Характеристики, структура і типи пластис

The plast або пластидіоссон група напівавтономних клітинних органел з різноманітними функціями. Вони зустрічаються у водоростях, моху, папороті, голосеменних і покритонасінних клітинах. Найбільш помітною пластидою є хлоропласт, відповідальний за фотосинтез в клітинах рослин.

За своєю морфологією і функцією існує велика різноманітність пластид: хромопласти, лейкопласти, амілопласти, етіопластоси, олеопласти. Хромопласти спеціалізуються на зберіганні каротиноїдних пігментів, амілопласти зберігають крохмаль і пластиди, що ростуть у темряві, називаються етіопластос.

Дивно, що пластиди були повідомлені в деяких паразитичних черв'яках і в деяких морських молюсках.

Індекс

• 1 Загальна характеристика
• 2 Структура
• 3 типи
  • 3.1 Пропластиди
  • 3.2 Хлоропласти
  • 3.3 Амілопласти
  • 3.4 Хромопласти
  • 3.5 Олеопласти
  • 3.6 Лейкопласти
  • 3.7 Геронтопласти
  • 3.8 Етіопласти
• 4 Посилання

Загальна характеристика

Пластиди - це органели, присутні в клітинах рослин, покритих подвійною ліпідною мембраною. Вони мають власний геном, що є наслідком їх ендосимбіотичного походження.

Передбачається, що приблизно 1,5 млрд. Років тому клітина протоекаріота проковтнула фотосинтетичну бактерію, що призвело до еукаріотичного походження.

Еволюційно можна виділити три лінії пластиди: глаукофіти, походження червоних водоростей (родопластос) і лінії зелених водоростей (хлоропласти). Зелена лінія породила пластиди обох водоростей і рослин.

Генетичний матеріал має від 120 до 160 кб - у вищих рослинах - і організований у замкнуту і кругову подвійні молекули ДНК.

Однією з найбільш яскравих особливостей цих органел є здатність до взаємоперетворення. Ця зміна відбувається завдяки наявності молекулярних і екологічних стимулів. Наприклад, коли етіопласт отримує сонячне світло, він синтезує хлорофіл і стає хлоропластом.

Крім фотосинтезу, пластиди виконують різні функції: синтез ліпідів і амінокислот, зберігання ліпідів і крохмалю, функціонування продихів, забарвлення таких рослинних структур, як квіти і плоди, і сприйняття гравітації.

Структура

Всі пластиди оточені подвійною ліпідною мембраною і всередині мають невеликі мембранні структури, звані тилакоидами, які можуть значно поширюватися в деяких типах пластид.

Структура залежить від типу пластида, і кожен варіант буде докладно описаний у наступному розділі.

Типи

Існує ряд пластид, які виконують різні функції в клітинах рослин. Однак межа між кожним типом пластид не дуже зрозумілий, оскільки існує значна взаємодія між структурами і існує можливість взаємного перетворення..

Таким же чином, при порівнянні між різними типами клітин виявлено, що популяція пластид не є однорідною. Серед основних типів пластид, знайдених у вищих рослинах, можна виділити наступні:

Пропластиди

Це пластиди, які ще не диференційовані і несуть відповідальність за походження всіх типів пластид. Вони зустрічаються в меристемах рослин, як у коренях, так і в стеблах. Вони також знаходяться в ембріонах та інших молодих тканинах.

Вони являють собою невеликі структури, один або два мікрометра в довжину і не містять жодного пігменту. Вони мають тилакоидную мембрану та власні рибосоми. У насінні пропластиди містять крохмальні зерна, які є важливим джерелом резерву для ембріона.

Кількість пропластидій на клітини є змінною, і між 10 і 20 цих структур можна знайти.

Розподіл пропластидів в процесі поділу клітин є важливим для належного функціонування меристем або конкретного органу. Коли відбувається нерівна сегрегація і клітина не отримує пластиди, вона призначена для швидкої смерті.

Отже, стратегія забезпечення рівномірного розподілу пластид на дочірні клітини має бути однорідно розподілена в цитоплазмі клітин..

Аналогічним чином, пропластидії повинні успадковуватися нащадками і присутні у формуванні гамет.

Хлоропласти

Хлоропласти - найбільш помітні і помітні пластиди клітин рослин. Її форма овальна або сфероїдальна, а кількість зазвичай коливається в межах від 10 до 100 хлоропластів на клітинку, хоча може досягати 200.

Вони вимірюють від 5 до 10 мкм в довжину і від 2 до 5 мкм в ширину. Вони розташовані переважно в листі рослин, хоча вони можуть бути присутніми в стеблах, черешках, незрілих пелюстках, серед інших.

Хлоропласти розвиваються в структурах рослини, які не під землею, від пропластідій. Найбільш горезвісною зміною є виробництво пігментів, щоб прийняти зелений колір, властивий цій органелі.

Як і інші пластиди, вони оточені подвійною мембраною і всередині мають третю мембранну систему, тилакоиди, вбудовані в строму.

Thilacoids є дископодібними структурами, які укладаються в гранули. Таким чином, хлоропласт може бути структурно розділений на три відділення: простір між мембранами, строма і просвіт тилакоида.

Як і в мітохондріях, успадкування хлоропластів від батьків до дітей відбувається з боку одного з батьків (єдинорослий) і вони мають свій власний генетичний матеріал.

Функції

У хлоропластах відбувається процес фотосинтезу, який дозволяє рослинам захоплювати світло від сонця і перетворювати його в органічні молекули. Фактично, хлоропласти є єдиними пластидами з фотосинтетичними можливостями.

