Plastos Charakteristika, štruktúra a typy

plastos alebo plastidiosson je skupina poloautonómnych bunkových organel s rôznymi funkciami. Nachádzajú sa v bunkách rias, machu, papradia, gymnospermu a angiospermu. Najpozoruhodnejším plastidom je chloroplast, zodpovedný za fotosyntézu v rastlinných bunkách.

Podľa svojej morfológie a funkcie existuje veľké množstvo plastidov: chromoplastov, leukoplastov, amiloplastov, etioplastov, oleoplastov, medzi inými. Chromoplasty sa špecializujú na ukladanie karotenoidových pigmentov, škrobu skladujúceho amyloplasty a plastidy, ktoré rastú v tme, sa nazývajú etioplasty..

Prekvapivo, plastidy boli hlásené u niektorých parazitických červov a u niektorých morských mäkkýšov.

index

• 1 Všeobecné charakteristiky
• 2 Štruktúra
• 3 Typy
  • 3.1 Proplastides
  • 3.2 Chloroplasty
  • 3.3 Amyloplasty
  • 3.4 Chromoplasty
  • 3.5 Oleoplasty
  • 3.6 Leucoplastos
  • 3.7 Gerontoplastos
  • 3.8 Etioplasty
• 4 Odkazy

Všeobecné charakteristiky

Plastidy sú organely prítomné v rastlinných bunkách potiahnutých dvojitou lipidovou membránou. Majú svoj vlastný genóm, dôsledok ich endosymbiotického pôvodu.

Predpokladá sa, že asi pred 1,5 miliardou rokov bunka protoeucariot prehltla fotosyntetickú baktériu, čo viedlo k vzniku eukaryotickej línie..

Evolutívne môžeme rozlišovať tri plastidové línie: glaukofyty, líniu červených rias (rhodoplastos) a líniu zelených rias (chloroplastov). Zelená línia viedla k vzniku plastidov z rias a rastlín.

Genetický materiál má 120 až 160 kb - vo vyšších rastlinách - a je organizovaný v uzavretej a kruhovej molekule dvojreťazcovej DNA.

Jednou z najvýraznejších vlastností týchto organel je schopnosť interkonvertovať. Táto zmena nastáva vďaka prítomnosti molekulárnych a environmentálnych stimulov. Napríklad, keď Ethioplast dostáva slnečné svetlo, syntetizuje chlorofyl a stáva sa chloroplastom.

Okrem fotosyntézy, plastidy plnia rôzne funkcie: syntézu lipidov a aminokyselín, skladovanie lipidov a škrobu, fungovanie stomátov, sfarbenie rastlinných štruktúr, ako sú kvety a plody a vnímanie gravitácie.

štruktúra

Všetky plastidy sú obklopené dvojitou lipidovou membránou a vo vnútri majú malé membránové štruktúry nazývané tylakoidy, ktoré sa môžu značne rozšíriť v určitých typoch plastidov..

Štruktúra závisí od typu plastidu a každý variant bude podrobne opísaný v nasledujúcej časti.

typ

Existuje rad plastidov, ktoré spĺňajú rôzne funkcie v rastlinných bunkách. Avšak hranica medzi každým typom plastidu nie je veľmi jasná, pretože medzi štruktúrami existuje významná interakcia a existuje možnosť interkonverzie..

Rovnakým spôsobom sa pri porovnávaní rôznych typov buniek zistilo, že populácia plastidov nie je homogénna. Medzi základné typy plastidov nachádzajúcich sa vo vyšších rastlinách patria: \ t

proplastides

Sú to plastidy, ktoré ešte neboli diferencované a sú zodpovedné za vznik všetkých typov plastidov. Nachádzajú sa v meristémoch rastlín, a to ako v koreňoch, tak v stonkách. Sú tiež v embryách a iných mladých tkanivách.

Sú to malé štruktúry s dĺžkou jedného alebo dvoch mikrometrov a neobsahujú žiadny pigment. Majú tylakoidnú membránu a vlastné ribozómy. V semenách obsahujú proplastidia škrobové zrná, ktoré sú dôležitým zdrojom rezervy pre embryo.

Počet proplastídií na bunky je variabilný a možno nájsť 10 až 20 týchto štruktúr.

