Χαρακτηριστικά αμυλοπλαστών, λειτουργίες, δομή

Το αμυλοπλάστες Είναι ένας τύπος πλαστίδων ειδικευμένων στην αποθήκευση αμύλου και βρίσκονται σε υψηλές αναλογίες σε μη φωτοσυνθετικούς εφεδρικούς ιστούς, όπως το ενδοσπέρμιο σε σπόρους και κονδύλους..

Καθώς η πλήρης σύνθεση του αμύλου περιορίζεται στα πλασίδια, πρέπει να υπάρχει μια φυσική δομή που χρησιμεύει ως σημείο αποθέματος για αυτό το πολυμερές. Στην πραγματικότητα, όλο το άμυλο που περιέχεται στα φυτικά κύτταρα βρίσκεται σε οργανίδια επικαλυμμένα με διπλή μεμβράνη.

Γενικά, τα πλασίδια είναι ημιαυτόνομα οργανίδια που βρίσκονται σε διαφορετικούς οργανισμούς, από φυτά και φύκια σε θαλάσσια μαλάκια και μερικά παράσιτα.

Πλαστιδίου που εμπλέκονται στη φωτοσύνθεση, η σύνθεση των λιπιδίων και αμινοξέων λειτουργούν σαν χώρο κράτησης λιπίδιο, είναι υπεύθυνοι για το χρωματισμό των φρούτων και λουλουδιών και σχετίζονται με την αντίληψη του περιβάλλοντος.

Ομοίως, οι αμυλοπλάστες συμμετέχουν στην αντίληψη της βαρύτητας και αποθηκεύουν τα βασικά ένζυμα ορισμένων μεταβολικών οδών.

Ευρετήριο

• 1 Χαρακτηριστικά και δομή
• 2 Εκπαίδευση
• 3 Λειτουργίες
  • 3.1 Αποθήκευση αμύλου
  • 3.2 Σύνθεση αμύλου
  • 3.3 Η αντίληψη της σοβαρότητας
  • 3.4 Μεταβολικές οδούς
• 4 Αναφορές

Χαρακτηριστικά και δομή

Οι αμυλοπλάστες είναι κυτταρικά οργανίδια που υπάρχουν στα λαχανικά, αποτελούν πηγή αποθέματος αμύλου και δεν διαθέτουν χρωστικές ουσίες - όπως η χλωροφύλλη - ο λόγος για τον οποίο είναι άχρωμοι.

Όπως και με άλλα πλαστίδια, οι αμυλοπλάστες έχουν το δικό τους γονιδίωμα, το οποίο κωδικοποιεί για ορισμένες πρωτεΐνες στη δομή τους. Αυτό το χαρακτηριστικό αποτελεί αντανάκλαση της ενδοσυμμυωτικής του προέλευσης.

Ένα από τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά των πλαστιδίων είναι η ικανότητα μετατροπής τους. Συγκεκριμένα, οι αμυλοπλάστες μπορούν να γίνουν χλωροπλάστες, έτσι όταν οι ρίζες εκτίθενται στο φως αποκτούν μια πρασινωπή απόχρωση χάρη στη σύνθεση της χλωροφύλλης.

Οι χλωροπλάστες μπορούν να συμπεριφέρονται παρομοίως, δεδομένου ότι αποθηκεύουν προσωρινά σπόρους αμύλου. Ωστόσο, στους αμυλοπλάστες το απόθεμα είναι μακροχρόνιο.

Η δομή του είναι πολύ απλή και αποτελείται από μια διπλή εξωτερική μεμβράνη που τα χωρίζει από τα υπόλοιπα κυτοπλασμικά συστατικά. Οι ώριμοι αμυλοπλάστες αναπτύσσουν ένα εσωτερικό μεμβρανώδες σύστημα όπου βρίσκεται άμυλο.

