MUOVIT: OMINAISUUDET, RAKENNE JA TYYPIT - BIOLOGIA - 2026

Plastidiin tai plastidiosson ryhmä orgánulas semiautonomous solun vaihteli toimintoja. Niitä löytyy levien, sammalten, saniaisten, kuntosolujen ja angiosolujen soluista. Huomattavin plastidi on kloroplasti, joka vastaa fotosynteesistä kasvisoluissa.

Morfologiansa ja funktionsa mukaan plastideja on paljon: kromoplastit, leukoplastit, amyloplastit, etioplastit, oleoplastit. Kromoplastit ovat erikoistuneet karotenoidipigmenttien varastointiin, amyloplastit varastoivat tärkkelystä ja pimeässä kasvavia plastideja kutsutaan etioplasteiksi.

Yllättäen plastideja on ilmoitettu joissakin loismatoissa ja tietyissä meren nilviäisissä.

Yleispiirteet, yleiset piirteet

Plastidit ovat orgaanisia soluja, joita on kasvisoluissa, jotka on peitetty kaksois-lipidikalvolla. Heillä on oma genomi, seuraus heidän endosymbioottisesta alkuperästään.

On ehdotettu, että noin 1,5 miljardia vuotta sitten protoeukaryoottinen solu imeytyi fotosynteettiseen bakteeriin, jolloin syntyi eukaryoottinen linja.

Evoluutiossa voidaan erottaa kolme plastidiiriviä: glaukofytit, punalevien (rodoplasti) ja vihreiden levien (klooriplasti) linja. Vihreä linja aiheutti plastideja sekä levästä että kasveista.

Geneettisessä materiaalissa on 120 - 160 kb - korkeammissa kasveissa - ja se on järjestetty suljettuun ja pyöreään kaksikaistaisen DNA: n molekyyliin.

Yksi näiden organelleiden silmiinpistävimmistä ominaisuuksista on niiden kyky muuntua toisiinsa. Tämä muutos tapahtuu, koska läsnä on molekyyli- ja ympäristöärsykkeitä. Esimerkiksi kun etioplasti vastaanottaa auringonvaloa, se syntetisoi klorofyllin ja muuttuu kloroplastiksi.

Fotosynteesin lisäksi plastidit suorittavat erilaisia ​​toimintoja: lipidien ja aminohappojen synteesi, lipidien ja tärkkelyksen varastointi, stomaattien toiminta, kasvirakenteiden, kuten kukien ja hedelmien värjäys, ja havaitseminen painovoimasta.

Rakenne

Kaikkia plastideja ympäröi kaksoislipidikalvo ja niiden sisällä on pieniä kalvorakenteita, nimeltään tylakoideja, jotka voivat ulottua huomattavasti tietyntyyppisissä plastideissa.

Rakenne riippuu plastidin tyypistä, ja kutakin varianttia kuvataan yksityiskohtaisesti seuraavassa osassa.

Tyypit

On joukko plastideja, jotka suorittavat kasvisoluissa erilaisia ​​toimintoja. Raja kunkin plastidityypin välillä ei ole kuitenkaan kovin selvä, koska rakenteiden välillä on merkittävä vuorovaikutus ja on olemassa mahdollisuus muunnokseen.

Samoin verrattaessa erilaisia ​​solutyyppejä havaitaan, että plastidi-populaatio ei ole homogeeninen. Korkeammissa kasveissa esiintyviä plastidien perustyyppejä ovat seuraavat:

Proplastids

Ne ovat plastideja, joita ei ole vielä eroteltu ja jotka ovat vastuussa kaiken tyyppisten plastidien alkuperästä. Niitä löytyy kasvien meristeemeistä, sekä juurista että vartista. Niitä on myös alkioissa ja muissa nuorissa kudoksissa.

Ne ovat pieniä rakenteita, yhden tai kahden mikrometrin pituisia, eivätkä sisällä pigmenttiä. Heillä on tylakoidikalvo ja omat ribosomit. Siemenissä proplastidiat sisältävät tärkkelysjyviä, jotka ovat tärkeitä alkion varanlähteitä.

Proplastidian lukumäärä solua kohden on vaihteleva, ja 10 - 20 näistä rakenteista löytyy.

Proplastidian jakautuminen solunjakoprosessissa on välttämätöntä meristeemien tai tietyn elimen moitteettomalle toiminnalle. Kun epätasainen segregaatio tapahtuu ja solu ei vastaanota plastideja, sen on tarkoitus nopea kuolema.

