AMILOPLASTI: ZNAČILNOSTI, FUNKCIJE, ZGRADBA - BIOLOGIJA - 2026

V amyloplasts so vrsta specializiranih shranjevanje plastid škroba in jih najdemo v visokih deležih v nonphotosynthetic shranjevanje tkivih kot endosperma v semen in gomoljev.

Ker je popolna sinteza škroba omejena na plastide, mora obstajati fizična struktura, ki služi kot rezervno mesto tega polimera. Dejansko se ves škrob, ki ga vsebujejo rastlinske celice, nahaja v organelah, ki jih pokriva dvojna membrana.

Vir: pixabay.com

Na splošno so plastidi polavtomatske organele, ki jih najdemo v različnih organizmih, od rastlin in alg do morskih mehkužcev in nekaterih parazitskih protitistov.

Plastidi sodelujejo pri fotosintezi, pri sintezi lipidov in aminokislin, delujejo kot mesto rezerve lipidov, odgovorni so za obarvanje plodov in cvetov in so povezani z dojemanjem okolja.

Prav tako amiloplasti sodelujejo pri dojemanju gravitacije in shranjujejo ključne encime nekaterih presnovnih poti.

Značilnosti in struktura

Amiloplasti so celične orgenele, ki so prisotne v rastlinah, so rezervni vir škroba in nimajo pigmentov - na primer klorofila -, zato so brezbarvni.

Tako kot drugi plastidi ima tudi amiloplast svoj genom, ki v svoji strukturi kodira nekatere beljakovine. Ta lastnost je odraz njenega endosimbiotskega izvora.

Ena najbolj izjemnih značilnosti plastidov je njihova medbesedilna sposobnost. Konkretno, amiloplasti lahko postanejo kloroplasti, zato korenine, ki so izpostavljene svetlobi, dobijo zelenkast odtenek, zahvaljujoč sintezi klorofila.

Kloroplasti se lahko obnašajo na podoben način, začasno skladiščijo zrna škroba. Vendar je v amiloplastih rezerva dolgoročna.

Njihova struktura je zelo preprosta, sestavljena so iz dvojne zunanje membrane, ki jih ločuje od preostalih citoplazemskih komponent. Zreli amiloplasti razvijejo notranji membranski sistem, kjer najdemo škrob.

Avtor Aibdescalzo, Wikimedia Commons

Usposabljanje

Večina amiloplastov nastane neposredno iz protoplastidov, ko se rezervna tkiva razvijejo in razdelijo z binarno cepitvijo.

V zgodnjih fazah razvoja endosperma je proplastidija prisotna v koenocitnem endospermu. Nato se začnejo procesi celulorizacije, kjer proplastidiji začnejo kopičiti škrobne granule in tako tvorijo amiloplaste.

S fiziološkega vidika se proces diferenciacije proplastidije, ki povzroča amiloplaste, pojavi, ko rastlinski hormon avksin nadomesti citokinin, kar zmanjša hitrost delitve celic, kar povzroči kopičenje škroba.

Lastnosti

Skladiščenje škroba

Škrob je kompleksen polimer s polkristalnim in netopnim videzom, ki je produkt zveze D-glukopiranoze s pomočjo glukozidnih vezi. Ločimo lahko dve molekuli škroba: amilopektin in amilozo. Prva je zelo razvejana, druga pa linearna.

Polimer je odložen v obliki ovalnih zrn v sferokristalih in glede na regijo, kjer se zrna odlagajo, jih lahko razvrstimo v koncentrična ali ekscentrična zrna.

Zrnca škroba se lahko razlikujejo po velikosti, nekatere se približajo 45 um, druge pa manjše, približno 10 um.

Sinteza škroba

Plastidi so odgovorni za sintezo dveh vrst škroba: prehodnega, ki nastaja podnevi in ​​ga začasno shrani v kloroplaste do noči, ter rezervnega škroba, ki se sintetizira in skladišči v amiloplastih. stebel, semen, plodov in drugih struktur.

Med zrnca škroba, ki so prisotna v amiloplastih, obstajajo razlike glede na zrna, ki jih prehodno najdemo v kloroplastih. V slednjem je vsebnost amiloze nižja in škrob razporejen v ploščate strukture.

Zaznavanje težnosti

Škrobna zrna so veliko gostejša od vode in ta lastnost je povezana z zaznavanjem gravitacijske sile. V času evolucije rastlin je bila ta sposobnost amiloplastov, da se premikajo pod vplivom gravitacije, izkoriščena za dojemanje te sile.

Če povzamemo, amiloplasti reagirajo na stimulacijo gravitacije s procesi sedimentacije v smeri, v kateri ta sila deluje navzdol. Ko plastidi pridejo v stik z rastlinskim citoskeletom, pošlje vrsto signalov, da se rast pojavi v pravi smeri.

Poleg citoskeleta v celicah obstajajo tudi druge strukture, kot so vakuole, endoplazemski retikulum in plazemska membrana, ki sodelujejo pri prevzemu usedlin amiloplastov.

V koreninskih celicah občutek težnosti ujamejo celice kolumele, ki vsebujejo specializirano vrsto amiloplastov, imenovane statoliti.

Statoliti padajo pod silo gravitacije na dno celic kolumele in sprožijo pot transdukcije signala, v kateri se rastni hormon, avksin, sam prerazporedi in povzroči različno rast navzdol.

Presnovne poti

Prej je veljalo, da je delovanje amiloplastov omejeno izključno na kopičenje škroba.

Vendar pa je nedavna analiza beljakovinske in biokemične sestave notranjosti te organele razkrila molekularno mehanizacijo, ki je precej podobna kloroplastu, ki je dovolj zapletena, da izvaja značilne fotosintetske procese rastlin.

Amiloplasti nekaterih vrst (na primer lucerna) vsebujejo encime, potrebne za nastanek cikla GS-GOGAT, metabolične poti, ki je tesno povezana z asimilacijo dušika.

Ime cikla izvira iz začetnic encimov, ki v njem sodelujejo, glutamin sintetaze (GS) in glutamat sintaze (GOGAT). Vključuje tvorbo glutamina iz amonija in glutamata ter sintezo glutamina in ketoglutarata iz dveh molekul glutamata.

Ena je vgrajena v amonij, preostala molekula pa se odnese v ksilem, ki ga celice uporabljajo. Poleg tega imajo kloroplasti in amiloplasti sposobnost zagotavljanja substratov glikolitični poti.

Reference

1. Cooper GM (2000). Celica: Molekularni pristop. 2. izdaja Sinauer Associates. Kloroplasti in drugi plastisti. Dostopno na: ncbi.nlm.nih.gov
2. Grajales, O. (2005). Opombe o biokemiji rastlin. Osnove za njegovo fiziološko uporabo. UNAM.
3. Pyke, K. (2009). Plastidna biologija. Cambridge University Press.
4. Raven, PH, Evert, RF, in Eichhorn, SE (1992). Biologija rastlin (letnik 2). Sem obrnil.
5. Rose, RJ (2016). Molekularna celična biologija rasti in diferenciacije rastlinskih celic. CRC Pritisnite.
6. Taiz, L., in Zeiger, E. (2007). Fiziologija rastlin. Univerza Jaume I.