AMYLOPLASTY: VLASTNOSTI, FUNKCIE, ŠTRUKTÚRA - BIOLÓGIE - 2026

Tieto amyloplastů sú typom špecializované úložisko plastid škrobu, a teda vo vysokých pomeroch v nonphotosynthetic skladovania tkanivách, ako sú endospermu s osivom a hľúz.

Pretože úplná syntéza škrobu je obmedzená na plastidy, musí existovať fyzikálna štruktúra, ktorá slúži ako rezervné miesto pre tento polymér. V skutočnosti sa všetok škrob obsiahnutý v rastlinných bunkách nachádza v organelách pokrytých dvojitou membránou.

Zdroj: pixabay.com

Vo všeobecnosti sú plastidy semiautonomické organely nachádzajúce sa v rôznych organizmoch, od rastlín a rias po morské mäkkýše a niektoré parazitické protisty.

Plastidy sa podieľajú na fotosyntéze, na syntéze lipidov a aminokyselín, pôsobia ako rezervné miesta pre lipidy, sú zodpovedné za vyfarbenie ovocia a kvetín a súvisia s vnímaním životného prostredia.

Podobne sa amyloplasty podieľajú na vnímaní gravitácie a ukladajú kľúčové enzýmy niektorých metabolických ciest.

Charakteristiky a štruktúra

Amyloplasty sú bunkové orgenely prítomné v rastlinách, sú rezervným zdrojom škrobu a neobsahujú pigmenty - ako chlorofyl -, takže sú bezfarebné.

Podobne ako iné plastidy, aj amyloplasty majú svoj vlastný genóm, ktorý vo svojej štruktúre kóduje niektoré proteíny. Tento znak je odrazom jeho endosymbiotického pôvodu.

Jednou z najvýraznejších vlastností plastidov je ich vzájomná premena. Konkrétne sa z amyloplastov môžu stať chloroplasty, takže keď sú korene vystavené svetlu, získajú vďaka syntéze chlorofylu nazelenalý odtieň.

Chloroplasty sa môžu správať podobným spôsobom a dočasne skladovať zrná škrobu. V amyloplastoch je však rezerva dlhodobá.

Ich štruktúra je veľmi jednoduchá, skladajú sa z dvojitej vonkajšej membrány, ktorá ich oddeľuje od zvyšku cytoplazmatických zložiek. Zrelé amyloplasty rozvíjajú vnútorný membránový systém, v ktorom sa nachádza škrob.

Autor: Aibdescalzo, prostredníctvom Wikimedia Commons

výcvik

Väčšina amyloplastov sa vytvára priamo z protoplastidov, keď sa vyvíjajú rezervné tkanivá a delia sa binárnym štiepením.

V počiatočných fázach vývoja endospermu sú proplastidie prítomné v keratocytovom endosperme. Potom sa začnú procesy bunizácie, kde proplastídia začnú akumulovať škrobové granule, čím sa vytvoria amyloplasty.

Z fyziologického hľadiska k procesu diferenciácie proplastídií na vznik amyloplastov dochádza, keď je rastlinný hormón auxín nahradený cytokinínom, čo znižuje rýchlosť, v ktorej dochádza k deleniu buniek, čo vedie k akumulácii. škrobu.

Vlastnosti

Uskladnenie škrobu

Škrob je komplexný polymér s polokryštalickým a nerozpustným vzhľadom, produkt spojenia D-glukopyranózy pomocou glukozidických väzieb. Rozlišujú sa dve molekuly škrobu: amylopektín a amylóza. Prvý je vysoko rozvetvený, zatiaľ čo druhý je lineárny.

Polymér sa ukladá vo forme oválnych zŕn vo sférokryštáloch a v závislosti od oblasti, kde sa zrná ukladajú, sa môžu rozdeliť na koncentrické alebo excentrické zrná.

Granule škrobu sa môžu líšiť vo veľkosti, niektoré sa blížia k 45 um a iné sú menšie, okolo 10 um.