Distribúcia proplastidov v procese bunkového delenia je nevyhnutná pre správne fungovanie meristémov alebo špecifických orgánov. Keď sa vyskytne nerovnaká segregácia a bunka neprijíma plastidy, je určená na rýchlu smrť.

Stratégia na zabezpečenie spravodlivého rozdelenia plastidov na dcérske bunky má byť homogénne rozdelená v bunkovej cytoplazme.

Podobne musia byť proplastidios dedené potomkami a sú prítomné vo vytváraní gamét.

chloroplasty

Chloroplasty sú najvýznamnejšími a najvýraznejšími plastidmi rastlinných buniek. Jeho tvar je oválny alebo sféroidný a počet sa zvyčajne pohybuje medzi 10 a 100 chloroplastmi na bunku, hoci môže dosiahnuť 200.

Meria dĺžku od 5 do 10 μm a šírku od 2 do 5 μm. Sú umiestnené hlavne v listoch rastlín, hoci môžu byť prítomné aj v stonkách, stopkách, nezrelých okvetných lístkoch, medzi inými..

Chloroplasty sa vyvíjajú v štruktúrach rastliny, ktoré nie sú v podzemí, z proplastídií. Najznámejšou zmenou je výroba pigmentov, ktoré majú zelenú farbu charakteristickú pre túto organelu.

Rovnako ako ostatné plastidy, sú obklopené dvojitou membránou a vo vnútri majú tretí membránový systém, tylakoidy, zapustené do strómy.

Thilakoidy sú diskovité štruktúry, ktoré sú naskladané do granúl. Týmto spôsobom môže byť chloroplast štruktúrne rozdelený do troch kompartmentov: priestor medzi membránami, stróm a lumen tylakoidu.

Podobne ako v mitochondriách sa dedičstvo chloroplastov od rodičov k deťom vyskytuje na strane jedného z rodičov (uniparental) a má svoj vlastný genetický materiál..

funkcie

V chloroplastoch dochádza k fotosyntetickému procesu, ktorý umožňuje rastlinám zachytiť svetlo zo slnka a premeniť ho na organické molekuly. V skutočnosti sú chloroplasty jedinými plastidmi s fotosyntetickými schopnosťami.

Tento proces začína v membránach tylakoidov s ľahkou fázou, v ktorej sú ukotvené enzymatické komplexy a proteíny potrebné pre proces. Posledný stupeň fotosyntézy alebo tmavej fázy sa vyskytuje v stróme.

amyloplastů

Amyloplasty sa špecializujú na skladovanie škrobových zŕn. Väčšinou sa nachádzajú v rezervných tkanivách rastlín, ako je endosperm v semenách a hľúzach.

Väčšina amyloplastov sa tvorí priamo z protoplazmy počas vývoja organizmu. Experimentálne sa tvorba amyloplastov dosiahla nahradením fytohormón auxínu cytokinínmi, čo spôsobilo zníženie bunkového delenia a indukciu akumulácie škrobu..

Tieto plastidy sú rezervoármi širokej škály enzýmov, ktoré sú podobné chloroplastom, hoci im chýba chlorofyl a fotosyntetické stroje..

Vnímanie závažnosti

Amyloplasty súvisia s odozvou na pocit gravitácie. V koreňoch je pocit gravitácie vnímaný bunkami stĺpcov.

V tejto štruktúre sú statolity, ktoré sú špecializovanými amyloplastmi. Tieto organely sa nachádzajú v spodnej časti buniek stĺpcov, čo poukazuje na gravitáciu.

Pozícia statolitov spúšťa rad signálov, ktoré vedú k redistribúcii auxínového hormónu, čo spôsobuje rast štruktúry v prospech gravitácie.

Škrobové granule

Škrob je semikryštalický nerozpustný polymér tvorený opakovanými jednotkami glukózy, produkujúcimi dva typy molekúl, amylopeptín a amylózu..

Amilopeptín má rozvetvenú štruktúru, zatiaľ čo amylóza je lineárny polymér a vo väčšine prípadov sa akumuluje v pomere 70% amylopeptínu a 30% amylózy..

Škrobové granule majú pomerne organizovanú štruktúru, vzťahujúcu sa na amylopeptínové reťazce.

