Lục lạp
Phân loại, phân đôi, và di truyền > Quá trình phân đôi lục lạp

Hầu hết lục lạp trong tế bào có khả năng quang hợp đều không phát triển trực tiếp từ tiền lạp thể hay tiền lục lạp. Sự thực, một tế bào mô phân sinh đỉnh chồi điển hình ở thực vật chỉ chứa 7–20 tiền lạp thể. Khi tiền lạp thể biệt hóa xong thành lục lạp, chúng tiếp tục phân chia tạo đến 30–70 lục lạp đối với một tế bào quang hợp thực vật trưởng thành. Nếu tế bào xảy ra phân bào, lục lạp cũng phân đôi để cung cấp những lục lạp bổ sung cho hai tế bào con.
Trong tảo đơn bào, quá trình phân đôi là cách duy nhất để sản sinh lục lạp. Chúng không có những tiền lạp thể, vì vậy khi tế bào tảo phân bào, lục lạp cũng phân đôi song hành, và mỗi tế bào con sau đó đều nhận được một lục lạp trưởng thành.
Phần lớn lục lạp trong tế bào đều phân đôi, chứ không phải chỉ có một nhóm nhỏ lục lạp có khả năng phân đôi nhanh chóng. Lục lạp không có pha S rõ ràng, do quá trình nhân đôi DNA của chúng không đồng bộ hay chịu sự kiểm soát của tế bào chủ. Phần nhiều những hiểu biết hiện nay của chúng ta về quá trình phân đôi lục lạp đến từ việc nghiên cứu những sinh vật như cải Arabidopsis và tảo đỏ Cyanidioschyzon merolæ.
Quá trình phân đôi khởi động khi các protein FtsZ1 và FtsZ2 lắp rắp thành những bó sợi, cùng với sự giúp đỡ của protein ARC6, tạo nên một cấu trúc gọi là đai Z (Z-ring) bên trong stroma lục lạp. Hệ thống Min có vai trò hoạch định vị trí đai Z, đảm bảo rằng lục lạp được thắt vừa đủ dù nhiều hay ít. Trong đó, protein MinD ức chế FtsZ liên kết và hình thành sợi. Các protein ARC3 cũng có thể tham gia, nhưng chưa có thông tin rõ ràng về chúng. Những protein này hoạt động tại hai đầu cực lục lạp, ngăn ngừa hình thành đai Z tại đó, nhưng càng đến gần vị trí trung tâm lục lạp, MinE lại ức chế chúng, cho phép đai Z tạo thành.
Tiếp theo, hai đai phân đôi hay đai PD (plastid-dividing ring) hình thành. Đai phân đôi trong đặt ở phía trong màng trong lục lạp, và xuất hiện đầu tiên. Còn đai phân đôi ngoài quấn quanh màng ngoài lục lạp. Chúng cấu tạo từ những sợi đường kính khoảng 5 nanomet, xếp lại thành bó gồm các chuỗi cách nhau 6,4 nanomet và có tác dụng co thắt lục lạp. Chuỗi sự kiện này báo hiệu bắt đầu tiến trình thắt lại lục lạp. Ở vài loài như tảo Cyanidioschyzon merolæ, lục lạp có thêm một đai phân đôi thứ ba đặt trong xoang gian màng.
Khi đến pha thắt lục lạp, protein dynamin lắp ráp bao quanh đai phân đôi ngoài tạo nên đai dynamin, cung cấp lực thắt siết chặt lục lạp. Bên cạnh đó, đai Z và đai phân đôi trong cũng bị phá hủy. Trong suốt giai đoạn này, nhiều plasmid DNA lục lạp nhân đôi và phân phối cho hai lục lạp con.
Cuối cùng, đai dynamin dịch chuyển xuống dưới đai phân đôi ngoài, tiếp xúc trực tiếp với màng ngoài lục lạp, thắt chặt và tách đôi thành hai lục lạp con.
Phần sót lại của đai phân đôi ngoài trôi nổi tự do, còn phần sót lại của đai dynamin vẫn đính với một trong hai lục lạp con.
Trong số năm hoặc sáu đai liên quan đến quá trình phân đôi lục lạp, chỉ có đai phân đôi ngoài là tham gia xuyên suốt hai pha co thắt và phân đôi—tuy đai Z tạo thành đầu tiên, nhưng sự thắt vẫn chưa xuất hiện cho đến khi hình thành đai phân đôi ngoài.
Trong ảnh chụp hiển vi điện tử của lục lạp một số loại rêu, những lục lạp nào có dạng quả tạ thì phần nhiều chứng tỏ chúng đang phân đôi. Còn grana lúc này cũng vừa đủ để nhìn thấy, tựa như những hạt li ti.