MŰANYAGOK: JELLEMZŐK, SZERKEZET ÉS TÍPUSOK - BIOLÓGIA - 2025

A plasztid vagy a plastidiosson csoport orgánulas félig autonóm sejt változatos funkciókkal. Algákban, mohákban, páfrányokban, tornacsírafélékben és angiospermokben található meg. A legjelentősebb plasztid a kloroplaszt, amely a növényi sejtekben fotoszintézisért felelős.

Morfológiájuk és funkciójuk szerint sokféle plasztid létezik: kromoplasztok, leukoplasztok, amyloplastok, etioplasztok, oleoplasztok, többek között. A kromoplasztok a karotinoid pigmentek tárolására szakosodtak, az amyloplastok keményítőt tárolnak, a sötétben növekvő plasztidok etioplasztoknak nevezik.

Meglepő módon néhány parazitaféregben és bizonyos tengeri puhatestűekben plasztidot jelentettek.

Általános tulajdonságok

A plasztidok olyan kóros lipid membránnal borított növényi sejtekben jelenlévő organellák. Megvan a saját genomja, ami endosimbiotikus eredetük következménye.

Feltételezzük, hogy körülbelül 1,5 milliárd évvel ezelőtt egy protoeukarióta sejt elnyelte a fotoszintézisű baktériumot, és ezáltal az eukarióta vonal kialakulásához vezet.

Evolúciós szempontból a plasztidok három sorát lehet megkülönböztetni: a glaukofitákat, a vörös algák (rodoplasztok) és a zöld algák (kloroplasztok) vonalát. A zöld vonal plasztiszt okozott algákból és növényekből egyaránt.

A genetikai anyag 120–160 kb méretű - magasabb növényekben - és kettős sávú DNS zárt és kör alakú molekulájában van elrendezve.

Ezen organellek egyik legszembetűnőbb tulajdonsága az egymásba való konvertálás képessége. Ez a változás a molekuláris és környezeti ingerek jelenlétének köszönhető. Például, amikor az etioplaszt napfényt kap, akkor szintetizálja a klorofilt és kloroplasztmá válik.

A plazmidok a fotoszintézisen kívül különféle funkciókat is ellátnak: a lipidek és az aminosavak szintézise, ​​a lipidek és a keményítő tárolása, a sztóma működése, a növényi szerkezetek, például virágok és gyümölcsök színezése, és a gravitáció érzékelése.

Szerkezet

Az összes plasztidot kettős lipid membrán veszi körül, és belsejükben kicsi membránszerkezetű, tylakoidoknak nevezett membránszerkezetű, amelyek bizonyos típusú plasztidok esetében jelentősen meghosszabbíthatók.

A szerkezet a plasztid típusától függ, és minden változatot részletesen ismertetünk a következő szakaszban.

típusai

Van egy sor plasztid, amelyek különböző funkciókat látnak el a növényi sejtekben. Azonban a határ az egyes plasztid típusok között nem túl világos, mivel a struktúrák között jelentős kölcsönhatás van, és fennáll az interkonverzió lehetősége.

Hasonlóképpen, amikor különféle sejttípusokat hasonlítunk össze, azt találtuk, hogy a plasztid populáció nem homogén. A magasabb növényekben található alapvető plasztid típusok a következők:

Proplasztiszok

Olyan plasztidok, amelyek még nem voltak megkülönböztetve, és felelősek az összes plasztid típus előállításáért. A növények meriszisztémájában megtalálhatók, mind a gyökerekben, mind a szárokban. Az embriókban és más fiatal szövetekben is vannak.

Kis szerkezetűek, egy vagy két mikrométer hosszú, és nem tartalmaznak pigmentet. Megvan a tiroidos membrán és a saját riboszómák. A magokban a proplastidia keményítőszemcséket tartalmaz, amelyek az embrió fontos tartalékforrása.

A sejtre eső proplastidia-szám változó, és ezeknek a szerkezeteknek 10 és 20 között lehet.

A proplastidia eloszlása ​​a sejtosztódás folyamatában elengedhetetlen a merisztémák vagy egy adott szerv megfelelő működéséhez. Ha egyenetlen szegregáció történik, és egy sejt nem kapja meg a plasztiszt, akkor a gyors halálra irányul.

