ПЛАСТОС: ХАРАКТЕРИСТИКИ, СТРУКТУРА И ВИДОВЕ - БИОЛОГИЯ - 2025

На пластид orgánulas или plastidiosson група полуавтономен клетка с разнообразни функции. Те се намират в клетки от водорасли, мъхове, папрати, гимнастични растения и покритосеменни растения. Най-забележимият пластид е хлоропластът, отговорен за фотосинтезата в растителните клетки.

Според тяхната морфология и функция има голямо разнообразие от пластиди: хромопласти, левкопласти, амилопласти, етиопласти, олеопласти и други. Хромопластите са специализирани за съхраняване на каротеноидни пигменти, амилопластите съхраняват скорбяла и пластидите, които растат в тъмното, се наричат ​​етиопласти.

Изненадващо са съобщени за пластиди при някои паразитни червеи и в някои морски мекотели.

Основни характеристики

Пластидите са органели, присъстващи в растителни клетки, покрити с двойна липидна мембрана. Те имат свой геном, следствие от техния ендосимбиотичен произход.

Предполага се, че преди около 1,5 милиарда години протоеукариотична клетка е погълнала фотосинтетична бактерия, пораждаща еукариотната линия.

Еволюционно могат да се разграничат три линии от пластиди: глаукофитите, родословието на червените водорасли (родопласти) и родословието на зелените водорасли (хлоропластите). Зелената линия дава пластиди както от водорасли, така и от растения.

Генетичният материал има 120 до 160 kb във висшите растения - и е организиран в затворена и кръгла молекула от двулентова ДНК.

Една от най-поразителните характеристики на тези органели е тяхната способност да се преобразуват. Тази промяна настъпва благодарение на наличието на молекулни и екологични стимули. Например, когато етиопластът получава слънчева светлина, той синтезира хлорофил и се превръща в хлоропласт.

В допълнение към фотосинтезата, пластидите изпълняват различни функции: синтез на липиди и аминокиселини, съхранение на липиди и нишесте, функциониране на стомаха, оцветяване на растителни структури като цветя и плодове и възприемане на гравитацията.

структура

Всички пластиди са заобиколени от двойна липидна мембрана и вътре имат малки мембранозни структури, наречени тилакоиди, които могат да се простират значително при определени видове пластиди.

Структурата зависи от вида на пластида, като всеки вариант ще бъде подробно описан в следващия раздел.

Видове

Има поредица от пластиди, които изпълняват различни функции в растителните клетки. Границата между всеки вид пластид обаче не е много ясна, тъй като има значително взаимодействие между структурите и съществува възможност за взаимовръщане.

По същия начин, при сравняване на различни типове клетки, се установява, че популацията на пластид не е хомогенна. Сред основните видове пластиди, открити във висшите растения, са следните:

Proplastids

Те са пластиди, които все още не са диференцирани и са отговорни за произхода на всички видове пластиди. Те се намират в меристемите на растенията, както в корените, така и в стъблата. Те също са в ембриони и други млади тъкани.

Те са малки структури, дълги един или два микрометра и не съдържат никакъв пигмент. Те имат тилакоидна мембрана и собствени рибозоми. В семената пропластидиите съдържат зърна от нишесте, които са важен резервен източник за ембриона.

Броят на пропластидиите на клетка е променлив и между 10 и 20 от тези структури могат да бъдат открити.

Разпределението на пропластидиите в процеса на клетъчно делене е от съществено значение за правилното функциониране на меристемите или на конкретен орган. Когато настъпи неравномерна сегрегация и клетка не получава пластидите, тя е предназначена за бърза смърт.

Следователно, стратегията за осигуряване на справедливо разделение на пластидите към дъщерните клетки е да бъде хомогенно разпределен в клетъчната цитоплазма.

По същия начин, пропластидиите трябва да бъдат наследени от потомците и да присъстват при образуването на гамети.

хлоропласти

Хлоропластите са най-видните и забележими пластиди на растителните клетки. Формата му е овална или сфероидална и броят им обикновено варира между 10 и 100 хлоропласти на клетка, въпреки че може да достигне 200.

Те са с дължина 5 до 10 µm и ширина от 2 до 5 µm. Те са разположени главно в листата на растенията, въпреки че те могат да присъстват в стъбла, дръжки, незрели венчелистчета.

Хлоропластите се развиват в растителни структури, които не са под земята, от пропластидиите. Най-забележимата промяна е производството на пигменти, за да придобие характерния зелен цвят на тази органела.

Подобно на останалите пластиди, те са заобиколени от двойна мембрана и вътре имат трета мембранна система - тилакоидите, вградени в стромата.

Тилакоидите са дисковидни структури, които са подредени в зърна. По този начин хлоропластът може да бъде структурно разделен на три отделения: пространството между мембраните, стромата и лумена на тилакоида.

Както и в митохондриите, наследяването на хлоропластите от родителите на децата се случва от един от родителите (еднопарентен) и те имат свой генетичен материал.

Характеристика

В хлоропластите протича фотосинтетичният процес, който позволява на растенията да улавят светлината от слънцето и да го превръщат в органични молекули. Всъщност хлоропластите са единствените пластиди с фотосинтетични възможности.

Този процес започва в тилакоидните мембрани със светлинната фаза, в която ензимните комплекси и протеините, необходими за процеса, са закотвени. Последният етап на фотосинтезата, или тъмната фаза, настъпва в стромата.

