Charakterystyka, funkcje, struktura amiloplastów



The amyloplasty Są to rodzaje plastydów wyspecjalizowanych w przechowywaniu skrobi i występują w dużych proporcjach w niefotosyntetycznych tkankach rezerwowych, takich jak bielmo w nasionach i bulwach..

Ponieważ całkowita synteza skrobi jest ograniczona do plastydów, musi istnieć fizyczna struktura, która służy jako rezerwowe miejsce dla tego polimeru. W rzeczywistości cała skrobia zawarta w komórkach roślinnych znajduje się w organellach pokrytych podwójną membraną.

Ogólnie plastydy są półautonomicznymi organellami występującymi w różnych organizmach, od roślin i glonów po morskie mięczaki i niektórych pasożytniczych protistów.

Plastidy biorą udział w fotosyntezie, w syntezie lipidów i aminokwasów, działają jako rezerwy lipidowe, są odpowiedzialne za barwienie owoców i kwiatów i są związane z postrzeganiem środowiska.

Podobnie amyloplasty uczestniczą w percepcji grawitacji i przechowują kluczowe enzymy niektórych szlaków metabolicznych.

Indeks

  • 1 Charakterystyka i struktura
  • 2 Szkolenie
  • 3 funkcje
    • 3.1 Przechowywanie skrobi
    • 3.2 Synteza skrobi
    • 3.3 Postrzeganie dotkliwości
    • 3.4 Szlaki metaboliczne
  • 4 odniesienia

Charakterystyka i struktura

Amiloplasty są komórkowymi orgenelami obecnymi w warzywach, są źródłem rezerwy skrobi i nie posiadają pigmentów - jak chlorofil - dlatego są bezbarwne.

Podobnie jak inne plastydy, amyloplasty mają swój własny genom, który koduje niektóre białka w ich strukturze. Ta cecha jest odzwierciedleniem jego pochodzenia endosymbiotycznego.

Jedną z najbardziej wyjątkowych cech plastydów jest ich zdolność do wzajemnej konwersji. W szczególności amyloplasty mogą stać się chloroplastami, więc gdy korzenie zostaną wystawione na działanie światła, uzyskują zielonkawy odcień dzięki syntezie chlorofilu.

Chloroplasty mogą zachowywać się podobnie, ponieważ tymczasowo przechowują ziarna skrobi. Jednak w amyloplastach rezerwa jest długoterminowa.

Jego struktura jest bardzo prosta, składa się z podwójnej zewnętrznej błony, która oddziela je od pozostałych składników cytoplazmatycznych. Dojrzałe amyloplasty rozwijają wewnętrzny układ błonowy, w którym znajduje się skrobia.

Szkolenie

Większość amyloplastów powstaje bezpośrednio z protoplastidii, gdy rezerwowe tkanki rozwijają się i dzielą przez rozszczepienie binarne.

We wczesnych stadiach rozwoju bielma proplastidie są obecne w cenocytowym bielmie. Następnie rozpocznij procesy komórkowania, w których proplastydia zaczyna gromadzić granulki skrobi, tworząc amyloplasty.

Z fizjologicznego punktu widzenia proces różnicowania proplastydów w celu wywołania amyloplastów zachodzi, gdy auksyna hormonu roślinnego jest zastępowana przez cytokininę, co zmniejsza szybkość, z jaką zachodzi podział komórek, indukując akumulację skrobi.

Funkcje

Przechowywanie skrobi

Skrobia jest złożonym polimerem o wyglądzie półkrystalicznym i nierozpuszczalnym, będącym produktem połączenia D-glukopiranozy za pomocą wiązań glikozydowych. Dwie cząsteczki skrobi można różnicować: amylopektyna i amyloza. Pierwszy jest silnie rozgałęziony, a drugi liniowy.

Polimer osadza się w postaci owalnych ziaren w sferokryształach iw zależności od regionu, w którym osadzają się ziarna, można je sklasyfikować jako ziarna koncentryczne lub mimośrodowe..