Εκπαίδευση

Οι περισσότεροι αμυλοπλάστες σχηματίζονται απευθείας από πρωτοπλατίδια όταν αναπτύσσονται εφεδρικοί ιστοί και διαιρούνται με δυαδική σχάση.

Στα πρώιμα στάδια ανάπτυξης ενδοσπερμίου, τα προπλαστίδια είναι παρόντα σε ένα πεδιοκλειστικό ενδοσπέρμιο. Στη συνέχεια ξεκινούν οι διεργασίες κυτταροποίησης, όπου προπλαστιδια αρχίζουν να συσσωρεύουν κόκκους αμύλου σχηματίζοντας αμυλοπλάστες.

Από φυσιολογικώς δει, η διαδικασία της proplastides διαφοροποίησης να προέρχονται αμυλοπλάστες συμβαίνει όταν η αυξίνη φυτό ορμόνη αντικαθίσταται από κυτοκινίνη, η οποία μειώνει το ρυθμό με τον οποίο λαμβάνει χώρα η κυτταρική διαίρεση, επάγοντας τη συσσώρευση αμύλου.

Λειτουργίες

Αποθήκευση αμύλου

Το άμυλο είναι ένα σύνθετο πολυμερές ημικρυσταλλικής και αδιάλυτης εμφάνισης, προϊόν της ένωσης της D-γλυκοπυρανόζης μέσω γλυκοσιδικών δεσμών. Δύο μόρια αμύλου μπορούν να διαφοροποιηθούν: αμυλοπηκτίνη και αμυλόζη. Το πρώτο είναι πολύ διακλαδισμένο, ενώ το δεύτερο είναι γραμμικό.

Το πολυμερές αποτίθεται ως οβάλ σπόροι esferocristales και ανάλογα με την περιοχή όπου οι κόκκοι εναποτίθενται μπορούν να ταξινομηθούν σε ομόκεντρες ή έκκεντρες κόκκων.

Οι κόκκοι αμύλου μπορούν να ποικίλουν σε μέγεθος, μερικοί είναι κοντά στα 45 μm, και άλλοι είναι μικρότεροι, περίπου 10 μm.

Σύνθεση αμύλου

Πλαστίδια είναι υπεύθυνα για τη σύνθεση των δύο τύπων αμύλου: μετάβασης, η οποία παράγεται κατά τη διάρκεια των ωρών της ημέρας και αποθηκεύονται προσωρινά σε χλωροπλάστες μέχρι το βράδυ, και το αποθεματικό άμυλο το οποίο συντίθεται και αποθηκεύεται στους αμυλοπλάστες των στελεχών, των σπόρων, των φρούτων και άλλων δομών.

Υπάρχουν διαφορές μεταξύ των κοκκίων αμύλου που υπάρχουν στους αμυλοπλάστες σε σχέση με τους κόκκους που βρίσκονται προσωρινά στους χλωροπλάστες. Στην τελευταία η περιεκτικότητα σε αμυλόζη είναι χαμηλότερη και το άμυλο παραγγέλλεται σε δομές τύπου πλάκας.

Η αντίληψη της σοβαρότητας

Οι κόκκοι αμύλου είναι πολύ πυκνότεροι από το νερό και η ιδιότητα αυτή σχετίζεται με την αντίληψη της βαρυτικής δύναμης. Κατά τη διάρκεια της εξέλιξης των φυτών, αυτή η ικανότητα των αμυλοπλαστών να κινούνται υπό την επίδραση της βαρύτητας χρησιμοποιήθηκε για την αντίληψη της εν λόγω δύναμης.

Συνοπτικά, οι αμυλοπλάστες αντιδρούν στην διέγερση της βαρύτητας με διαδικασίες καθίζησης στην κατεύθυνση στην οποία αυτή η δύναμη δρα, προς τα κάτω. Όταν τα plastids έρχονται σε επαφή με τον κυτταροσκελετό του φυτού, στέλνει μια σειρά σημάτων έτσι ώστε η ανάπτυξη να συμβαίνει προς τη σωστή κατεύθυνση.

