Značilnosti, struktura in vrste plastov



The plast ali plastidiosson skupina polavtomatskih celičnih organelov z različnimi funkcijami. Najdemo jih v celicah alg, mahu, praproti, gnosnospermu in angiospermu. Najpomembnejša plastid je kloroplast, ki je odgovoren za fotosintezo v rastlinskih celicah.

Po svoji morfologiji in funkciji obstaja veliko različnih plastidov: kromoplastov, leukoplastov, amiloplastov, etioplastov, oleoplastov. Kromoplasti so specializirani za shranjevanje karotenoidnih pigmentov, amiloplasti shranjujejo škrob in plastide, ki rastejo v temi, imenujemo etioplastos.

Presenetljivo so poročali o plastidih pri nekaterih parazitskih črvih in nekaterih morskih mehkužcih.

Indeks

  • 1 Splošne značilnosti
  • 2 Struktura
  • 3 Vrste
    • 3.1 Proplastides
    • 3.2 Kloroplasti
    • 3.3 Amiloplasti
    • 3.4 Kromoplasti
    • 3.5 Oleoplasti
    • 3.6 Leucoplastos
    • 3.7 Gerontoplastos
    • 3.8 Etioplasti
  • 4 Reference

Splošne značilnosti

Plastidi so organeli, prisotni v rastlinskih celicah, prevlečenih z dvojno lipidno membrano. Imajo svoj genom, ki je posledica endosimbiotičnega izvora.

Predpostavlja se, da je pred približno 1,5 milijarde let protoeucariotova celica pogoltnila fotosintetsko bakterijo, ki je povzročila evkariontsko linijo..

Evolutivno lahko razločimo tri plastidne črte: glaukophytes, rdeče alge (rhodoplastos) in linijo zelenih alg (kloroplasti). Zelena linija je povzročila nastanek plastidov alg in rastlin.

Genetski material ima v višjih rastlinah od 120 do 160 kb - in je organiziran v zaprti in okrogli dvo-verižni molekuli DNA..

Ena izmed najbolj presenetljivih značilnosti teh organelov je zmožnost interkonvertiranja. Do te spremembe pride zaradi prisotnosti molekularnih in okoljskih dražljajev. Na primer, ko Etioplast prejme sončno svetlobo, sintetizira klorofil in postane kloroplast.

Poleg fotosinteze izpolnjujejo tudi različne funkcije: sinteza lipidov in aminokislin, shranjevanje lipidov in škroba, delovanje stomak, obarvanost rastlinskih struktur, kot so cvetovi in ​​sadje, in zaznavanje gravitacije.

Struktura

Vse plastide so obdane z dvojno lipidno membrano in v notranjosti imajo majhne membranske strukture, imenovane tilakoide, ki se lahko močno razširijo pri nekaterih vrstah plastidov.

Struktura je odvisna od vrste plastida in vsaka varianta bo podrobneje opisana v naslednjem poglavju.

Vrste

Obstaja vrsta plastidov, ki izpolnjujejo različne funkcije v rastlinskih celicah. Vendar meja med posameznimi vrstami plastidov ni zelo jasna, saj med strukturami obstaja pomembna interakcija in obstaja možnost medsebojne pretvorbe..

Na enak način, če primerjamo različne vrste celic, ugotovimo, da populacija plastidov ni homogena. Med osnovnimi vrstami plastidov, ki jih najdemo v višjih rastlinah, so:

Proplastides

Gre za plastide, ki se še niso razlikovali in so odgovorni za izdelavo vseh vrst plastidov. Najdemo jih v meristemih rastlin, tako v koreninah kot v steblih. Prav tako so v zarodkih in drugih mladih tkivih.

So majhne strukture, dolžine enega ali dveh mikrometrov in ne vsebujejo nobenega pigmenta. Imajo tilakoidno membrano in lastne ribosome. Pri semenih proplastidia vsebujejo škrobna zrna, ki so pomemben vir rezerve za zarodek.

