АМИЛОПЛАСТИ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ФУНКЦИИ, СТРУКТУРА - БИОЛОГИЯ - 2025

На амилопласт са вид специализиран съхранение пластид нишесте и се намират в големи пропорции в nonphotosynthetic съхранение тъкани като ендосперм на семена и луковици.

Тъй като пълният синтез на нишесте е ограничен до пластиди, трябва да съществува физическа структура, която да служи като резервно място за този полимер. Всъщност цялото нишесте, съдържащо се в растителните клетки, се намира в органели, покрити от двойна мембрана.

Източник: pixabay.com

По принцип пластидите са полуавтономни органели, открити в различни организми, от растения и водорасли до морски молюски и някои паразитни протестисти.

Пластидите участват във фотосинтеза, в синтеза на липиди и аминокиселини, те функционират като липиден резервен сайт, отговарят за оцветяването на плодовете и цветята и са свързани с възприемането на околната среда.

По същия начин амилопластите участват във възприемането на гравитацията и съхраняват ключови ензими на някои метаболитни пътища.

Характеристики и структура

Амилопластите са клетъчни органели, присъстващи в растенията, те са резервен източник на скорбяла и нямат пигменти - например хлорофил - така че те са безцветни.

Подобно на другите пластиди, амилопластите имат свой собствен геном, който кодира някои протеини в структурата им. Тази характеристика е отражение на неговия ендосимбиотичен произход.

Една от най-забележителните характеристики на пластидите е тяхната взаимовръзка. По-конкретно, амилопластите могат да станат хлоропласти, така че когато корените са изложени на светлина, те придобиват зеленикав оттенък, благодарение на синтеза на хлорофил.

Хлоропластите могат да се държат по подобен начин, като временно съхраняват зърна от нишесте. При амилопластите обаче резервът е дългосрочен.

Структурата им е много проста, те се състоят от двойна външна мембрана, която ги отделя от останалите цитоплазмени компоненти. Зрелите амилопласти развиват вътрешна мембранна система, където се открива нишесте.

От Aibdescalzo, чрез Wikimedia Commons

обучение

Повечето амилопласти се образуват директно от протопластидите, когато резервните тъкани се развиват и се разделят чрез бинарно делене.

В ранните етапи на развитие на ендоспермите пропластидиите присъстват в коеноцитен ендосперм. След това започват процесите на целуларизация, при които пропластидиите започват да натрупват нишестените гранули, като по този начин образуват амилопластите.

От физиологична гледна точка процесът на диференциация на пропластидията, за да доведе до амилопласти, се случва, когато растителният хормон ауксин е заменен с цитокинин, което намалява скоростта, с която се извършва делението на клетките, предизвиквайки натрупване от нишесте.

Характеристика

Съхранение на нишесте

Нишестето е сложен полимер със полукристален и неразтворим вид, продукт на съединението на D-глюкопиранозата с помощта на глюкозидни връзки. Могат да се разграничат две молекули скорбяла: амилопектин и амилоза. Първият е силно разклонен, докато вторият е линеен.

Полимерът се отлага под формата на овални зърна в сферокристали и в зависимост от района, в който са депозирани зърната, те могат да бъдат класифицирани в концентрични или ексцентрични зърна.

Гранулите от нишесте могат да варират по размер, някои приближават 45 um, а други са по-малки, около 10 um.

Синтез на нишесте

Пластидите са отговорни за синтеза на два вида нишесте: преходното, което се произвежда през дневната светлина и временно се съхранява в хлоропласти до нощта, и резервното нишесте, което се синтезира и съхранява в амилопласти. на стъбла, семена, плодове и други структури.

Има разлики между нишестените гранули, присъстващи в амилопластите по отношение на зърната, които се намират преходно в хлоропластите. В последното, съдържанието на амилоза е по-ниско и нишестето е подредено в структури, подобни на плочи.

Възприемане на гравитацията

Нишестените зърна са много по-плътни от водата и това свойство е свързано с възприемането на гравитационната сила. В хода на еволюцията на растенията тази способност на амилопластите да се движат под въздействието на гравитацията е използвана за възприемането на тази сила.

В обобщение, амилопластите реагират на стимулирането на гравитацията чрез седиментационни процеси в посоката, в която тази сила действа, надолу. Когато пластидите влизат в контакт с растителния цитоскелет, той изпраща поредица от сигнали за растеж, който да възникне в правилната посока.

В допълнение към цитоскелета има и други структури в клетките, като вакуоли, ендоплазмен ретикулум и плазмена мембрана, които участват в усвояването на седиментиращите амилопласти.

В кореновите клетки усещането за гравитация се улавя от клетките на колумела, които съдържат специализиран тип амилопласти, наречени статолити.

Статолитите попадат под силата на гравитацията към дъното на клетките на колумелата и инициират път на трансдукция на сигнала, по който хормонът на растежа, ауксин, се преразпределя и предизвиква диференциран низходящ растеж.

Метаболитни пътища

Преди се смяташе, че функцията на амилопластите е ограничена изключително до натрупване на нишесте.

Въпреки това, неотдавнашен анализ на протеиновия и биохимичния състав на вътрешността на тази органела разкри молекулярна машина, доста подобна на тази на хлоропласта, която е достатъчно сложна за извършване на типичните фотосинтетични процеси на растенията.

Амилопластите на някои видове (като люцерна, например) съдържат ензимите, необходими за появата на цикъла на GS-GOGAT, метаболитен път, който е тясно свързан с асимилацията на азот.

Името на цикъла идва от инициалите на ензимите, които участват в него, глутамин синтетаза (GS) и глутамат синтаза (GOGAT). Тя включва образуването на глутамин от амоний и глутамат и синтеза на глутамин и кетоглутарат от две глутаматни молекули.

Едната е включена в амония, а останалата молекула се пренася в ксилема, за да се използва от клетките. В допълнение, хлоропластите и амилопластите имат способността да осигуряват субстрати на гликолитичния път.

Препратки

1. Cooper GM (2000). Клетката: Молекулен подход. 2-ро издание. Sinauer Associates. Хлоропласти и други пластиди. Достъпно на: ncbi.nlm.nih.gov
2. Grajales, O. (2005). Бележки за растителната биохимия. Основи за неговото физиологично приложение. Пумас.
3. Пайк, К. (2009). Пластидна биология. Cambridge University Press.
4. Raven, PH, Evert, RF, и Eichhorn, SE (1992). Растителна биология (том 2). Обърнах се.
5. Rose, RJ (2016). Молекулярно-клетъчна биология на растежа и диференциацията на растителните клетки. CRC Press.
6. Taiz, L., & Zeiger, E. (2007). Физиология на растенията. Университет Jaume I.