Amiloplastai: savybės, funkcijos, struktūra

Amiloplastai yra plastidų, kurie specializuojasi krakmolo saugojime, tipai ir yra didelės proporcijos ne fotosintezės rezerviniuose audiniuose, tokiuose kaip endospermas sėklose ir gumbuose.

Kadangi visa krakmolo sintezė apsiriboja plastidais, turi būti fizinė struktūra, kuri yra šio polimero rezervo vieta. Iš tiesų visas augalų ląstelėse esantis krakmolas randamas dvigubos membranos padengtuose organeliuose.

Apskritai, plastidai yra pusiau automatiniai organai, esantys skirtinguose organizmuose, nuo augalų ir dumblių iki jūros moliuskų ir kai kurių parazitų protistų.

Plastidai dalyvauja fotosintezėje, lipidų ir amino rūgščių sintezėje, veikia kaip lipidų rezervatas, yra atsakingi už vaisių ir gėlių spalvą ir yra susiję su aplinkos suvokimu.

Taip pat amiloplastai dalyvauja gravitacijos suvokime ir saugo kai kurių metabolinių takų pagrindinius fermentus.

Charakteristikos ir struktūra

Amiloplastai yra ląstelių organeliai, esantys daržovėse, yra krakmolo atsargų šaltinis ir neturi pigmentų, tokių kaip chlorofilas, todėl jie yra bespalviai.

Kaip ir kiti plastidai, amiloplastai turi savo genomą, kuris koduoja kai kuriuos jų struktūros baltymus. Ši charakteristika atspindi jo endosymbiotinę kilmę.

Vienas iš ryškiausių plastidų savybių yra jų tarpusavio konversijos pajėgumas. Konkrečiai, amiloplastai gali būti konvertuojami į chloroplastus, todėl, kai šaknys susiduria su šviesa, jos gauna žalią atspalvį, nes chlorofilo sintezė.

Chloroplastai gali elgtis panašiai, nes jie laikinai saugo krakmolo grūdus. Tačiau amiloplastuose rezervas yra ilgalaikis.

Jo struktūra yra labai paprasta, sudaryta iš dvigubos išorinės membranos, atskiriančios jas nuo likusių citoplazminių komponentų. Brandūs amiloplastai sukuria vidinę membraninę sistemą, kurioje yra krakmolo.

Mokymas

Dauguma amiloplastų susidaro tiesiai iš protoplastidijų, kai rezerviniai audiniai vystosi ir dalijasi dvejetainiu dalijimu.

Ankstyvuosiuose endospermo vystymosi etapuose proplastidijos yra endoceminiame endocerme. Po to prasideda ląstelių suskirstymo procesai, kai proplastidijos pradeda kauptis krakmolo granules, formuodamos amiloplastus.

Fiziologiniu požiūriu proplastidų diferenciacijos procesas, kuris sukelia amiloplastus, atsiranda, kai augalų hormono auksinas pakeičiamas citokininu, kuris sumažina ląstelių pasiskirstymo greitį, skatinant kaupimąsi krakmolo.

Funkcijos

Krakmolo saugojimas

Krakmolas yra kompleksinis pusiau kristalinio ir netirpios išvaizdos polimeras, gliukozidinių jungčių D-gliukopiranozės junginio produktas. Gali būti diferencijuotos dvi krakmolo molekulės: amilopektinas ir amilozė. Pirmasis yra labai šakotas, o antrasis - linijinis.

Polimeras yra sferinių kristalų pavidalo ovalių grūdų pavidalu ir priklausomai nuo regiono, kuriame yra grūdai, jie gali būti klasifikuojami kaip koncentriniai arba ekscentriniai grūdai.

Krakmolo granulės gali būti įvairios, kai kurios 45 μm, o kitos - mažesnės, apie 10 m.

Krakmolo sintezė

Plastidai yra atsakingi už dviejų krakmolo tipų sintezę: pereinamąjį, kuris gaminamas dienos šviesoje ir laikinai laikomas chloroplastuose iki vakaro, ir atsarginį krakmolą, kuris yra sintezuojamas ir saugomas amiloplastuose. sėklų, vaisių ir kitų struktūrų.

Yra skirtumų tarp krakmolo granulių, esančių amiloplastuose, grūdų atžvilgiu, kurie laikinai randami chloroplastuose. Pastaruoju atveju amilozės kiekis yra mažesnis, o krakmolas užsakomas į plokščias struktūras.

Sunkumo suvokimas

Krakmolo grūdai yra daug tankesni nei vanduo ir ši savybė yra susijusi su gravitacijos jėgos suvokimu. Augalų evoliucijos metu šis amiloplastų gebėjimas judėti pagal gravitacijos įtaką buvo panaudotas minėtos jėgos suvokimui.

Apibendrinant, amiloplastai reaguoja į gravitacijos stimuliavimą sedimentacijos procesais ta kryptimi, kuria veikia ši jėga. Kai plastidai susilieja su augalų citozetonu, jis siunčia signalų seriją, kad augimas vyktų teisinga kryptimi.

Be citoskeleto, ląstelėse yra ir kitų struktūrų, tokių kaip vakuolai, endoplazminis tinklas ir plazmos membrana, kurios dalyvauja įsisavinant amiloplastus.

Šaknų ląstelėse gravitacijos jausmą užfiksuoja kolumelių ląstelės, kuriose yra specializuoto tipo amiloplastų, vadinamų statolitais.

Statolitai patenka į gravitaciją iki kolumelio ląstelių dugno ir inicijuoja signalo transdukcijos kelią, kur augimo hormonas, auksinas, perskirstomas ir sukelia diferencinį mažėjimą.

Metaboliniai keliai

Anksčiau buvo manoma, kad amiloplastų funkcija buvo apribota tik krakmolo kaupimu.

Tačiau neseniai atliktos šio organelio interjero baltymų ir biocheminės sudėties analizės parodė, kad molekulinė technika yra gana panaši į chloroplasto, kuris yra pakankamai sudėtingas, kad galėtų atlikti augalams būdingus fotosintezės procesus.

Kai kurių rūšių amiloplastai (pvz., Liucernos) turi fermentų, reikalingų GS-GOGAT ciklui atsirasti, metabolinio kelio, kuris yra glaudžiai susijęs su azoto įsisavinimu.

Ciklo pavadinimas kilęs iš fermentų, susijusių su juo, glutamino sintezės (GS) ir glutamato sintezės (GOGAT), inicialai. Apima glutamino susidarymą, pradedant nuo amonio ir glutamato, ir dviejų glutamato molekulių glutamino ir ketoglutarato sintezę.

Vienas iš jų yra įtrauktas į amonį, o likusioji molekulė patenka į ksilemą, kuris bus naudojamas ląstelėse. Be to, chloroplastai ir amiloplastai turi gebėjimą tiekti substratus į glikolitinį kelią.