AMYLOPLASZTOK: JELLEMZŐK, FUNKCIÓK, SZERKEZET - BIOLÓGIA - 2024

Az amyoplasztok egy speciális plasztidkeményítő-tároló típus, és nagy arányban találhatók a nemfotoszintézis-mentes szövetekben, például a magvakban és gumókban lévő endospermben.

Mivel a keményítő teljes szintézisét csak plasztidok képezik, fizikai szerkezetnek fenn kell állnia ahhoz, hogy e polimer tartalékhelyeként szolgáljon. Valójában a növényi sejtekben található összes keményítő kettős membránnal borított organellákban található.

Forrás: pixabay.com

Általában véve a plasztidok félig autonóm organellák, amelyek különféle szervezetekben találhatók, a növényektől és az algáktól a tengeri puhatestűekig és egyes parazita protistákig.

A plasztidok részt vesznek a fotoszintézisben, a lipidek és az aminosavak szintézisében, lipid-tartalék helyként működnek, felelősek a gyümölcsök és a virágok színezéséért, és kapcsolódnak a környezet érzékeléséhez.

Hasonlóképpen, az amyloplastok részt vesznek a gravitáció érzékelésében, és tárolnak néhány metabolikus út kulcsfontosságú enzimeit.

Jellemzők és felépítés

Az amiloplasztok sejtes orgenelek, amelyek a növényekben vannak, tartalék keményítőforrás, és nem tartalmaznak pigmenteket - például klorofill -, tehát színtelenek.

Más plasztidokhoz hasonlóan az amyloplasztoknak megvan a saját genomja, amely szerkezetükben bizonyos fehérjéket kódol. Ez a tulajdonság az endosimbiotikus eredet tükrözi.

A plasztidok egyik legkiemelkedőbb tulajdonsága az átváltási képességük. Pontosabban, az amyloplastok kloroplasztokká válhatnak, tehát amikor a gyökerek fénynek vannak kitéve, zöldes árnyalatot kapnak, a klorofill szintézise révén.

A kloroplasztok hasonló módon viselkedhetnek, ideiglenesen tárolva a keményítőszemcséket. Az amyloplastokban azonban a tartalék hosszú távú.

Szerkezetük nagyon egyszerű, kettős külső membránból áll, amely elválasztja őket a citoplazmatikus komponensektől. Az érett amyloplastok belső membrán rendszert fejlesztenek ki, ahol keményítő található.

Aibdescalzo, a Wikimedia Commons segítségével

Kiképzés

A legtöbb amyloplaszt közvetlenül a protoplasztistákból képződik, amikor a tartalék szövetek fejlődnek és bináris hasadással osztódnak.

Az endospermium fejlődésének korai szakaszában a prolasztidia jelen van egy koenocitikus endospermisben. Ezután megkezdődnek a celluláris folyamatok, ahol a proplastidia elkezdi felhalmozni a keményítő-granulátumot, így az amyloplastok képződnek.

Fiziológiai szempontból a proplastidia differenciálódása amyloplastok kialakulásához akkor fordul elő, amikor az auxint a növényi hormon citokininnel helyettesíti, ami csökkenti a sejtek megoszlásának sebességét, és felhalmozódik a felhalmozódás keményítő.

Jellemzők

Keményítő tárolása

A keményítő egy félig kristályos és oldhatatlan megjelenésű komplex polimer, amely a D-glükopiranóz egyesülésének terméke, glükózkötések útján. Két keményítőmolekulát lehet megkülönböztetni: amilopektint és amilózt. Az első erősen elágazó, míg a második egyenes.

A polimer ovális szemcsék formájában van lerakva gömbkristályokban, és attól függően, hogy a szemek hol helyezkednek el, koncentrikus vagy excentrikus szemcsékké osztályozhatók.

A keményítő-szemcsék méretük változhat, néhányuk megközelíti a 45 um-ot, mások kisebbek, körülbelül 10 um.

