Характеристики, структура и виды пластов



plastos или plastidiosson группа полуавтономных клеточных органелл с различными функциями. Они содержатся в клетках водорослей, мха, папоротника, голосеменных и покрытосеменных. Наиболее заметной пластидой является хлоропласт, отвечающий за фотосинтез в растительных клетках..

По своей морфологии и функции существует большое разнообразие пластид: хромопласты, лейкопласты, амилопласты, этиопласты, олеопласты и другие. Хромопласты специализируются на хранении каротиноидных пигментов, амилопласты хранят крахмал, а пластиды, растущие в темноте, называются этиопластами..

Удивительно, но о пластидах сообщалось у некоторых паразитических червей и у некоторых морских моллюсков..

индекс

  • 1 Общая характеристика
  • 2 Структура
  • 3 типа
    • 3.1 Пропластиды
    • 3.2 Хлоропласты
    • 3.3 Амилопласты
    • 3.4 Хромопласты
    • 3.5 олеопласты
    • 3.6 Лейкопласт
    • 3.7 Геронтопласт
    • 3.8 Эфиопласты
  • 4 Ссылки

Общие характеристики

Пластиды - это органеллы, присутствующие в растительных клетках, покрытых двойной липидной мембраной. У них есть собственный геном, как следствие их эндосимбиотического происхождения..

Предполагается, что около 1,5 миллиардов лет назад клетка протоэукариота поглотила фотосинтетическую бактерию, породив эукариотическую линию..

Эволюционно мы можем выделить три пластидные линии: глаукофиты, линия красных водорослей (родопласты) и линия зеленых водорослей (хлоропласты). Зеленая родословная породила пластиды водорослей и растений.

Генетический материал имеет от 120 до 160 кб - у высших растений - и организован в виде замкнутой и кольцевой двухцепочечной молекулы ДНК.

Одной из самых ярких особенностей этих органелл является способность к взаимопревращению. Это изменение происходит благодаря наличию молекулярных и экологических стимулов. Например, когда эфиопласт получает солнечный свет, он синтезирует хлорофилл и становится хлоропластом.

В дополнение к фотосинтезу пластиды выполняют различные функции: синтез липидов и аминокислот, хранение липидов и крахмала, функционирование устьиц, окрашивание структур растений, таких как цветы и фрукты, и восприятие силы тяжести..

структура

Все пластиды окружены двойной липидной мембраной, а внутри они имеют небольшие мембранные структуры, называемые тилакоидами, которые могут значительно расширяться при определенных типах пластид..

Структура зависит от типа пластиды, и каждый вариант будет подробно описан в следующем разделе..

тип

Существует ряд пластид, которые выполняют различные функции в клетках растений. Однако граница между каждым типом пластид не очень ясна, так как между структурами существует значительное взаимодействие и существует возможность взаимопревращения..

Таким же образом, при сравнении разных типов клеток обнаруживается, что популяция пластид не является однородной. Среди основных типов пластид, встречающихся у высших растений, следующие:

proplastides

Это пластиды, которые еще не дифференцированы и ответственны за возникновение всех типов пластид. Они находятся в меристемах растений, как в корнях, так и в стеблях. Они также в эмбрионах и других молодых тканях.

Они представляют собой небольшие структуры длиной в один или два микрометра и не содержат пигмента. Они имеют тилакоидную мембрану и собственные рибосомы. В семенах пропластидии содержатся зерна крахмала, являющиеся важным источником запаса для зародыша..

Количество proplastidia на клетки варьируется, и может быть найдено от 10 до 20 из этих структур.

Распределение пропластидов в процессе деления клеток имеет важное значение для правильного функционирования меристем или конкретного органа. Когда происходит неравная сегрегация и клетка не получает пластид, она предназначена для быстрой смерти.

Следовательно, стратегия обеспечения справедливого деления пластид на дочерние клетки должна быть однородно распределена в цитоплазме клетки..

Аналогично, proplastidios должны наследоваться потомками и присутствовать в образовании гамет.

хлоропласты

Хлоропласты являются наиболее заметными и заметными пластидами растительных клеток. Его форма имеет овальную или сфероидальную форму, и их количество обычно варьируется от 10 до 100 хлоропластов на клетку, хотя может достигать 200.

Они имеют длину от 5 до 10 мкм и ширину от 2 до 5 мкм. Они расположены в основном в листьях растений, хотя они могут присутствовать в стеблях, черешках, незрелых лепестках и др..

Хлоропласты развиваются в структурах растения, которые не находятся под землей, из proplastidia. Самым известным изменением является производство пигментов, чтобы взять зеленый цвет, характерный для этой органеллы..

Как и другие пластиды, они окружены двойной мембраной, а внутри они имеют третью мембранную систему, тилакоиды, встроенные в строму..

Тилакоиды представляют собой структуры в форме дисков, которые сложены в гранулы. Таким образом, хлоропласт можно структурно разделить на три отсека: пространство между мембранами, строма и просвет тилакоида.

Как и в митохондриях, наследование хлоропластов от родителей к детям происходит со стороны одного из родителей (однополых), и у них есть собственный генетический материал..

функции

В хлоропластах происходит процесс фотосинтеза, который позволяет растениям захватывать свет от солнца и превращать его в органические молекулы. На самом деле, хлоропласты - единственные пластиды с фотосинтетическими способностями..