Število proplastidij na celice je spremenljivo, med 10 in 20 teh struktur pa je mogoče najti.

Porazdelitev proplastidov v procesu celične delitve je bistvena za pravilno delovanje meristemov ali določenega organa. Ko pride do neenakomerne segregacije in celica ne prejme plastidov, je namenjena za hitro smrt.

Zato je treba strategijo za zagotovitev pravične delitve plastidov na hčerinske celice homogeno porazdeliti v celični citoplazmi..

Podobno morajo biti potomci podedovani in prisotni v nastanku gamet..

Kloroplasti

Kloroplasti so najpomembnejše in najvidnejše plastide rastlinskih celic. Njegova oblika je ovalna ali sferoidna in število se običajno giblje med 10 in 100 kloroplastov na celico, čeprav lahko doseže 200.

Merijo od 5 do 10 μm v dolžino in od 2 do 5 μm po širini. Nahajajo se predvsem v listih rastlin, čeprav so lahko prisotni v steblih, peteljkah, nezrelih cvetnih listih, med drugim.

Kloroplasti se razvijejo v strukturah rastline, ki niso pod zemljo, iz proplastidije. Najbolj razvpita sprememba je proizvodnja pigmentov, ki imajo zeleno barvo, značilno za ta organel.

Tako kot drugi plastidi so obdani z dvojno membrano in v notranjosti imajo tretji membranski sistem, tilakoidi, vdelani v stromo.

Thilacoids so ploščate strukture, ki so zložene v granule. Na ta način se lahko kloroplast strukturno razdeli v tri dele: prostor med membranami, stroma in lumen tilakoidov.

Kot pri mitohondrijih se dedovanje kloroplastov od staršev do otrok pojavlja pri eni od staršev (uniparental) in imajo svoj genetski material..

Funkcije

V kloroplastih pride do fotosintetičnega procesa, ki omogoča rastlinam, da zajamejo svetlobo od sonca in jo pretvorijo v organske molekule. Dejstvo je, da so kloroplasti edini plastidi s sposobnostjo fotosinteze.

Ta proces se začne v membranah tilakoidov s svetlobno fazo, v kateri so zasidrani encimski kompleksi in proteini, potrebni za proces. Končna faza fotosinteze ali temna faza se pojavi v stromi.

Amiloplasti

Amyloplasts je specializirano za skladiščenje škrobnih zrn. Najdemo jih predvsem v rezervnih tkivih rastlin, kot je endosperm v semenih in gomoljih.

Večina amiloplastov se oblikuje neposredno iz protoplasda med razvojem organizma. Eksperimentalno je bila tvorba amiloplasta dosežena z zamenjavo fitohormona avksina s citokinini, kar je povzročilo zmanjšanje delitve celic in povzročilo kopičenje škroba..

Ti plastidi so rezervoarji različnih encimov, podobni kloroplastom, čeprav nimajo klorofila in fotosintetičnih strojev..

Zaznavanje resnosti

Amiloplasti so povezani z odzivom na občutek gravitacije. V koreninah občutek gravitacije zaznavajo celice kolumele.

V tej strukturi so statoliti, ki so specializirani amiloplasti. Te organele se nahajajo na dnu celic kolumele, kar kaže na težo.

Položaj statolitov sproži vrsto signalov, ki vodijo do prerazporeditve auksinskega hormona, kar povzroči rast strukture v korist gravitacije..

Škrobne granule

Škrob je polkristalni netopen polimer, ki ga tvorijo ponavljajoče se enote glukoze, ki proizvajajo dve vrsti molekul, amilopeptin in amilozo..

Amilopeptin ima razvejeno strukturo, medtem ko je amiloza linearni polimer in se v večini primerov nabira v razmerju 70% amilopeptina in 30% amiloze..

Škrobne granule imajo dokaj organizirano strukturo, ki je povezana z amilopeptinskimi verigami.

V preučevanih amiloplastih iz endosperma žit se granule razlikujejo v premeru od 1 do 100 μm in lahko razlikujejo med velikimi in majhnimi granulami, ki so na splošno sintetizirane v različnih amiloplastih..