Ezért a plasztidok mérsékelt megosztásának biztosítására irányuló stratégiát homogén módon kell elosztani a sejt citoplazmájában.

Hasonlóképpen, a proplastidia-t az utódoknak kell örökölniük, és jelen kell lennie az ivarsejtek kialakulásában.

kloroplasztokat

A kloroplasztok a növényi sejtek legszembetűnőbb és legszembetűnőbb plasztikumai. Alakja ovális vagy gömb alakú, és a sejtek száma általában 10 és 100 kloroplaszt között mozog, bár elérheti a 200-at.

5-10 μm hosszúak és 2-5 μm szélességűek. Elsősorban a növények leveleiben helyezkednek el, bár többek között szárakban, levélnyélben és éretlen szirmokban is megtalálhatók.

A kloroplasztok olyan növényi struktúrákban alakulnak ki, amelyek nem a föld alatti, a proplastidia-ból. A legszembetűnőbb változás a pigmentek előállítása, amely megszerezi ennek az organellenek a jellegzetes zöld színét.

A többi plasztidhoz hasonlóan kettős membrán veszi körül őket, és belülük van egy harmadik membrán rendszer, a tiroidok, amelyeket a stroma beágyaz.

A tiroidok korong alakú struktúrák, amelyek szembe vannak rakva. Ily módon a kloroplaszt szerkezettel három rekeszre osztható: a membránok, a stroma és a tiroidok lumene közötti térre.

Mint a mitokondriumokban is, a kloroplasztok a szülõktõl a gyermekekért az egyik szülő (nem egyéni) örökölnek, és saját genetikai anyaguk van.

Jellemzők

A kloroplasztokban megtörténik a fotoszintézis, amely lehetővé teszi a növények számára, hogy megragadják a napfényt és szerves molekulákká alakítsák. Valójában a kloroplasztok az egyetlen plasztidok, amelyek fotoszintetikus képességgel rendelkeznek.

Ez a folyamat a tiroid membránokban kezdődik a könnyű fázissal, amelyben az enzimkomplexek és a folyamathoz szükséges fehérjék le vannak rögzítve. A fotoszintézis utolsó stádiuma, vagy a sötét fázis a stromában következik be.

amiloplasztiszok

Az amyloplasztok a keményítőmagok tárolására szakosodtak. Ezek elsősorban a növények tartalék szöveteiben találhatók, mint például a magvakban és gumókban lévő endospermium.

A legtöbb amyloplaszt közvetlenül a protoplasztból képződik a szervezet fejlődése során. Kísérletileg az amyloplastok képződését úgy sikerült elérni, hogy a fitohormon-auxint citokininekkel helyettesítették, ezáltal csökkentve a sejtosztódást és indukálva a keményítő felhalmozódását.

Ezek a plasztidok a kloroplasztokhoz hasonló enzimek széles skálájának tározói, bár nincsenek klorofill és fotoszintézisgépek.

A gravitáció észlelése

Az amiloplasztok a gravitáció érzékelésére adott válaszhoz kapcsolódnak. A gyökerekben a gravitáció érzését a columella sejtjei érzékelik.

Ebben a struktúrában vannak a statolitok, amelyek speciális amyloplastok. Ezek az organellák a columella sejtjeinek alján helyezkednek el, jelezve a gravitáció érzetét.

A statolitok pozíciója számos olyan jelet vált ki, amelyek az auxin hormon újraeloszlásához vezetnek, és a szerkezet növekedését eredményezik a gravitáció javára.

Keményítő szemcsék

A keményítő egy oldhatatlan, félig kristályos polimer, amely ismétlődő glükóz egységekből áll, és kétféle molekulát állít elő: amilopeptin és amilóz.

Az amilopeptin elágazó szerkezetű, míg az amilóz egy lineáris polimer, és a legtöbb esetben 70% amilopeptin és 30% amilóz arányában halmozódnak fel.

A keményítő-granulátumok meglehetősen szervezett szerkezetűek, az amilopeptin láncokhoz hasonlóan.