Επιπλέον κυτταροσκελετού, άλλες δομές στα κύτταρα, όπως το κενοτόπιο, το ενδοπλασματικό δίκτυο και πλάσματος μεμβράνης, εμπλέκονται σε αμυλοπλάστες πρόσληψη καθιζάνουν.

Στα κύτταρα των ριζών, η αίσθηση της βαρύτητας συλλαμβάνεται από τα κύτταρα columella, τα οποία περιέχουν εξειδικευμένο τύπο αμυλοπλαστών που ονομάζονται statolites.

Statoliths πέφτουν με τη δύναμη της βαρύτητας στο κάτω μέρος των κυττάρων του columella και να ξεκινήσει μία οδό μεταγωγής σήματος στον οποίο η ορμόνη αυξίνη ανάπτυξης, και αναδιανέμει απόκλιση ανάπτυξης αιτία κάτω.

Μεταβολικές οδούς

Προηγουμένως θεωρήθηκε ότι η λειτουργία των αμυλοπλαστών περιοριζόταν αποκλειστικά στη συσσώρευση αμύλου.

Ωστόσο, πρόσφατη ανάλυση των πρωτεϊνών και βιοχημική σύνθεση του εσωτερικού αυτού του οργανιδίου έχει αποκαλύψει ένα μοριακό μηχανήματα αρκετά παρόμοιο με το χλωροπλάστη, η οποία είναι αρκετά πολύπλοκη για να είναι σε θέση να εκτελέσει τυπικές διαδικασίες φωτοσυνθετικής των φυτών.

Αμυλοπλάστες μερικών ειδών (όπως αλφάλφα, για παράδειγμα) περιέχουν τα ένζυμα που είναι απαραίτητα για τον κύκλο GS-GOGAT ένα μεταβολικό μονοπάτι που συνδέεται στενά με την αφομοίωση του αζώτου λαμβάνει χώρα.

Το όνομα προέρχεται από τις αρχικές ένζυμα του κύκλου που εμπλέκονται σε αυτό, συνθετάση γλουταμίνης (GS) και γλουταμικό συνθάση (GOGAT). Περιλαμβάνει το σχηματισμό γλουταμίνης από αμμώνιο και γλουταμικό άλας και η σύνθεση γλουταμίνης και κετογλουταρικού από δύο μόρια γλουταμικού.

Το ένα ενσωματώνεται στο αμμώνιο και το υπόλοιπο μόριο λαμβάνεται στο ξυλόλιο που πρόκειται να χρησιμοποιηθεί από τα κύτταρα. Επιπλέον, οι χλωροπλάστες και οι αμυλοπλάστες έχουν την ικανότητα να παρέχουν υποστρώματα στη γλυκολυτική οδό.

Αναφορές

1. Cooper G. Μ. (2000). Το κύτταρο: μια μοριακή προσέγγιση. 2η έκδοση. Sinauer Associates. Χλωροπλάστες και άλλοι πλαστίδες. Διατίθεται στη διεύθυνση: ncbi.nlm.nih.gov
2. Grajales, Ο. (2005). Σημειώσεις Βιοχημείας Φυτών. Βάσεις για τη φυσιολογική σας εφαρμογή. UNAM.
3. Pyke, Κ. (2009). Plastid biology. Cambridge University Press.
4. Raven, Ρ. Η., Evert, R.F. & Eichhorn, S.E. (1992). Βιολογία φυτών (Τόμος 2). Αντίστροφα.
5. Rose, R.J. (2016). Μοριακή κυτταρική βιολογία της ανάπτυξης και διαφοροποίησης των φυτικών κυττάρων. CRC Press.
6. Taiz, L., & Zeiger, Ε. (2007). Φυσιολογία φυτών. Πανεπιστήμιο Jaume Ι.