt chemische Energie aus Kohlenhydraten in Gegenwart von Sauerstoff, um ATP zu erzeugen, wodurch Kohlendioxid und Wasser freigesetzt werden.
Photosynthese und Zellatmung beinhalten umgekehrte Inputs und Produkte, interagieren aber nicht direkt. Mitochondrien und Chloroplasten tauschen kein ATP, keine Kohlenhydrate und kein Kohlendioxid aus. Die Interaktionen haben mehr mit einem Lagersystem gemeinsam als mit einer On-Demand-Inventur. Die kortikuläre Photosynthese rettet Kohlendioxid aus der Zellatmung, während es durch die Stängel und Rinde von Gehölzen entweicht.
Photosynthese erzeugt Signale basierend darauf, ob ein Molekül reduziert oder oxidiert wird. Diese Redoxsignale wirken auf Netzwerke von Rezeptoren, die die Photosynthese auslösen oder hemmen. Die Hemmung ist notwendig, da die Photosynthese gefährliche Sauerstoffkonzentrationen erzeugen kann. Redoxsignale beeinflussen Rezeptorsysteme in anderen Teilen der Zelle, einschließlich derer in Mitochondrien. Auf diese Weise beeinflussen Chloroplasten Prozesse innerhalb der Mitochondrien.
Chloroplasten und Mitochondrien zeigen eine direktere Beziehung bei der Bildung von Pyrimidinen, den Bausteinen der DNA. Die Umwandlungen eins bis drei finden im Chloroplasten statt, die Umwandlung vier im Mitochondrium und die Umwandlung fünf zurück in den Chloroplasten. Pflanzen nutzen diese Aufgabentrennung, aber andere Eukaryoten führen die Pyrimidinsynthese ohne Chloroplasten durch.