Этот процесс начинается в мембранах тилакоидов со светлой фазой, в которой закрепляются ферментативные комплексы и белки, необходимые для процесса. Заключительная стадия фотосинтеза, или темная фаза, происходит в строме.

амилопласты

Амилопласты специализируются на хранении крахмальных зерен. Они встречаются в основном в резервных тканях растений, таких как эндосперм в семенах и клубнях..

Большинство амилопластов образуются непосредственно из протоплазмы в процессе развития организма. Экспериментально, образование амилопластов было достигнуто путем замены ауксина фитогормона на цитокинины, вызывая уменьшение деления клеток и вызывая накопление крахмала..

Эти пластиды являются резервуарами широкого спектра энзимов, похожих на хлоропласты, хотя им не хватает хлорофилла и фотосинтетического механизма..

Восприятие серьезности

Амилопласты связаны с реакцией на ощущение гравитации. В корнях ощущение гравитации воспринимается клетками колумеллы.

В этой структуре находятся статолиты, которые являются специализированными амилопластами. Эти органеллы расположены на дне клеток колумеллы, что указывает на чувство тяжести.

Положение статолитов запускает серию сигналов, которые приводят к перераспределению гормона ауксина, вызывая рост структуры в пользу силы тяжести.

Крахмальные гранулы

Крахмал представляет собой полукристаллический нерастворимый полимер, образованный повторяющимися звеньями глюкозы, продуцирующий молекулы двух типов: амилопептин и амилозу..

Амилопептин имеет разветвленную структуру, в то время как амилоза является линейным полимером и накапливается в большинстве случаев в соотношении 70% амилопептина и 30% амилозы..

Гранулы крахмала имеют довольно организованную структуру, связанную с цепями амилопептина.

В исследованных амилопластах из эндосперма злаков их гранулы различаются по диаметру от 1 до 100 мкм и могут различать крупные и мелкие гранулы, которые обычно синтезируются в разных амилопластах..

cromoplastos

Хромопласты представляют собой очень гетерогенные пластиды, которые хранят различные пигменты в цветах, фруктах и ​​других пигментированных структурах. Кроме того, в клетках есть определенные вакуоли, которые могут хранить пигменты.

У покрытосеменных необходимо иметь какой-то механизм для привлечения животных, ответственных за опыление; по этой причине естественный отбор способствует накоплению ярких и привлекательных пигментов в некоторых растительных структурах.

Как правило, хромопласты развиваются из хлоропластов в процессе созревания плодов, где зеленые плоды со временем приобретают характерный цвет. Например, незрелые помидоры зеленые, а когда созревают, они ярко-красные.

Основными пигментами, которые накапливаются в хромопластах, являются каротиноиды, которые являются переменными и могут представлять разные цвета. Каротины оранжевого цвета, ликопин красного цвета, а зеаксантин и виолаксантин желтого цвета..

Конечная окраска структур определяется комбинациями указанных пигментов.

элайопласты

Пластиды также способны хранить молекулы липидной или белковой природы. Олеопласты способны хранить липиды в специальных органах, называемых пластоглобулами..

Цветочные усики найдены и их содержимое попадает в стенку пыльцевого зерна. Они также очень распространены у некоторых видов кактусов..

Кроме того, олеопласты имеют различные белки, такие как фибриллин и ферменты, связанные с метаболизмом изопреноидов..

leucoplastos

Лейкопласты - это пластидии, лишенные пигментов. Следуя этому определению, амилопласты, олеопласты и протеинопласты могут быть классифицированы как варианты лейкопластов.

Лейкопласты обнаружены в большинстве растительных тканей. У них нет заметной тилакоидной мембраны, и у них мало пластоглобулинов..

У них есть метаболические функции в корнях, где они накапливают важные количества крахмала.

gerontoplasts

Когда растение стареет, происходит превращение хлоропластов в геронтопластах. В процессе старения тилакоидная мембрана разрушается, клетки пластогли накапливаются и хлорофилл разрушается.

этиопластах

Когда растения растут в условиях низкой освещенности, хлоропласты не развиваются должным образом, и образовавшаяся пластида называется этиопластом.

Этиопласты содержат зерна крахмала и не обладают мембраной тилакоида, широко развитой, как в зрелых хлоропластах. Если условия изменяются и света достаточно, этиопласты могут развиваться в хлоропластах.

ссылки

  1. Бисвал, У. С. и Равал, М. К. (2003). Биогенез хлоропласта: от пропластида к геронтопласту. Springer Science & Business Media.
  2. Купер Г.М. (2000). Клетка: молекулярный подход. 2-е издание. Сандерленд (Массачусетс): Sinauer Associates. Хлоропласты и другие пластиды. Доступно по адресу: ncbi.nlm.nih.gov
  3. Гулд С. Б., Уоллер Р. Ф. и Макфадден Г. И. (2008). Пластидная эволюция. Ежегодный обзор биологии растений, 59, 491-517.
  4. Lopez-Juez, E. & Pyke, K.A. (2004). Пластиды развязали: их развитие и их интеграция в развитие растений. Международный журнал биологии развития, 49(5-6), 557-577.
  5. Пайк, К. (2009). Пластидная биология. Издательство Кембриджского университета.
  6. Пайк, К. (2010). Пластид Дивизион. AoB Plants, plq016.
  7. Мудрый, Р. Р. (2007). Разнообразие формы и функции пластид. в Структура и функция пластид (стр. 3-26). Спрингер, Дордрехт.