Siksi strategia plastidien tasapuolisen jakautumisen varmistamiseksi tytärsoluihin on jaettava homogeenisesti solusytoplasmassa.

Samoin jälkeläisten on perittävä proplastidia, ja niitä on läsnä sukusolujen muodostumisessa.

kloroplastissa

Klooroplastit ovat kasvisolujen näkyvin ja näkyvin plastidi. Sen muoto on soikea tai pallomainen ja lukumäärä vaihtelee yleensä 10 - 100 klooriplastia solua kohti, vaikkakin se voi olla 200.

Ne ovat pituudeltaan 5-10 um ja leveydeltään 2-5 um. Ne sijaitsevat pääasiassa kasvien lehdissä, vaikka niitä voi esiintyä muun muassa varreissa, petioleissa ja epäkypsissä terälehdissä.

Kloroplastit kehittyvät kasvirakenteissa, jotka eivät ole maan alla, proplastidiasta. Huomattavin muutos on pigmenttien valmistus, jotta saadaan organellille ominainen vihreä väri.

Kuten muutkin plastidit, niitä ympäröi kaksoiskalvo ja sisällä on kolmas kalvojärjestelmä, tylakoidit, upotettuina stromaan.

Tylakoidit ovat kiekon muotoisia rakenteita, jotka on pinottu rakeiksi. Tällä tavalla klooriplasti voidaan jakaa rakenteellisesti kolmeen osastoon: membraanien, strooman ja tylakoidin luumen välinen tila.

Kuten mitokondrioissa, kloroplastien perintö vanhemmilta lapsille tapahtuu yhdellä vanhemmilla (yksipuolinen) ja heillä on oma geneettinen aineisto.

ominaisuudet

Klooroplasteissa tapahtuu fotosynteettinen prosessi, jonka avulla kasvit voivat kaapata auringon valoa ja muuttaa sen orgaanisiksi molekyyleiksi. Itse asiassa kloroplasti on ainoa plastidi, jolla on fotosynteettisiä ominaisuuksia.

Tämä prosessi alkaa tylakoidikalvoissa kevyellä faasilla, johon ankkuroidaan prosessin kannalta tarpeelliset entsymaattiset kompleksit ja proteiinit. Fotosynteesin viimeinen vaihe, tai tumma faasi, tapahtuu stromassa.

Amyloplasts

Amyloplastit ovat erikoistuneet tärkkelysjyvien varastointiin. Niitä esiintyy enimmäkseen kasvien varakudoksissa, kuten siementen ja mukuloiden endospermissä.

Useimmat amyloplastit muodostuvat suoraan protoplastista organismin kehityksen aikana. Amyloplastien muodostuminen on kokeellisesti saavutettu korvaamalla fytohormonin auksiini sytokinineillä, aiheuttaen solujen jakautumisen vähentämistä ja indusoimalla tärkkelyksen kertymistä.

Nämä plastidit ovat säiliöitä monille erilaisille entsyymeille, samanlaisia ​​kuin kloroplastit, vaikka niistä puuttuu klorofylli ja fotosynteettinen koneisto.

Painovoiman havaitseminen

Amyoplastat liittyvät vasteeseen painovoiman tunteelle. Juurissa columella-solut havaitsevat painovoiman sensaation.

Tässä rakenteessa ovat statoliitit, jotka ovat erikoistuneita amyloplastoja. Nämä organelles sijaitsevat columella-solujen alaosassa, mikä osoittaa painovoiman.

Statoliittien sijainti laukaisee sarjan signaaleja, jotka johtavat auksiinihormonin uudelleenjakautumiseen aiheuttaen rakenteen kasvun painovoimaa suosivana.

Tärkkelysrakeet

Tärkkelys on liukenematon puolikiteinen polymeeri, joka koostuu toistuvista glukoosiyksiköistä ja tuottaa kahden tyyppisiä molekyylejä, amylopeptiiniä ja amyloosia.

Amylopeptinillä on haarautunut rakenne, kun taas amyloosi on lineaarinen polymeeri ja ne kertyvät useimmissa tapauksissa suhteessa 70% amylopeptiniin ja 30% amyloosiin.

Tärkkelysrakeilla on melko organisoitu rakenne, joka liittyy amylopeptin-ketjuihin.

