Plastose omadused, struktuur ja tüübid



The plast või plastidiosson rühma poolautomaatseid rakkude organelle, millel on erinevad funktsioonid. Neid leidub vetikates, samblikes, sõnajalades, spordi- ja närimiskummi rakkudes. Kõige olulisem plastiid on kloroplast, mis vastutab fotosünteesi eest taimerakkudes.

Vastavalt selle morfoloogiale ja funktsionaalsusele on muuhulgas palju plastiide: kromoplastid, leukoplastos, amiloplastos, etioplastos, oleoplastid. Kromoplastid on spetsialiseerunud karotenoidpigmentide hoidmisele, amüloplastide säilitamise tärklis ja pimedas kasvavad plastiidid nimetatakse etioplastodeks.

Üllatuslikult on teatatud parasiitide ja teatud mere molluskide plastididest.

Indeks

  • 1 Üldised omadused
  • 2 Struktuur
  • 3 tüüpi
    • 3.1 Proplastiidid
    • 3.2 Kloroplastid
    • 3.3 Amüloplastid
    • 3.4 Kromoplastid
    • 3.5 Oleoplastid
    • 3.6 Leukoplastos
    • 3.7 Gerontoplastos
    • 3.8 Etioplastid
  • 4 Viited

Üldised omadused

Plastiidid on organellid, mis esinevad kahekordse lipiidmembraaniga kaetud taimerakkudes. Neil on oma genoom, mis on tingitud nende endosümbiotilisest päritolust.

On soovitatav, et umbes 1,5 miljardit aastat tagasi neelas protoeukariotide rakk fotosünteetilise bakteri, mis põhjustas eukarüootset liini.

Arusaadavalt võime eristada kolme plastide joont: glaukofüüte, punaste vetikate (rhodoplastos) ja rohevetika (kloroplastide) liini. Roheline sugupuu tõi kaasa nii vetikate kui taimede plastiidid.

Geneetilisel materjalil on kõrgemates taimedes 120 kuni 160 kb - ja see on korraldatud suletud ja ümmarguse kaheahelalise DNA molekulis.

Nende organellide üks kõige silmatorkavamaid omadusi on võime interkonverteerida. See muutus toimub tänu molekulaarsetele ja keskkonnaalastele stiimulitele. Näiteks, kui Ethioplast saab päikesevalgust, sünteesib see klorofülli ja muutub kloroplastiks.

Lisaks fotosünteesile täidavad plastiidid erinevaid funktsioone: lipiidide ja aminohapete sünteesi, lipiidide ja tärklise ladustamist, stoomide toimimist, taimede struktuuride, näiteks lillede ja puuviljade värvimist ning gravitatsiooni tajumist.

Struktuur

Kõik plastid on ümbritsetud kahekordse lipiidmembraaniga ja nende sees on väikesed membraansed struktuurid, mida nimetatakse tülakoidideks, mis võivad teatud tüüpi plastiidides oluliselt laieneda..

Struktuur sõltub plastiidi tüübist ja iga varianti kirjeldatakse üksikasjalikult järgmises osas.

Tüübid

On mitmeid plastide, mis täidavad taimerakkudes erinevaid funktsioone. Siiski ei ole iga plastiidi tüübi piirväärtus väga selge, sest struktuuride vahel on märkimisväärne vastastikune mõju ja on võimalik vastastikust konversiooni..

Samamoodi leitakse erinevate rakutüüpide võrdlemisel, et plastide populatsioon ei ole homogeenne. Kõrgemates taimedes leiduvate plastide põhitüüpide hulgas on järgmised:

Proplastiidid

Need on plastiidid, mis ei ole veel diferentseerunud ja vastutavad igasuguste plastide tekkimise eest. Neid leidub taimede meristemides nii juurtes kui ka varredes. Nad on ka embrüod ja muud noored koed.

Need on väikesed struktuurid, ühe või kahe mikromeetri pikkused ja ei sisalda pigmenti. Neil on tülakoidmembraan ja nende enda ribosoomid. Seemnetes sisaldavad proplastidia tärklise terasid, mis on oluline embrüo reservi allikas.

Proplastidia arv rakkude kohta on varieeruv ja 10 kuni 20 nendest struktuuridest.