V študovaných amyloplastoch z endospermu obilnín sa granule menia v priemere od 1 do 100 μm a môžu rozlišovať medzi veľkými a malými granulami, ktoré sú všeobecne syntetizované v rôznych amyloplastoch..

cromoplastos

Chromoplasty sú veľmi heterogénne plastidy, ktoré uchovávajú rôzne pigmenty v kvetoch, ovocí a iných pigmentovaných štruktúrach. Tiež existujú určité vakuoly v bunkách, ktoré môžu ukladať pigmenty.

V angiosperms je potrebné mať nejaký mechanizmus na prilákanie zvierat zodpovedných za opelenie; Z tohto dôvodu prirodzený výber uprednostňuje hromadenie jasných a atraktívnych pigmentov v niektorých štruktúrach rastlín.

Vo všeobecnosti sa chromoplasty vyvíjajú z chloroplastov počas procesu dozrievania ovocia, kde zelené ovocie v priebehu času nadobúda charakteristickú farbu. Napríklad, nezrelé paradajky sú zelené a keď sú zrelé, sú jasne červené.

Hlavnými pigmentmi, ktoré sa akumulujú v chromoplastoch, sú karotenoidy, ktoré sú variabilné a môžu vykazovať rôzne farby. Karotény sú oranžové, lykopén je červený a zeaxantín a violaxantín sú žlté.

Konečné sfarbenie štruktúr je definované kombináciou uvedených pigmentov.

elaioplast

Plastidy sú tiež schopné uchovávať molekuly lipidovej alebo proteínovej povahy. Oleoplasty sú vhodné na ukladanie lipidov v špeciálnych telesách nazývaných plastoglóbulosy.

Kvetinové antény sa nachádzajú a ich obsah sa uvoľňuje do steny peľového zrna. Sú tiež veľmi časté u niektorých druhov kaktusov.

Okrem toho majú oleoplasty rôzne proteíny, ako je fibrilín a enzýmy súvisiace s metabolizmom izoprenoidov.

leucoplastos

Leukoplasty sú plastidy bez pigmentov. Podľa tejto definície by amyloplasty, oleoplasty a proteínoplasty mohli byť klasifikované ako varianty leukoplastov.

Leucoplastos sa nachádza vo väčšine rastlinných tkanív. Nemajú nápadnú tylakoidnú membránu a majú málo plastoglobulínov.

Majú metabolické funkcie v koreňoch, kde akumulujú dôležité množstvá škrobu.

gerontoplasts

Keď rastlina rastie, dochádza ku konverzii chloroplastov v gerontoplastoch. Počas procesu senescencie sa tylakoidná membrána rozkladá, akumulujú sa plastové bunky a degraduje sa chlorofyl..

etioplasts

Keď rastliny rastú za zhoršených svetelných podmienok, chloroplasty sa nevyvíjajú správne a vytvorený plastid sa nazýva ethioplasto.

Etioplasty obsahujú zrná škrobu a nemajú membránu tylakoidu, ktorý je vo veľkej miere vyvinutý ako v zrelých chloroplastoch. Ak sa podmienky zmenia a je dostatok svetla, etioplasty sa môžu vyvinúť v chloroplastoch.

referencie

1. Biswal, U. C., & Raval, M. K. (2003). Chloroplastová biogenéza: od proplastidu po gerontoplast. Springer Science & Business Media.
2. Cooper, G.M. (2000). Bunka: Molekulárny prístup. 2. vydanie. Sunderland (MA): Sinauer Associates. Chloroplasty a iné plasty. K dispozícii na adrese: ncbi.nlm.nih.gov
3. Gould, S. B., Waller, R. F., & McFadden, G. I. (2008). Evolúcia plastidov. Ročný prehľad rastlinnej biológie, 59, 491-517.
4. Lopez-Juez, E., & Pyke, K. A. (2004). Vypúšťali sa plasty: ich vývoj a ich integrácia do vývoja rastlín. Medzinárodný žurnál vývojovej biológie, 49(5-6), 557-577.
5. Pyke, K. (2009). Biológia plastidu. Cambridge University Press.
6. Pyke, K. (2010). Divízia Plastid. AoB Rastliny, plq016.
7. Wise, R. R. (2007). Rozmanitosť plastidovej formy a funkcie. v Štruktúra a funkcia plastidov (str. 3-26). Springer, Dordrecht.