амилопласт

Амилопластите са специализирани в съхранението на нишестени зърна. Те се намират най-вече в резервните тъкани на растенията, като ендосперма в семена и грудки.

Повечето амилопласти се образуват директно от протопласт по време на развитието на организма. Експериментално, образуването на амилопласти е постигнато чрез заместване на фитохормона ауксин с цитокинини, което води до намаляване на клетъчното делене и предизвикване на натрупване на нишесте.

Тези пластиди са резервоари за голямо разнообразие от ензими, подобно на хлоропластите, въпреки че им липсва хлорофил и фотосинтетични машини.

Възприемане на гравитацията

Амилопластите са свързани с отговора на усещането за гравитация. В корените усещането за гравитация се възприема от клетките на колумелата.

В тази структура са статолитите, които са специализирани амилопласти. Тези органели са разположени в дъното на клетките на колумелата, което показва усещането за гравитация.

Положението на статолитите задейства поредица от сигнали, които водят до преразпределение на хормона ауксин, причинявайки растежа на структурата в полза на гравитацията.

Гранули от нишесте

Нишестето е неразтворим полукристален полимер, съставен от повтарящи се глюкозни единици, произвеждащи два вида молекули, амилопептин и амилоза.

Амилопептинът има разклонена структура, докато амилозата е линеен полимер и те се натрупват в повечето случаи в съотношение 70% амилопептин и 30% амилоза.

Нишестените гранули имат доста организирана структура, свързана с амилопептиновите вериги.

В изследваните амилопласти от ендосперма на зърнените култури гранулите варират в диаметър от 1 до 100 цт и могат да бъдат разграничени между големи и малки гранули, които обикновено се синтезират в различни амилопласти.

хромопласти

Хромопластите са силно разнородни пластиди, които съхраняват различни пигменти в цветя, плодове и други пигментирани структури. Също така, в клетките има определени вакуоли, които могат да съхраняват пигменти.

При покритосеменните растения е необходимо да има някакъв механизъм за привличане на животните, отговорни за опрашването; поради тази причина естественият подбор благоприятства натрупването на ярки и привлекателни пигменти в някои растителни структури.

Обикновено хромопластите се развиват от хлоропласти по време на процеса на зреене на плодовете, където зеленият плод придобива характерен цвят във времето. Например, неузрелите домати са зелени, а когато узреят, са яркочервени.

Основните пигменти, които се натрупват в хромопласти, са каротеноидите, които са променливи и могат да представят различни цветове. Каротините са оранжеви, ликопенът е червен, а зеаксантинът и виолаксантинът са жълти.

Крайното оцветяване на структурите се определя от комбинациите на споменатите пигменти.

Oleoplasts

Пластидите също са способни да съхраняват молекули от липиден или протеинов характер. Олеопластите са в състояние да съхраняват липиди в специални тела, наречени пластоглобули.

Намерени са флоралните антени и тяхното съдържание се освобождава по стената на поленовото зърно. Те също са много разпространени при определени видове кактуси.

В допълнение, олеопластите имат различни протеини като фибрилин и ензими, свързани с метаболизма на изопреноидите.

Leukoplasts

Левкопластите са пластиди, лишени от пигменти. Следвайки това определение, амилопластите, олеопластите и протеинопластите могат да бъдат класифицирани като варианти на левкопласти.

Левкопластите се намират в повечето растителни тъкани. Те нямат видима тилакоидна мембрана и имат малко плазмени глобули.

Те имат метаболитни функции в корените, където натрупват значителни количества нишесте.

Gerontoplasts

Когато растението остарее, настъпва превръщане на хлоропластите в геронтопласти. По време на процеса на стареене тилакоидната мембрана се разрушава, плазмените глобули се натрупват и хлорофилът се разпада.

Ethioplasts

Когато растенията растат при условия на слаба осветеност, хлоропластите не се развиват правилно и образуваният пластид се нарича етиопласт.

Етиопластите съдържат нишестени зърна и не притежават широко развитата тилакоидна мембрана, както при зрелите хлоропласти. Ако условията се променят и има достатъчно светлина, етиопластите могат да се развият в хлоропласти.

Препратки

1. Biswal, UC, и Raval, MK (2003). Хлоропластна биогенеза: от пропластид до геронтопласт. Springer Science & Business Media.
2. Cooper, GM (2000). Клетката: Молекулен подход. 2-ро издание. Съндърланд (Масачузетс): Sinauer Associates. Хлоропласти и други пластиди. Достъпно на: ncbi.nlm.nih.gov
3. Gould, SB, Waller, RF, McFadden, GI (2008). Пластидна еволюция. Годишен преглед на растителната биология, 59, 491–517.
4. Lopez - Juez, E., & Pyke, KA (2004). Пластидите отприщиха: тяхното развитие и интеграцията им в развитието на растенията. Международно списание за биология на развитието, 49 (5–6), 557–577.
5. Пайк, К. (2009). Пластидна биология. Cambridge University Press.
6. Пайк, К. (2010). Пластидно разделение. AoB Растения, plq016.
7. Wise, RR (2007). Разнообразието от форма и функция на пластид. В структурата и функцията на пластидите (стр. 3–26). Спрингер, Дордрехт.