Keményítő szintézise

A plasztidok felelősek kétféle keményítő szintéziséért: átmeneti, amelyet nappali órákban állítanak elő, és ideiglenesen kloroplasztokban éjszaka tárolnak, valamint tartalékkeményítőt, amelyet szintetizálnak és amyloplasztokban tárolnak. szár, mag, gyümölcs és egyéb szerkezetek

Különbségek vannak az amyloplastokban jelen lévő keményítőgranulátumok között a kloroplasztokban átmenetileg megtalálható szemcsék között. Az utóbbiban az amilóz-tartalom alacsonyabb, és a keményítő lemezszerű szerkezetekben van elrendezve.

A gravitáció észlelése

A keményítő szemcsék sokkal sűrűbbek, mint a víz, és ez a tulajdonság a gravitációs erő észlelésével függ össze. A növény evolúciója során az amyloplastoknak ezt a képességét a gravitáció hatására mozgósították ennek az erőnek az észleléséhez.

Összefoglalva: az amyloplastok a gravitáció stimulálására ülepedési folyamatokkal reagálnak az irányba, amelyben ez az erő lefelé mutat. Amikor a plasztidok érintkezésbe kerülnek a növény citoszkeletonjával, egy sor jelet küld a növekedés helyes irányba történő megjelenéséhez.

A citoszkeletonon kívül a sejtekben vannak más struktúrák is, mint például vákuumok, az endoplazmatikus retikulum és a plazmamembrán, amelyek részt vesznek az üledékes amyloplastok felvételében.

A gyökérsejtekben a gravitáció érzését columella sejtek fogják fel, amelyek speciális típusú amyloplasst-okat, az úgynevezett statolitákat tartalmaznak.

A statolitok gravitációs erő hatására a columella sejtek aljára esnek és olyan jelátviteli útvonalat kezdeményeznek, amelyben az auxin növekedési hormon újraelosztja magát, és különféle lefelé irányuló növekedést okoz.

Metabolikus utak

Korábban úgy gondolták, hogy az amyloplastok funkciója kizárólag a keményítő felhalmozódására korlátozódik.

Ennek az organellenek belsejének fehérje- és biokémiai összetételének közelmúltbeli elemzése azonban a kloroplaszt szerkezetéhez hasonló molekuláris mechanizmust fedez fel, amely elég összetett ahhoz, hogy a növények tipikus fotoszintézisének folyamatait elvégezze.

Egyes fajok amiloplasztok (például lucerna) tartalmazzák a GS-GOGAT ciklushoz szükséges enzimeket, amely metabolikus útvonal szorosan kapcsolódik a nitrogén asszimilációjához.

A ciklus neve a benne részt vevő enzimek kezdőbetűiből, a glutamin-szintetázból (GS) és a glutamát-szintázból (GOGAT) származik. Ez magában foglalja a glutamin képződését ammóniumból és a glutamátból, valamint a glutamin és a ketoglutarát szintézisét két glutamát molekulából.

Az egyiket beépítik az ammóniumba, és a maradék molekulát a xilémbe veszik, amelyet a sejtek használnak. Ezenkívül a kloroplasztok és amiloplasztok képesek szubsztrátokat biztosítani a glikolitikus útvonalhoz.

Irodalom

1. Cooper GM (2000). A cella: molekuláris megközelítés. 2. kiadás. Sinauer Associates. Kloroplasztok és egyéb plasztikumok. Elérhető a következő címen: ncbi.nlm.nih.gov
2. Grajales, O. (2005). Megjegyzések a növényi biokémiáról. A fiziológiai alkalmazás alapjai. UNAM.
3. Pyke, K. (2009). Plastid biológia. Cambridge University Press.
4. Raven, PH, Evert, RF és Eichhorn, SE (1992). Növénybiológia (2. kötet). Megfordítottam.
5. Rose, RJ (2016). A növényi sejtek növekedésének és differenciálódásának molekuláris sejtbiológiája. CRC Press.
6. Taiz, L. és Zeiger, E. (2007). Növényi fiziológia. Jaume I. Egyetem