PLASTOS: EGENSKABER, STRUKTUR OG TYPER - BIOLOGI - 2025

De plastid eller plastidiosson gruppe orgánulas semiautonome celle med varierede funktioner. De findes i celler fra alger, moser, bregner, gymnospermer og angiospermer. Det mest bemærkelsesværdige plastid er chloroplasten, der er ansvarlig for fotosyntesen i planteceller.

I henhold til deres morfologi og funktion er der en lang række plastider: kromoplaster, leukoplaster, amyloplaster, etioplaster, oleoplaster, blandt andre. Kromoplaster er specialiserede i opbevaring af carotenoidpigmenter, amyloplaster opbevarer stivelse, og plastider, der vokser i mørke kaldes etioplaster.

Overraskende er der rapporteret om plastider i nogle parasitorme og i visse marine bløddyr.

Generelle karakteristika

Plastider er organeller til stede i planteceller dækket af en dobbelt lipidmembran. De har deres eget genom, en konsekvens af deres endosymbiotiske oprindelse.

Det antydes, at for ca. 1,5 milliarder år siden en protoeukaryot celle indhulede en fotosyntetisk bakterie, hvilket gav anledning til den eukaryote afstamning.

Evolutionært kan tre linier af plastider skelnes: glaukofytter, afstamning af røde alger (rhodoplaster) og afstamning af grønne alger (kloroplaster). Den grønne afstamning gav anledning til plastider fra både alger og planter.

Det genetiske materiale har 120 til 160 kb - i højere planter - og er organiseret i et lukket og cirkulært molekyle af dobbeltbånd-DNA.

Et af de mest slående træk ved disse organeller er deres evne til at konvertere. Denne ændring sker takket være tilstedeværelsen af ​​molekylære og miljømæssige stimuli. For eksempel, når en ethioplast modtager sollys, syntetiserer den chlorophyll og bliver en chloroplast.

Foruden fotosyntesen har plastider forskellige funktioner: syntese af lipider og aminosyrer, opbevaring af lipider og stivelse, funktion af stomata, farvning af plantestrukturer såsom blomster og frugter og opfattelse af tyngdekraften.

Struktur

Alle plastider er omgivet af en dobbelt lipidmembran, og indeni har de små membranstrukturer kaldet thylakoider, som kan strække sig betydeligt i visse typer plastider.

Strukturen afhænger af typen af ​​plastid, og hver variant vil blive beskrevet detaljeret i det næste afsnit.

typer

Der er en serie plastider, der udfører forskellige funktioner i planteceller. Grænsen mellem hver type plastid er imidlertid ikke særlig klar, da der er en betydelig interaktion mellem strukturerne, og der er mulighed for interkonversion.

Tilsvarende, når man sammenligner forskellige celletyper, viser det sig, at plastidpopulationen ikke er homogen. Blandt de basistyper af plastider, der findes i højere planter, er følgende:

Proplastids

Det er plastider, der endnu ikke er differentieret og er ansvarlige for oprindelsen af ​​alle typer plastider. De findes i planternes meristeme, både i rødderne og i stilkene. De er også i embryoner og andre unge væv.

Det er små strukturer, en eller to mikrometer lange og indeholder ikke noget pigment. De har thylakoidmembranen og deres egne ribosomer. I frøene indeholder proplastidia stivelseskorn, som er en vigtig reservekilde for embryoet.

Antallet af proplastidier pr. Celle er variabelt, og mellem 10 og 20 af disse strukturer kan findes.

Fordelingen af ​​proplastidia i processen med celledeling er essentiel for, at meristeme eller et specifikt organ fungerer korrekt. Når ujævn adskillelse forekommer, og en celle ikke modtager plastiderne, er den bestemt til hurtig død.

Derfor er strategien for at sikre en ligelig opdeling af plastiderne til dattercellerne homogent fordelt i cellecytoplasmaet.

På samme måde skal proplastidier nedarves af efterkommerne og er til stede i dannelsen af ​​gameter.

kloroplaster

Chloroplaster er de mest fremtrædende og iøjnefaldende plastider fra planteceller. Dens form er oval eller sfæroid, og antallet varierer normalt mellem 10 og 100 chloroplaster pr. Celle, selvom det kan nå 200.

De er 5 til 10 um i længden og 2 til 5 um i bredden. De er hovedsageligt placeret i planternes blade, skønt de kan være til stede i blandt andet stængler, blomsterblade, umodne kronblade.

Chloroplaster udvikler sig i plantestrukturer, der ikke er under jorden, fra proplastidia. Den mest bemærkelsesværdige ændring er produktionen af ​​pigmenter for at tage den karakteristiske grønne farve på denne organelle.

Som de andre plastider er de omgivet af en dobbelt membran, og indeni har de et tredje membranøst system, thylakoiderne, indlejret i stromaen.

Thylakoider er skiveformede strukturer, der er stablet i korn. På denne måde kan chloroplasten strukturelt opdeles i tre rum: mellemrummet mellem membranerne, stromaen og lumenet af thylakoidet.

Som i mitokondrierne sker arven af ​​kloroplaster fra forældre til børn af en af ​​forældrene (uniparental), og de har deres eget genetiske materiale.

Funktioner

I kloroplaster forekommer den fotosyntetiske proces, der gør det muligt for planter at fange lyset fra solen og omdanne det til organiske molekyler. Faktisk er chloroplaster de eneste plastider med fotosyntetiske egenskaber.