Viljojen endospermistä tutkituissa amyloplasteissa rakeiden halkaisija vaihtelee välillä 1 - 100 um, ja on mahdollista erottaa suuret ja pienet rakeet, jotka yleensä syntetisoidaan eri amyloplasteissa.

kromoplasteissa

Kromoplasti on erittäin heterogeeninen plastidi, joka varastoi erilaisia ​​pigmenttejä kukissa, hedelmissä ja muissa pigmentoiduissa rakenteissa. Lisäksi soluissa on tiettyjä tyhjiöitä, jotka voivat varastoida pigmenttejä.

Angiospermissa on oltava jokin mekanismi pölyttämisestä vastuussa olevien eläinten houkuttelemiseksi; tästä syystä luonnollinen valinta suosii kirkkaiden ja houkuttelevien pigmenttien kertymistä joihinkin kasvirakenteisiin.

Yleensä kromoplastit kehittyvät kloroplasteista hedelmien kypsymisprosessin aikana, jolloin vihreät hedelmät saavat ajan myötä luonteenomaisen värin. Esimerkiksi kypsä tomaatit ovat vihreitä ja kypsien ollessa kirkkaan punaisia.

Tärkeimmät kromoplasteihin kerääntyvät pigmentit ovat karotenoideja, jotka ovat vaihtelevia ja voivat olla eri värejä. Karoteenit ovat oransseja, lykopeeni on punaisia ​​ja zeaksantiinit ja violaksantiinit ovat keltaisia.

Rakenteiden lopullinen väritys määritetään mainittujen pigmenttien yhdistelmillä.

Oleoplasts

Plastidit pystyvät myös varastoimaan lipidi- tai proteiinimolekyylejä. Oleoplastit pystyvät varastoimaan lipidejä erityisissä kappaleissa, joita kutsutaan plastoglobuleiksi.

Kukkaantennit löydetään ja niiden sisältö vapautuu siitepölyjyvän seinämällä. Ne ovat myös hyvin yleisiä tietyissä kaktuslajeissa.

Lisäksi oleoplasteissa on erilaisia ​​proteiineja, kuten fibrilliini ja entsyymit, jotka liittyvät isoprenoidien metaboliaan.

Leukoplasts

Leukoplasti on plastidi, josta puuttuu pigmenttejä. Tämän määritelmän jälkeen amyloplastit, oleoplastit ja proteiiniplastit voitiin luokitella leukoplastien muunnelmiksi.

Leukoplasteja esiintyy useimmissa kasvakudoksissa. Heillä ei ole näkyvää tylakoidikalvoa, ja heillä on vähän plasmapalloja.

Niillä on metaboliset toiminnot juurissa, joissa ne keräävät merkittäviä määriä tärkkelystä.

Gerontoplasts

Kasvin ikääntyessä tapahtuu kloroplastien muuttuminen gerontoplasteiksi. Vanhenemisprosessin aikana tylakoidimembraani rikkoutuu, plasman globulit kerääntyvät ja klorofylli hajoaa.

Ethioplasts

Kun kasvit kasvavat heikossa valossa, kloroplastit eivät kehitty kunnolla ja muodostunutta plastidiä kutsutaan etioplastiksi.

Etioplastit sisältävät tärkkelysjyviä eikä niissä ole laajalti kehittynyttä tylakoidikalvoa kuin kypsissä kloroplastissa. Jos olosuhteet muuttuvat ja valoa on riittävästi, etioplastit voivat kehittyä kloroplasteiksi.

Viitteet

1. Biswal, UC, ja Raval, MK (2003). Klooroplastien biogeneesi: proplastidista gerontoplastiksi. Springer Science & Business Media.
2. Cooper, GM (2000). Solu: molekyylinäkökulma. 2. painos. Sunderland (MA): Sinauer Associates. Klooroplastit ja muut plastidit. Saatavana osoitteessa: ncbi.nlm.nih.gov
3. Gould, SB, Waller, RF ja McFadden, GI (2008). Plastid evoluutio. Kasvibiologian vuosikatsaus, 59, 491–517.
4. Lopez - Juez, E., ja Pyke, KA (2004). Plastidit vapautettiin: niiden kehitys ja integroituminen kasvien kehitykseen. Kansainvälinen kehitysbiologian lehti, 49 (5–6), 557–577.
5. Pyke, K. (2009). Plastidiologia. Cambridge University Press.
6. Pyke, K. (2010). Plastidijako. AoB Plants, plq016.
7. Wise, RR (2007). Plastidin muodon ja toiminnan monimuotoisuus. Kohdassa plastidien rakenne ja toiminta (s. 3–26). Springer, Dordrecht.