Proplastide jaotumine rakkude jagunemise protsessis on oluline meristemite või konkreetse organi nõuetekohaseks toimimiseks. Kui esineb ebavõrdset segregatsiooni ja rakk ei võta plastiidid vastu, on see mõeldud kiireks surmaks.

Seetõttu on strateegia, mille eesmärk on tagada plastiidide võrdne jaotumine tütarrakkudega, rakkude tsütoplasmas homogeenselt jaotuda..

Samamoodi peavad proplastidiad olema päritud järeltulijatelt ja nad peavad olema sugurakkude moodustamisel.

Kloroplastid

Kloroplastid on taimerakkude kõige silmapaistvamad ja silmatorkavad plastidid. Selle kuju on ovaalne või sferoidne ja selle arv on tavaliselt vahemikus 10 kuni 100 kloroplastit raku kohta, kuigi see võib ulatuda 200-ni.

Need on pikkusega 5–10 μm ja laiusega 2–5 μm. Need asuvad peamiselt taimede lehtedel, kuigi need võivad esineda muu hulgas varredes, petioolides, ebaküpsetes kroonlehtedes..

Klooroplastid arenevad taime struktuurides, mis ei ole maa all, proplastidiast. Kõige kurikuulsam muutus on pigmentide tootmine, et võtta selle organelle roheline värv.

Nagu teised plastid, ümbritsevad nad topeltmembraani ja sees on kolmandas membraanisüsteemis tülakoidid, mis on sisse lülitatud stroma..

Tilaakoidid on plaadikujulised struktuurid, mis on paigutatud graanulitesse. Sel viisil saab kloroplasti struktuurselt jagada kolme kambrisse: ruum membraanide, stroma ja tülakoidi valendiku vahel..

Nagu mitokondrites, tekib vanematelt pärinev klooroplastide pärimine lastest ühe vanemaga (ühepoolne) ja neil on oma geneetiline materjal.

Funktsioonid

Kloroplastides toimub fotosünteesiprotsess, mis võimaldab taimedel päikeselt valgust haarata ja muundada orgaanilisteks molekulideks. Tegelikult on kloroplastid ainukesed fotosünteesivõimega plastid.

See protsess algab tülakoidide membraanidest valgusfaasiga, kus protsessi jaoks vajalikud ensümaatilised kompleksid ja valgud on ankurdatud. Fotosünteesi või tumeda faasi viimane etapp esineb stroomas.

Amiloplastid

Amüloplastid on spetsialiseerunud tärklise terade ladustamisele. Neid leidub enamasti taimede reservkudedes, näiteks seemnetes ja mugulates endospermis.

Enamik amüloplastidest moodustub organismi arengu ajal otse protoplasmist. Eksperimentaalselt on amüloplastide moodustumine saavutatud, asendades fütohormooni auksiini tsütokiniinidega, põhjustades rakkude jagunemise vähenemise ja indutseerides tärklise akumulatsiooni..

Need plastiidid on mitmesuguste ensüümide reservuaarid, mis sarnanevad kloroplastidele, kuigi neil puudub klorofüll ja fotosünteetilised masinad..

Mõju raskusastmest

Amüloplastid on seotud vastusega gravitatsiooni tundele. Juurudes tajuvad gravitatsiooni tunnet kolumella rakud.

Selles struktuuris on statoliitid, mis on spetsialiseerunud amüloplastid. Need organellid asuvad kolumella rakkude põhjas, näidates gravitatsiooni tunnet.

Statoliitide positsioon käivitab rea signaale, mis viib auksiinhormooni ümberjaotumiseni, põhjustades struktuuri kasvu gravitatsiooni kasuks..

Tärklise graanulid

Tärklis on poolkristalne lahustumatu polümeer, mis on moodustatud korduvate glükoosiühikute abil, tekitades kahte tüüpi molekule, amülopeptiini ja amüloosi..

Amilopeptiinil on hargnenud struktuur, samas kui amüloos on lineaarne polümeer ja see koguneb enamikul juhtudel 70% amülopeptiini ja 30% amüloosi vahekorras..

Tärklise graanulitel on üsna organiseeritud struktuur, mis on seotud amülopeptiini ahelatega.