Kromoplasti

Kromoplasti so zelo heterogeni plastidi, ki shranjujejo različne pigmente v cvetju, sadju in drugih pigmentiranih strukturah. Prav tako so v celicah določene vakuole, ki lahko shranjujejo pigmente.

Pri kritosemenkah je treba imeti nekaj mehanizmov za privabljanje živali, ki so odgovorne za opraševanje; zaradi tega naravna selekcija spodbuja kopičenje svetlih in privlačnih pigmentov v nekaterih rastlinskih strukturah.

Na splošno se kromoplasti razvijejo iz kloroplastov med zorenjem plodov, kjer zeleni plodovi sčasoma dobijo značilno barvo. Na primer, nezreli paradižniki so zeleni in ko so zreli, so svetlo rdeči.

Glavni pigmenti, ki se kopičijo v kromoplastih, so karotenoidi, ki so spremenljivi in ​​lahko predstavljajo različne barve. Karoteni so oranžni, likopen je rdeč, zeaksantin in violaksantin pa rumena..

Končna obarvanost struktur je definirana s kombinacijami omenjenih pigmentov.

Oleoplasti

Plastidi so tudi sposobni shranjevanja molekul lipidne ali proteinske narave. Oleoplasti so primerni za shranjevanje lipidov v posebnih telesih, imenovanih plastoglóbulos.

Najdemo cvetlične antene in njihovo vsebino spustimo v steno cvetnega prahu. Prav tako so zelo pogosti pri nekaterih vrstah kaktusov.

Poleg tega imajo oleoplasti različne proteine, kot so fibrilin in encimi, povezani s presnovo izoprenoidov..

Leucoplastos

Leukoplasti so plastidios brez pigmentov. Po tej definiciji se lahko amiloplasti, oleoplasti in proteinoplasti uvrščajo med variante levkoplastov..

Leucoplastos najdemo v večini rastlinskih tkiv. Nimajo vidne tilakoidne membrane in imajo malo plastoglobulinov.

Imajo presnovne funkcije v koreninah, kjer se kopičijo pomembne količine škroba.

Gerontoplastos

Ko rastlina stara, poteka pretvorba kloroplastov v gerontoplastih. Med staranjem se tilakoidna membrana razgradi, plastogli celice se kopičijo in klorofil se razgradi.

Etioplastos

Ko rastline rastejo v slabih svetlobnih pogojih, se kloroplasti ne razvijejo pravilno in nastala plastida se imenuje etioplasto.

Etioplasti vsebujejo zrna škroba in nimajo široko razvite membrane tilakoidov kot pri zrelih kloroplastih. Če se razmere spremenijo in je dovolj svetlobe, se lahko etioplastos razvije v kloroplastih.

Reference

  1. Biswal, U. C., & Raval, M. K. (2003). Biogeneza kloroplasta: od proplastida do gerontoplasta. Springer znanost in poslovni mediji.
  2. Cooper, G.M. (2000). Celica: molekularni pristop. 2. izdaja. Sunderland (MA): Sinauer Associates. Kloroplasti in drugi plastidi. Na voljo na: ncbi.nlm.nih.gov
  3. Gould, S. B., Waller, R. F., in McFadden, G. I. (2008). Razvoj plastida. Letni pregled rastlinske biologije, 59, 491-517.
  4. Lopez-Juez, E., in Pyke, K. A. (2004). Plastidi so se sprožili: njihov razvoj in vključevanje v razvoj rastlin. Mednarodni časopis za razvojno biologijo, 49(5-6), 557-577.
  5. Pyke, K. (2009). Biologija plastida. Cambridge University Press.
  6. Pyke, K. (2010). Divizija Plastid. AoB rastline, plq016.
  7. Wise, R. R. (2007). Raznolikost oblike in funkcije plastidov. V Struktura in funkcija plastidov (str. 3-26). Springer, Dordrecht.