A gabonafélék endospermiumjából tanulmányozott amyloplastokban a granulátumok átmérője 1-100 um lehet, és meg lehet különböztetni a nagy és a kis granulátumot, amelyeket általában különféle amyloplastokban szintetizálnak.

kromoplasztok

A kromoplasztok nagyon heterogén plasztidok, amelyek különböző pigmenteket tárolnak a virágokban, gyümölcsökben és más pigmentált struktúrákban. Ezenkívül vannak bizonyos vákuumok a sejtekben, amelyek pigmenteket tárolhatnak.

A csíraszemű állatok esetében szükség van valamilyen mechanizmusra a beporzásért felelős állatok vonzására; ezért a természetes szelekció elősegíti a fényes és vonzó pigmentek felhalmozódását néhány növényszerkezetben.

Általában a kromoplasztok kloroplasztokból alakulnak ki a gyümölcs érési folyamat során, ahol a zöld gyümölcs jellegzetes színűvé válik az idő múlásával. Például az éretlen paradicsom zöld, érett pedig élénkpiros.

A kromoplasztokban felhalmozódó fő pigmentek a karotinoidok, amelyek változóak és különböző színűek. A karotinok narancssárga, a likopin vörös, a zeaxantin és az violaxantin sárga.

A szerkezetek végső színét az említett pigmentek kombinációi határozzák meg.

Oleoplasts

A plasztidok képesek lipid vagy fehérje jellegű molekulák tárolására is. Az oleoplasztok képesek lipideket tárolni speciális testekben, úgynevezett plastoglobules-eknek.

Megtalálják a virágos antennákat, és tartalmuk felszabadul a pollenmag falán. A kaktuszok bizonyos fajtáiban is nagyon gyakoriak.

Ezen felül az oleoplasztok különböző fehérjékkel rendelkeznek, például fibrillinnel és az izoprenoidok metabolizmusához kapcsolódó enzimekkel.

Leukoplasts

A leukoplasztok olyan plasztidok, amelyek nem tartalmaznak pigmenteket. Ezt a meghatározást követően az amyoplasztok, oleoplasztok és proteinoplasztok leukoplasztok variánsaiba sorolhatók.

A leukoplasztok a legtöbb növényi szövetekben megtalálhatók. Nincsenek szembetűnő tiroid membránjuk, és kevés plazmagömbük van.

A gyökerekben metabolikus funkciók vannak, ahol jelentős mennyiségű keményítőt halmoznak fel.

Gerontoplasts

A növény öregedésekor a kloroplasztok gerontoplastokká alakulnak. Az öregedési folyamat során a tiroidos membrán repedik, a plazmagömbök felhalmozódnak, és a klorofill lebomlik.

Ethioplasts

Amikor a növények gyenge fényviszonyok között növekednek, a kloroplasztok nem fejlődnek megfelelően, és a képződött plasztidot etioplasztnak nevezik.

Az etioplasztok keményítőszemcséket tartalmaznak, és nem rendelkeznek kiterjedten fejlett tirolakoid membránnal, mint az érett kloroplasztokban. Ha a körülmények megváltoznak és elegendő fény van, az etioplasztok kloroplaszttá alakulhatnak.

Irodalom

1. Biswal, UC, és Raval, MK (2003). Kloroplaszt biogenezis: a proplastidtól a gerontoplasztig. Springer Tudományos és Üzleti Média.
2. Cooper, GM (2000). A cella: molekuláris megközelítés. 2. kiadás. Sunderland (MA): Sinauer Associates. Kloroplasztok és egyéb plasztikumok. Elérhető a következő címen: ncbi.nlm.nih.gov
3. Gould, SB, Waller, RF és McFadden, GI (2008). Plastid evolúció. A növénybiológia éves áttekintése, 59, 491–517.
4. Lopez - Juez E. és Pyke, KA (2004). A Plastids felszabadult: fejlődésük és integrációjuk a növényfejlesztésbe. International Journal of Developmental Biology, 49 (5–6), 557–577.
5. Pyke, K. (2009). Plastid biológia. Cambridge University Press.
6. Pyke, K. (2010). Plastidosztás. AoB növények, plq016.
7. Wise, RR (2007). A plasztid forma és funkcióinak sokfélesége. A plasztidok felépítésében és működésében (3–26. Oldal). Springer, Dordrecht.