Denne proces begynder i thylakoidmembranerne med den lette fase, hvori enzymkomplekser og proteiner, der er nødvendige for processen, er forankret. Den sidste fase af fotosyntesen eller mørk fase forekommer i stroma.

amyloplaster

Amyloplaster er specialiseret i opbevaring af stivelseskorn. De findes mest i reservevævet fra planter, såsom endosperm i frø og knolde.

De fleste amyloplaster dannes direkte fra en protoplast under udviklingen af ​​organismen. Eksperimentelt er dannelsen af ​​amyloplaster opnået ved at erstatte phytohormoneuxin med cytokininer, forårsage reduktion af celledeling og inducere akkumulering af stivelse.

Disse plastider er reservoirer til en bred vifte af enzymer, der ligner chloroplaster, selvom de mangler chlorophyll og fotosyntetiske maskiner.

Opfattelse af tyngdekraften

Amyloplaster er relateret til responset på følelsen af ​​tyngdekraften. I rødderne opfattes tyngdekraften af ​​columellas celler.

I denne struktur er statolittene, som er specialiserede amyloplaster. Disse organeller er placeret i bunden af ​​cellerne i columella, hvilket indikerer tyngdekraften.

Statoliternes placering udløser en række signaler, der fører til omfordeling af hormonet auxin, hvilket medfører vækst af strukturen til fordel for tyngdekraften.

Stivelseskorn

Stivelse er en uopløselig halvkrystallinsk polymer, der består af gentagne glucoseenheder, der producerer to typer molekyler, amylopeptin og amylose.

Amylopeptin har en forgrenet struktur, mens amylose er en lineær polymer, og de akkumuleres i de fleste tilfælde i en andel af 70% amylopeptin og 30% amylose.

Stivelseskorn har en ret organiseret struktur, der er relateret til amylopeptinkæder.

I de amyloplaster, der er undersøgt fra endospermen af ​​korn, varierer granulerne i diameter fra 1 til 100 um, og det er muligt at skelne mellem store og små granuler, der generelt syntetiseres i forskellige amyloplaster.

chromoplaster

Kromoplaster er meget heterogene plastider, der opbevarer forskellige pigmenter i blomster, frugter og andre pigmenterede strukturer. Der er også visse vakuoler i celler, der kan opbevare pigmenter.

I angiospermer er det nødvendigt at have en mekanisme til at tiltrække de dyr, der er ansvarlige for pollination; af denne grund favoriserer naturlig selektion ophobningen af ​​lyse og attraktive pigmenter i nogle plantestrukturer.

Generelt udvikler chromoplaster sig fra kloroplaster under frugtmodningsprocessen, hvor den grønne frugt får en karakteristisk farve over tid. For eksempel er umodne tomater grønne, og når de er modne, er de lyse røde.

De vigtigste pigmenter, der akkumuleres i kromoplaster, er carotenoider, som er varierende og kan præsentere forskellige farver. Carotener er orange, lycopen er rød, og zeaxanthin og violaxanthin er gule.

Strukturernes endelige farve er defineret ved kombinationerne af nævnte pigmenter.

Oleoplasts

Plastider er også i stand til at opbevare molekyler af lipid eller protein. Oleoplaster er i stand til at opbevare lipider i specielle organer kaldet plastoglobules.

Blomsterantenner findes, og deres indhold frigives på pollenkornets væg. De er også meget almindelige i visse kaktusarter.

Derudover har oleoplaster forskellige proteiner, såsom fibrillin og enzymer relateret til metabolismen af ​​isoprenoider.

Leukoplasts

Leukoplaster er plastider uden pigmenter. Efter denne definition kunne amyloplaster, oleoplaster og proteinoplaster klassificeres som varianter af leukoplaster.

Leukoplaster findes i de fleste plantevæv. De har ikke en iøjnefaldende thylakoidmembran og har få plasmakugler.

De har metaboliske funktioner i rødderne, hvor de akkumulerer betydelige mængder stivelse.

Gerontoplasts

Når planten ældes, sker der en omdannelse af kloroplaster til gerontoplaster. Under senescensprocessen brister thylakoidmembranen, plasmakugler akkumuleres, og klorofyll nedbrydes.

Ethioplasts

Når planter vokser under dårlige lysforhold, udvikler chloroplasterne sig ikke ordentligt, og det dannede plastid kaldes en etioplast.

Ethioplaster indeholder stivelseskorn og besidder ikke den i vid udstrækning udviklede thylakoidmembran som i modne chloroplaster. Hvis forholdene ændrer sig, og der er nok lys, kan etioplaster udvikle sig til chloroplaster.

Referencer

1. Biswal, UC, & Raval, MK (2003). Chloroplastbiogenese: fra proplastid til gerontoplast. Springer Science & Business Media.
2. Cooper, GM (2000). Cellen: En molekylær tilgang. 2. udgave. Sunderland (MA): Sinauer Associates. Chloroplaster og andre plastmaterialer. Fås på: ncbi.nlm.nih.gov
3. Gould, SB, Waller, RF, & McFadden, GI (2008). Plastid evolution. Årlig gennemgang af plantebiologi, 59, 491-517.
4. Lopez - Juez, E., & Pyke, KA (2004). Plastider løsnet: deres udvikling og deres integration i planteudviklingen. International Journal of Developmental Biology, 49 (5–6), 557–577.
5. Pyke, K. (2009). Plastid biologi. Cambridge University Press.
6. Pyke, K. (2010). Plastid opdeling. AoB Plants, plq016.
7. Wise, RR (2007). Mangfoldigheden af ​​plastidform og funktion. I strukturer og funktion af plastider (s. 3–26). Springer, Dordrecht.