АМІЛОПЛАСТИ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ФУНКЦІЇ, БУДОВА - БІОЛОГІЯ - 2025

У амилопластах представляють собою тип спеціалізованого зберігання пластид крохмалю і знайдені в високих пропорціях в нефотосинтезирующих зберігання тканин , такі як ендосперм в насінні і бульбах.

Оскільки повний синтез крохмалю обмежений пластидами, повинна існувати фізична структура, яка служить резервним місцем для цього полімеру. Насправді весь крохмаль, що міститься в рослинних клітинах, знаходиться в органелах, вкритих подвійною мембраною.

Джерело: pixabay.com

Взагалі, пластиди - це напівавтомні органели, які містяться в різних організмах, від рослин та водоростей до морських молюсків та деяких паразитичних протистів.

Пластиди беруть участь у фотосинтезі, в синтезі ліпідів та амінокислот, вони функціонують як ліпідний резерв, вони відповідають за забарвлення плодів і квітів і пов'язані зі сприйняттям навколишнього середовища.

Так само амілопласти беруть участь у сприйнятті гравітації та зберігають ключові ферменти деяких метаболічних шляхів.

Характеристика та структура

Амілопласти - це клітинні оргенали, присутні в рослинах, вони є резервним джерелом крохмалю і не мають пігментів - наприклад, хлорофілу - тому вони безбарвні.

Як і інші пластиди, амілопласти мають свій геном, який кодує деякі білки в їх структурі. Ця особливість є відображенням його ендосимбіотичного походження.

Однією з найвидатніших характеристик пластид є їх взаємоперетворювальна здатність. Зокрема, амілопласти можуть стати хлоропластами, тому, коли коріння потрапляють до світла, вони набувають зеленуватого відтінку, завдяки синтезу хлорофілу.

Хлоропласти можуть поводитися аналогічно, тимчасово зберігаючи зерна крохмалю. Однак у амілопластів резерв є довготривалим.

Їх структура дуже проста, вони складаються з подвійної зовнішньої мембрани, яка відділяє їх від решти цитоплазматичних компонентів. Зрілі амілопласти розвивають внутрішню мембранну систему, де знаходиться крохмаль.

Автор Айбдескальцо, через Wikimedia Commons

Навчання

Більшість амілопластів утворюються безпосередньо з протопластидів, коли запасні тканини розвиваються і діляться бінарним поділом.

На ранніх стадіях розвитку ендосперму в коеноцитарній ендоспермі присутні пропластидії. Потім починаються процеси целюларизації, де пропластидії починають накопичувати гранули крохмалю, утворюючи таким чином амілопласти.

З фізіологічної точки зору, процес диференціації пропластидії, що викликає амілопласти, відбувається, коли рослинний гормон ауксин замінюється цитокініном, що знижує швидкість, з якою відбувається поділ клітин, викликаючи накопичення. крохмалю.

Особливості

Зберігання крохмалю

Крохмаль - це складний полімер з напівкристалічним і нерозчинним виглядом, продукт об'єднання D-глюкопіранози за допомогою глюкозидних зв'язків. Можна виділити дві молекули крохмалю: амілопектин та амілоза. Перший сильно розгалужений, а другий - лінійний.

Полімер відкладається у вигляді овальних зерен у сферокристалах і залежно від регіону, де зберігаються зерна, їх можна класифікувати на концентричні або ексцентричні зерна.

Гранули крохмалю можуть змінюватись за розмірами, одні наближаються до 45 мкм, а інші - меншими, приблизно 10 мкм.

Синтез крохмалю

Пластиди відповідають за синтез двох видів крохмалю: перехідного, який виробляється в денний час доби і тимчасово зберігається в хлоропластах до ночі, і резервного крохмалю, який синтезується і зберігається в амілопластах. стебел, насіння, плодів та інших структур.

Існують відмінності між гранулами крохмалю, присутніми в амілопластах по відношенню до зерен, які швидко перебувають у хлоропластах. В останньому вміст амілози нижчий, а крохмаль розташований у пластиноподібних структурах.

Сприйняття сили тяжіння

Крохмальні зерна значно щільніше води, і ця властивість пов'язана із сприйняттям сили тяжіння. У процесі еволюції рослин ця здатність амілопластів рухатися під дією сили тяжіння використовувалася для сприйняття цієї сили.

Підсумовуючи це, амілопласти реагують на стимуляцію сили тяжіння процесами осадження в напрямку, в якому ця сила діє, вниз. Коли пластиди контактують з цитоскелетом рослини, він посилає низку сигналів про те, щоб зростання відбувався в правильному напрямку.

Крім цитоскелету, в клітинах є й інші структури, такі як вакуолі, ендоплазматичний ретикулум і плазматична мембрана, які беруть участь у поглинанні осадових амілопластів.

У кореневих клітинах відчуття тяжкості захоплюють клітини коломел, які містять спеціалізований тип амілопластів, що називаються статолітами.

Статоліти потрапляють під дією сили тяжіння до дна клітин колумелла і ініціюють шлях передачі сигналу, в якому гормон росту, ауксин перерозподіляється сам і викликає різний спад вниз.

Метаболічні шляхи

Раніше вважалося, що функція амілопластів обмежується виключно накопиченням крохмалю.

Однак нещодавній аналіз білкового та біохімічного складу внутрішніх частин цієї органели виявив молекулярну техніку, досить подібну до технології хлоропласту, яка є досить складною для здійснення типових фотосинтетичних процесів рослин.

Амілопласти деяких видів (наприклад, люцерна) містять ферменти, необхідні для циклу GS-GOGAT, метаболічного шляху, тісно пов'язаного з засвоєнням азоту.

Назва циклу походить від ініціалів ферментів, які в ньому беруть участь, глютамін синтетази (ГС) та глутамат-синтази (ГОГАТ). Він передбачає утворення глутаміну з амонію та глутамату та синтез глутаміну та кетоглутарату з двох молекул глутамату.

Один інкорпорований в амоній, а решту молекули переносять у ксилему для використання клітинами. Крім того, хлоропласти та амілопласти мають здатність надавати субстрати гліколітичному шляху.

Список літератури

1. Cooper GM (2000). Клітина: молекулярний підхід. 2-е видання. Sinauer Associates. Хлоропласти та інші пластисти. Доступно за адресою: ncbi.nlm.nih.gov
2. Граялес, О. (2005). Примітки з біохімії рослин. Основи його фізіологічного застосування. УНАМ.
3. Пайк, К. (2009). Пластидна біологія. Cambridge University Press.
4. Ворон, PH, Еверт, РФ, Ейхорн, SE (1992). Біологія рослин (т. 2). Я перевернувся.
5. Rose, RJ (2016). Молекулярна клітинна біологія росту та диференціації клітин рослин. CRC Press.
6. Taiz, L., Zeiger, E. (2007). Фізіологія рослин. Університет Яуме І.