Tabla de Contenidos
Амилопластите са органели, присъстващи в растителните клетки, в които се синтезира и съхранява нишесте. Освен че са част от системата за съхранение на енергия на растенията, тези органели също така изпълняват основни функции за развитието и растежа на растенията, като позволяват на растението да разграничава горната част от дъното и по този начин да знае къде трябва да растат корените му и по кой път да върви , където техните стъбла и листа.
Амилопластите са особен вид левкопласти. Те от своя страна са клас пластиди, които обикновено се срещат в тъкани, които не са изложени на слънчева светлина и които се характеризират с липса на пигмент. Поради тази причина те не представят никакъв цвят, когато се наблюдават през микроскопа.
Амилопластите са много изобилни в различни видове растения и в различни части на растителната тъкан. Например, те се намират в големи количества в картофите и другите грудки, а също и в много плодове.
пластиди
Както споменахме преди малко, амилопластите са вид пластиди. Пластидите са група органели, които са заобиколени от двойна мембрана, която отделя вътрешността им от цитоплазмата на клетката. Има няколко различни вида пластиди, които имат различни функции, но всички те споделят някои основни характеристики:
- Пластидите са органели, намиращи се в цитоплазмата на растителните клетки.
- Всички пластиди идват от вид незряла клетка, наречена пропластид.
- Всички пластиди имат външна мембрана и едно или повече вътрешни отделения, които от своя страна са заобиколени от втора мембрана. И двете са фосфолипидни мембрани, подобни на клетъчната мембрана.
- Пластидите имат собствена ДНК и се делят чрез бинарно делене независимо от клетката, от която са част.
видове пластиди
При узряване пропластидите могат да се превърнат в един от четири различни вида различни пластиди, които са:
хлоропласти
Те са зелени пластиди, в които се извършва биосинтеза на глюкоза от въглероден диоксид и вода чрез фотосинтеза. Тези органели се намират предимно в листата на растенията и съдържат зеления пигмент хлорофил , който абсорбира слънчевата светлина, за да осигури енергията, необходима за фотосинтезата.
хромопласти
Наричат се така, защото са органели, които имат характерни цветове от различните пигменти, които синтезират и съхраняват. Те отговарят за цвета на цветовете, плодовете, корените и някои видове листа.
геронтопласти
Те съответстват на продукта от разграждането на други пластиди, което се случва, когато клетката умира.
левкопласти
Както споменахме по-горе, това са безцветни пластиди и тяхната основна функция е да съхраняват хранителни вещества за клетката. Те могат да бъдат намерени главно в тъкани, които не са изложени на светлина (нефотосинтезиращи тъкани), като корени и зародиши от семена.
Има четири различни вида левкопласти в зависимост от вида на хранителните вещества, които съхраняват. Някои, наречени елаиопласти , синтезират и съхраняват мастни киселини (липиди или растителни масла). Други, наречени етиопласти , синтезират и съхраняват прекурсори на хлорофил и могат да се развият в хлоропласти при излагане на светлина. Трети тип левкопласт се нарича протеинопласт и както подсказва името, те съхраняват протеин. И накрая, амилопластите синтезират и съхраняват нишесте.
Синтез на нишесте и съхранение в амилопласти
Нишестето се синтезира както в хлоропластите, така и в амилопластите чрез полимеризация на глюкозни молекули. Това складово съединение се класифицира като хомополизахарид, тъй като е полимер, съставен само от един вид захар, в този случай глюкозни молекули.
Растенията използват нишесте като начин за съхраняване на излишната глюкоза, произведена по време на периоди на интензивна светлина, в които фотосинтезата произвежда повече глюкоза, отколкото растението се нуждае. В зависимост от това къде се съхранява, това нишесте се използва от растението като алтернативен източник на енергия, когато е на тъмно или в ситуации, когато фотосинтезата не е осъществима.
Съхраненото в хлоропластите нишесте е преходно и представлява бърз източник на глюкоза в моменти, когато растението не получава достатъчно слънчева светлина. Вместо това нишестето, синтезирано в амилопластите, се съхранява в дългосрочен план. Това е резерв, който се използва само в определени ситуации, като например когато семето е на път да покълне.
амилоза и амилопектин
Нишестето може да се появи в една от двете характерни форми, амилоза и амилопектин, като и двете се синтезират и съхраняват от амилопласти.
Амилозата се състои от линейна (неразклонена) верига от глюкозни молекули, свързани една с друга чрез α1-4 гликозидни връзки (свързват въглерод 1 на една глюкозна молекула с въглерод 4 на следващата).