Granulki skrobi mogą mieć różną wielkość, niektóre są bliskie 45 um, a inne są mniejsze, około 10 um.

Synteza skrobi

Plastidy są odpowiedzialne za syntezę dwóch rodzajów skrobi: przejściowej, która jest wytwarzana w ciągu dnia i przechowywana tymczasowo w chloroplastach do nocy, oraz rezerwowej skrobi, która jest syntetyzowana i przechowywana w amyloplastach. łodyg, nasion, owoców i innych struktur.

Istnieją różnice między ziarnami skrobi obecnymi w amyloplastach w odniesieniu do ziaren, które są przejściowo obecne w chloroplastach. W tym ostatnim zawartość amylozy jest niższa, a skrobia jest uporządkowana w strukturach podobnych do płytek.

Postrzeganie dotkliwości

Ziarna skrobi są znacznie gęstsze niż woda i ta właściwość jest związana z postrzeganiem siły grawitacji. W trakcie ewolucji roślin ta zdolność amyloplastów do poruszania się pod wpływem grawitacji została wykorzystana do postrzegania tej siły.

Podsumowując, amyloplasty reagują na stymulację grawitacji przez procesy sedymentacji w kierunku, w którym działa ta siła, w dół. Gdy plastydy stykają się z cytoszkieletem roślinnym, wysyła szereg sygnałów, aby wzrost nastąpił we właściwym kierunku.

Oprócz cytoszkieletu istnieją inne struktury w komórkach, takie jak wakuole, retikulum endoplazmatyczne i błona plazmatyczna, które uczestniczą w wychwycie amyloplastów sedymentujących..

W komórkach korzeni wrażenie grawitacji jest wychwytywane przez komórki columella, które zawierają wyspecjalizowany typ amyloplastów zwanych statolitami.

Statolity spadają grawitacyjnie na dno komórek kolumelli i inicjują szlak transdukcji sygnału, w którym hormon wzrostu, auksyna, ulega redystrybucji i powoduje spadek zróżnicowania.

Szlaki metaboliczne

Wcześniej uważano, że funkcja amyloplastów ogranicza się wyłącznie do akumulacji skrobi.

Jednakże niedawna analiza składu białkowego i biochemicznego wnętrza tego organelle ujawniła maszynerię molekularną całkiem podobną do mechanizmu chloroplastu, który jest wystarczająco złożony, aby przeprowadzić procesy fotosyntezy typowe dla roślin..

Amyloplasty niektórych gatunków (na przykład lucerny) zawierają enzymy niezbędne do zaistnienia cyklu GS-GOGAT, szlak metaboliczny, który jest ściśle związany z asymilacją azotu.

Nazwa cyklu pochodzi od inicjałów uczestniczących w nim enzymów, syntetazy glutaminowej (GS) i syntazy glutaminianowej (GOGAT). Polega na tworzeniu się glutaminy z amonu i glutaminianu oraz syntezie glutaminy i ketoglutaranu z dwóch cząsteczek glutaminianu.

Jeden jest włączany do amonu, a pozostała cząsteczka jest przenoszona do ksylemu do wykorzystania przez komórki. Ponadto chloroplasty i amyloplasty mają zdolność dostarczania substratów do szlaku glikolitycznego.

Referencje

  1. Cooper G. M. (2000). The Cell: A Molecular Approach. Druga edycja. Sinauer Associates. Chloroplasty i inne plastydy. Dostępne pod adresem: ncbi.nlm.nih.gov
  2. Grajales, O. (2005). Uwagi dotyczące biochemii roślin. Podstawy do aplikacji fizjologicznej. UNAM.
  3. Pyke, K. (2009). Biologia plastydowa. Cambridge University Press.
  4. Raven, P. H., Evert, R. F., i Eichhorn, S. E. (1992). Biologia roślin (Tom 2). Odwróciłem się.
  5. Rose, R. J. (2016). Molekularna biologia wzrostu i różnicowania komórek roślinnych. CRC Naciśnij.
  6. Taiz, L. i Zeiger, E. (2007). Fizjologia roślin. Universitat Jaume I.