Syntéza škrobu

Plastidy sú zodpovedné za syntézu dvoch druhov škrobu: prechodný, ktorý sa vytvára počas denného svetla a dočasne sa ukladá v chloroplastoch do noci, a rezervný škrob, ktorý sa syntetizuje a skladuje v amyloplastoch. stoniek, semien, ovocia a iných štruktúr.

Medzi škrobovými granulami prítomnými v amyloplastoch existujú rozdiely, pokiaľ ide o zrná, ktoré sa prechodne nachádzajú v chloroplastoch. V tomto prípade je obsah amylózy nižší a škrob je usporiadaný v doskovitých štruktúrach.

Vnímanie gravitácie

Zrná škrobu sú omnoho hustejšie ako voda a táto vlastnosť súvisí s vnímaním gravitačnej sily. V priebehu vývoja rastlín sa táto schopnosť amyloplastov pohybovať pod vplyvom gravitácie využívala na vnímanie tejto sily.

Stručne povedané, amyloplasty reagujú na stimuláciu gravitácie sedimentačnými procesmi v smere, v ktorom táto sila pôsobí, smerom nadol. Keď plastidy prídu do kontaktu s rastlinným cytoskeletom, vyšle rad signálov, aby sa rast vyvíjal správnym smerom.

Okrem cytoskeletu existujú v bunkách aj ďalšie štruktúry, ako sú vakuoly, endoplazmatické retikulum a plazmatická membrána, ktoré sa podieľajú na absorpcii sedimentujúcich amyloplastov.

V koreňových bunkách je pocit gravitácie zachytený bunkami Columella, ktoré obsahujú špecializovaný typ amyloplastov nazývaných statolity.

Statolity spadajú pod gravitačnú silu do spodnej časti buniek kolumel a iniciujú signálnu transdukčnú dráhu, v ktorej rastový hormón, auxín, sa redistribuuje a spôsobuje diferenciálny rast smerom nadol.

Metabolické dráhy

Predtým sa predpokladalo, že funkcia amyloplastov bola obmedzená výlučne na hromadenie škrobu.

Avšak nedávna analýza bielkovinového a biochemického zloženia vnútra tejto organely odhalila molekulárnu aparatúru dosť podobnú ako pri chloroplaste, ktorý je dosť komplexný na uskutočnenie typických fotosyntetických procesov rastlín.

Amyloplasty niektorých druhov (napríklad lucerny) obsahujú enzýmy potrebné na vznik cyklu GS-GOGAT, metabolickú cestu, ktorá úzko súvisí s asimiláciou dusíka.

Názov cyklu pochádza z iniciálok enzýmov, ktoré sa na ňom podieľajú, glutamín syntetázy (GS) a glutamát syntázy (GOGAT). Zahŕňa tvorbu glutamínu z amónia a glutamátu a syntézu glutamínu a ketoglutarátu z dvoch molekúl glutamátu.

Jedna je inkorporovaná do amónia a zostávajúca molekula je odvedená do xylému, ktorý majú bunky používať. Okrem toho majú chloroplasty a amyloplasty schopnosť dodávať substráty glykolytickej ceste.

Referencie

1. Cooper GM (2000). Bunka: molekulárny prístup. 2. vydanie. Sinauer Associates. Chloroplasty a iné plasty. K dispozícii na adrese: ncbi.nlm.nih.gov
2. Grajales, O. (2005). Poznámky k rastlinnej biochémii. Základy jeho fyziologickej aplikácie. UNAM.
3. Pyke, K. (2009). Plastidová biológia. Cambridge University Press.
4. Raven, PH, Evert, RF a Eichhorn, SE (1992). Plant Biology (zväzok 2). Obrátil som sa.
5. Rose, RJ (2016). Molekulárna bunková biológia rastu a diferenciácie rastlinných buniek. CRC Stlačte.
6. Taiz, L., & Zeiger, E. (2007). Fyziológia rastlín. Univerzita Jaume I.