Амилопектинът, от друга страна, е разклонена форма на нишесте. В този случай дългите вериги, образувани от глюкозни молекули с α1-4 гликозидни връзки, са свързани с други вериги чрез въглерод 6, като по този начин образуват α1-6 гликозидни връзки.
Синтезът и съхранението на нишесте в амилопласти е особено важно за хората, тъй като голяма част от въглехидратите, които консумираме, идват от този резервен полизахарид. Всъщност амилозата е едно от първите хранителни вещества, които започват да се метаболизират, когато ядем, тъй като слюнката съдържа ензим, наречен α-амилаза , чиято функция е да разгражда α1-4 гликозидните връзки на амилозата и амилопектина. α1-6 връзките по-късно се разрушават.
Съхранение във вътрешни отделения на амилопласти
При зрялост амилопластите образуват вътрешни отделения, заобиколени от мембрани, в които съхраняват нишесте под формата на гранули. Броят и размерът на тези гранули зависи както от растителния вид, така и от конкретната участваща тъкан. Някои клетки съдържат амилопласти с няколко вътрешни гранули, докато други съдържат една голяма, сферична гранула.
Гранулите са съставени от високо подредена комбинация от амилоза и амилопектин, а размерът на гранулата се определя главно от количеството нишесте, което растението съхранява. В някои случаи гранулите могат да станат много компактни и плътни, което прави амилопластите, които ги съдържат, по-плътни от цитозола, в който са суспендирани. Тази разлика в плътността има важни последици, свързани с посоката на растеж на стъблата и корените, както ще се види по-долу.
Амилопласти и гравитропизъм
Както бе споменато в началото, освен че участват в синтеза и съхранението на нишесте, амилопластите също играят съществена роля в начина, по който растенията усещат гравитацията. Това позволява на растенията да растат в правилната посока, с корените надолу и издънките нагоре. Тази способност да усеща силата на гравитацията и да расте успоредно с нея се нарича гравитропизъм.
Гравитропизмът се проявява по различен начин в различните видове тъкани, тъй като тъканите на издънките и корените трябва да растат в противоположни посоки. В стъблата гравитропизмът се проявява в ендодермалните клетки на издънките и ги кара да растат в посока, обратна на гравитацията (отрицателен гравитропизъм), докато в корените се проявява на върха на всеки корен, карайки ги да растат надолу , в същата посока на гравитацията (положителен гравитропизъм).
Тези тъкани съдържат статоцити (специализирани клетки, които усещат гравитацията), които съдържат специален клас амилопласти, наречени статолити. Тези статолити се характеризират с натрупване на много компактни и плътни нишестени гранули , което ги прави (до статоцитите) по-плътни от цитозола. Поради тази разлика в плътността, тези амилопласти винаги са склонни да се движат надолу, натрупвайки се на дъното на клетката, независимо от нейната ориентация.
Амилопласт-медииран механизъм на гравитропизъм
Когато една клетка се премести или завърти, амилопластите вече не са на дъното, така че те започват да се утаяват към новото дъно поради по-голямата си плътност. По пътя си те влизат в контакт с ендоплазмения ретикулум, което задейства серия от процеси, включващи освобождаването на калций от ендоплазмения ретикулум и освобождаването на хормон, наречен IAA (който е ауксин) в дъното на ендоплазмения ретикулум. ретикулум клетка.
Този процес е еднакъв както за стъблата, така и за корените. Ефектът на IAA хормона обаче е противоположен и в двата случая. В стволовите пъпки IAA хормонът има ефект на стимулиране на клетъчното удължаване и растеж. Така клетките, които са под статоцитите, се стимулират, удължават се и се възпроизвеждат, избутвайки пъпката нагоре.
В кореновите клетки действието на хормона е точно обратното. IAA в тези клетки потиска растежа, вместо да го стимулира. Следователно клетките под статоцитите (и получаващи отделянето на IAA хормон) не растат, докато тези над тях растат нормално, избутвайки върха на корена надолу.
Все още има подробности за процеса на синтез и съхранение на нишесте в амилопласти, както и гравитропизъм, които все още не са изяснени. Въпреки това е ясно, че амилопластите са органели от голямо значение.
Препратки
Нелсън, Д.Л., Кокс, М.М. (2013). Lehninger-Принципи на биохимията. (6-то издание). 818-821. W. H. Freeman and Company. Ню Йорк
Clark, MA, Choi, J. & Douglas, M. (2018). Биология 2д . 938-939. OpenStax. Хюстън. Достъпно на https://openstax.org/details/books/biology-2e