Цей процес починається в мембранах тилакоидов з легкою фазою, в якій закріплюються ферментативні комплекси і білки, необхідні для процесу. Завершальна стадія фотосинтезу, або темна фаза, відбувається в стромі.

Амілопласти

Амілопласти спеціалізуються на зберіганні крохмальних зерен. Вони зустрічаються в основному в резервних тканинах рослин, таких як ендосперм в насінні і бульбах.

Більшість амілопластів утворюються безпосередньо з протоплазду під час розвитку організму. Експериментально, утворення амілопластів було досягнуто шляхом заміни аутозину фітогормону цитокінінами, викликаючи зменшення поділу клітин і індукування накопичення крохмалю..

Ці пластиди є резервуарами великої кількості ферментів, схожих на хлоропласти, хоча їм не вистачає хлорофілу і фотосинтетичного обладнання..

Сприйняття тяжкості

Амілопласти пов'язані з відповіддю на відчуття гравітації. У коренях відчуття сили тяжіння сприймаються клітинами колумелли.

У цій структурі є статоліти, які є спеціалізованими амілопластами. Ці органели розташовані на дні клітин columella, що свідчить про почуття тяжкості.

Положення статолітів ініціює серію сигналів, що призводить до перерозподілу гормону ауксину, викликаючи зростання структури на користь сили тяжіння.

Гранули крохмалю

Крохмаль являє собою напівкристалічний нерозчинний полімер, утворений повторюваними одиницями глюкози, що продукує два типи молекул: амілопептин і амілозу..

Амілопептин має розгалужену структуру, в той час як амілоза є лінійним полімером і накопичується в більшості випадків у співвідношенні 70% амілопептину і 30% амілози.

Гранули крохмалю мають досить організовану структуру, пов'язану з амілопептиновими ланцюгами.

У досліджених амілопластах з ендосперму злаків гранули змінюються в діаметрі від 1 до 100 мкм і можуть розрізняти великі і малі гранули, які зазвичай синтезуються в різних амілопластах..

Хромопласти

Хромопласти - дуже різнорідні пластиди, які зберігають різні пігменти у квітах, плодах та інших пігментованих структурах. Також в клітинах є певні вакуолі, які можуть зберігати пігменти.

У покритонасінних необхідно мати певний механізм для залучення тварин, відповідальних за запилення; з цієї причини природний відбір сприяє накопиченню яскравих і привабливих пігментів у деяких рослинних структурах.

Як правило, хромопласти розвиваються з хлоропластів під час процесу дозрівання плодів, де зелені плоди з часом набувають характерного кольору. Наприклад, незрілі помідори зелені, а при дозріванні вони яскраво-червоні.

Основними пігментами, які накопичуються в хромопластах, є каротиноїди, які є змінними і можуть представляти різні кольори. Каротини оранжеві, лікопен червоний, а зеаксантин і віолаксантин жовті.

Кінцеве забарвлення структур визначається комбінаціями зазначених пігментів.

Олеопласти

Пластиди також здатні зберігати молекули ліпідної або білкової природи. Олеопласти здатні зберігати ліпіди в спеціальних тілах, які називаються пластоглобули.

Знайдено квіткові антени та їх вміст вивільняється в стіну пилкового зерна. Вони також дуже поширені у деяких видів кактусів.

Крім того, олеопласти мають різні білки, такі як фібриллін і ферменти, пов'язані з метаболізмом ізопреноїдів.

Лейкопласти

Лейкопласти - це пластидіоз, позбавлений пігментів. Слідуючи цьому визначенню, амілопласти, олеопласти і протеїнопласти можна класифікувати як варіанти лейкопластів.

Лейкопласти знаходяться в більшості рослинних тканин. Вони не мають помітної тилакоидной мембрани і мають невелику кількість пластоглобулінів.

Вони мають метаболічні функції в коренях, де накопичуються значні кількості крохмалю.

Геронтопласти

Коли рослина старіє, перетворення хлоропластів відбувається в геронтопластах. Під час процесу старіння мембрана тилакоида розпадається, пластоглі клітини накопичуються, а хлорофіл деградує.

Етіопластос

Коли рослини ростуть в умовах слабкого освітлення, хлоропласти не розвиваються належним чином і утворюється пластида називається етіопласто.

Етіопластози містять зерна крохмалю і не володіють мембраною тилакоида, широко розвиненою, як у зрілих хлоропластах. Якщо умови змінюються і є достатньо світла, етіопластос може розвиватися в хлоропластах.

Список літератури

1. Biswal, U. C., & Raval, M. K. (2003). Біогенез хлоропластів: від пропластиду до геронтопласта. Springer Science & Business Media.
2. Cooper, G.M. (2000). Клітина: молекулярний підхід. 2-е видання. Сандерленд (Массачусетс): Sinauer Associates. Хлоропласти та інші пластиди. Доступно за адресою: ncbi.nlm.nih.gov
3. Гулд, С. Б., Уоллер, Р. Ф., & МакФадден, Г. І. (2008). Еволюція пластид. Щорічний огляд біології рослин, 59, 491-517.
4. Lopez-Juez, E., & Pyke, K.A. (2004). Пластиди розв'язані: їх розвиток та інтеграція в розвиток рослин. Міжнародний журнал біології розвитку, 49(5-6), 557-577.
5. Pyke, K. (2009). Біологія пластид. Cambridge University Press.
6. Pyke, K. (2010). Поділ пластид. Заводи AoB, plq016.
7. Wise, R. R. (2007). Різноманітність форми і функції пластид. В Структура і функції пластид (с. 3-26). Шпрингер, Дордрехт.