Teravilja endospermist uuritud amüloplastides on graanulid läbimõõduga 1 kuni 100 μm ja võivad eristada suuri ja väikesi graanuleid, mis on tavaliselt sünteesitud erinevates amüloplastides..

Kromoplastid

Kromoplastid on väga heterogeensed plastiidid, mis säilitavad lilledes, puuviljades ja muudes pigmenteeritud struktuurides erinevaid pigmente. Samuti on rakkudes, mis suudavad pigmente salvestada, teatud vakuoole.

Narkootikumide puhul on vajalik teatud mehhanism tolmeldamise eest vastutavate loomade meelitamiseks; sel põhjusel soosib loodusvalik heleda ja atraktiivse pigmendi kogunemist mõnes taime struktuuris.

Üldiselt tekivad kloroplastidest puuviljade valmimise ajal klooroplastid, kus rohelised puuviljad omavad aja jooksul iseloomulikku värvi. Näiteks on ebaküpsed tomatid rohelised ja kui nad on küpsed, on need erekollased.

Peamised kromoplastidesse kogunevad pigmendid on karotenoidid, mis on varieeruvad ja võivad esitada erinevaid värve. Karoteenid on oranžid, lükopeen on punane ja zeaksantiin ja violaxanthin on kollased.

Konstruktsioonide lõplik värvus on määratletud pigmentide kombinatsioonidega.

Oleoplastid

Plastid on samuti võimelised hoidma lipiidi või valgu laadi molekule. Oleoplastid on võimelised hoidma lipiide erilistes kehades, mida nimetatakse plastoglóbuloseks.

Leitakse lilleantennid ja nende sisu vabaneb õietolmu tera seinale. Nad on samuti väga levinud teatud kaktuse liikides.

Lisaks on oleoplastidel erinevad valgud nagu fibrilliin ja isoprenoidide metabolismiga seotud ensüümid..

Leukoplastos

Leukoplastos on pigmendita plastiidid. Selle määratluse järgi võib amüloplastid, oleoplastid ja proteoplastid klassifitseerida leukoplastosi variantideks..

Leukoplastosid leitakse enamikus taimsetes kudedes. Neil ei ole silmatorkavat tülakoidmembraani ja neil on vähe plastoglobuliine.

Neil on juurtes metaboolsed funktsioonid, kus nad koguvad olulisi koguseid tärklist.

Gerontoplastos

Kui taim vananeb, toimub kloroplastide konversioon gerontoplastos. Vananemisprotsessi ajal laguneb tülakoidmembraan, plastogli rakud kogunevad ja klorofüll laguneb.

Etioplastos

Kui taimed kasvavad vähese valguse tingimustes, ei arene kloroplastid korralikult ja moodustunud plastiidi nimetatakse ethioplasto.

Etioplastosid sisaldavad tärklise terasid ja neil ei ole tülakoidi membraani, mis on laialdaselt arenenud nagu küpsed kloroplastid. Kui tingimused muutuvad ja valgus on piisavalt, võivad etioplastosid tekkida kloroplastides.

Viited

  1. Biswal, U. C., & Raval, M. K. (2003). Kloroplasti biogenees: proplastidist gerontoplastini. Springer Science & Business Media.
  2. Cooper, G.M. (2000). Cell: Molekulaarne lähenemine. 2. väljaanne. Sunderland (MA): Sinauer Associates. Kloroplastid ja muud plastidid. Saadaval aadressil: ncbi.nlm.nih.gov
  3. Gould, S. B., Waller, R. F., & McFadden, G. I. (2008). Plastiidi evolutsioon. Taimbioloogia iga-aastane läbivaatamine, 59, 491-517.
  4. Lopez-Juez, E., & Pyke, K. A. (2004). Plastid vallandas: nende areng ja integreerumine taimede arengusse. Rahvusvaheline Arengubioloogia ajakiri, 49(5-6), 557-577.
  5. Pyke, K. (2009). Plastide bioloogia. Cambridge'i ülikooli press.
  6. Pyke, K. (2010). Plastide jaotus. AoB taimed, plq016.
  7. Wise, R. R. (2007). Plastiidi vormi ja funktsiooni mitmekesisus. Sisse Plastiidide struktuur ja funktsioon (lk. 3-26). Springer, Dordrecht.