Tabla de Contenidos
Les amyloplastes sont des organites présents dans les cellules végétales dans lesquelles l’amidon est synthétisé et stocké. En plus de faire partie du système de stockage d’énergie des plantes, ces organites remplissent également des fonctions essentielles pour le développement et la croissance des plantes, en permettant à la plante de pouvoir distinguer le haut du bas et ainsi savoir où ses racines doivent pousser et dans quelle direction aller. .où leurs tiges et leurs feuilles.
Les amyloplastes sont un type particulier de leucoplastes. Ceux-ci, à leur tour, sont une classe de plastides que l’on trouve couramment dans les tissus non exposés au soleil et qui se caractérisent par l’absence de pigment. Pour cette raison, ils ne présentent aucune couleur lorsqu’ils sont observés au microscope.
Les amyloplastes sont très abondants dans différents types de plantes et dans différentes parties du tissu végétal. Par exemple, on les trouve en grande quantité dans les pommes de terre et autres tubercules, ainsi que dans de nombreux fruits.
plastes
Comme mentionné il y a un instant, les amyloplastes sont un type de plastide. Les plastes sont un groupe d’organites entourés d’une double membrane qui sépare leur intérieur du cytoplasme de la cellule. Il existe plusieurs types de plastes différents qui ont des fonctions différentes, mais ils partagent tous certaines caractéristiques de base :
- Les plastides sont des organites présents dans le cytoplasme des cellules végétales.
- Tous les plastes proviennent d’un type de cellule immature appelé proplaste.
- Tous les plastes ont une membrane externe et un ou plusieurs compartiments internes, qui sont à leur tour entourés d’une seconde membrane. Les deux sont des membranes phospholipidiques similaires à la membrane cellulaire.
- Les plastides ont leur propre ADN et se divisent par fission binaire indépendamment de la cellule dont ils font partie.
types de plastes
À maturité, les proplastes peuvent devenir l’un des quatre types différents de plastes distincts qui sont :
chloroplastes
Ce sont des plastes verts dans lesquels s’effectue la biosynthèse du glucose à partir du dioxyde de carbone et de l’eau, par photosynthèse. Ces organites se trouvent principalement dans les feuilles des plantes et contiennent le pigment vert chlorophylle , qui absorbe la lumière du soleil pour fournir l’énergie nécessaire à la photosynthèse.
chromoplastes
On les appelle ainsi car ce sont des organites qui ont des couleurs caractéristiques des différents pigments qu’ils synthétisent et stockent. Ils sont responsables de la couleur des fleurs, des fruits, des racines et de certains types de feuilles.
gérontoplastes
Ils correspondent au produit de la dégradation d’autres plastes, qui se produit lorsque la cellule meurt.
les leucoplastes
Comme mentionné précédemment, ce sont des plastes incolores et leur fonction principale est de stocker des nutriments pour la cellule. On les trouve principalement dans les tissus non exposés à la lumière (tissus non photosynthétiques) tels que les racines et les germes de graines.
Il existe quatre types différents de leucoplastes selon le type de nutriments qu’ils stockent. Certains, appelés élaïoplastes , synthétisent et stockent des acides gras (lipides ou huiles végétales). D’autres, appelés étioplastes , synthétisent et stockent des précurseurs de la chlorophylle et peuvent se transformer en chloroplastes lors d’une exposition à la lumière. Un troisième type de leucoplaste est appelé protéinoplaste et, comme son nom l’indique, ils stockent des protéines. Enfin, les amyloplastes synthétisent et stockent l’amidon.
Synthèse et stockage de l’amidon dans les amyloplastes
L’amidon est synthétisé dans les chloroplastes et les amyloplastes par la polymérisation de molécules de glucose. Ce composé de stockage est classé comme un homopolysaccharide, car il s’agit d’un polymère constitué d’un seul type de sucre, en l’occurrence des molécules de glucose.
Les plantes utilisent l’amidon comme moyen de stocker l’excès de glucose produit pendant les périodes de lumière intense, au cours desquelles la photosynthèse produit plus de glucose que la plante n’en a besoin. Selon l’endroit où il est stocké, cet amidon est utilisé par la plante comme source d’énergie alternative lorsqu’elle est dans l’obscurité ou dans des situations où la photosynthèse n’est pas possible.
L’amidon stocké dans les chloroplastes est transitoire et représente une source rapide de glucose lorsque la plante ne reçoit pas suffisamment de soleil. Au lieu de cela, l’amidon synthétisé dans les amyloplastes est stocké à long terme. C’est une réserve qui n’est utilisée que dans certaines situations, comme lorsqu’une graine est sur le point de germer.
amylose et amylopectine
L’amidon peut se présenter sous l’une des deux formes caractéristiques, l’amylose et l’amylopectine, toutes deux synthétisées et stockées par les amyloplastes.
L’amylose est constitué d’une chaîne linéaire (non ramifiée) de molécules de glucose liées les unes aux autres par des liaisons glycosidiques α1-4 (lier le carbone 1 d’une molécule de glucose au carbone 4 de la suivante).
L’amylopectine, en revanche, est une forme ramifiée d’amidon. Dans ce cas, les longues chaînes formées par les molécules de glucose avec des liaisons glycosidiques α1-4 sont liées à d’autres chaînes par le carbone 6, formant ainsi des liaisons glycosidiques α1-6.
La synthèse et le stockage de l’amidon dans les amyloplastes sont particulièrement importants pour l’homme, car une grande partie des glucides que nous consommons provient de ce polysaccharide de réserve. En fait, l’amylose est l’un des premiers nutriments à commencer à être métabolisé lorsque nous mangeons, car la salive contient une enzyme appelée α-amylase dont la fonction est de briser les liaisons glycosidiques α1-4 de l’amylose et de l’amylopectine. Les liaisons α1-6 sont ensuite décomposées.
Stockage dans les compartiments internes des amyloplastes
A maturité, les amyloplastes forment des compartiments internes entourés de membranes dans lesquelles ils stockent l’amidon sous forme de granules. Le nombre et la taille de ces granules dépendent à la fois de l’espèce végétale et du tissu particulier impliqué. Certaines cellules contiennent des amyloplastes avec plusieurs granules internes, tandis que d’autres contiennent un seul gros granule sphérique.
Les granulés sont constitués d’une combinaison hautement ordonnée d’amylose et d’amylopectine, et la taille du granulé est principalement déterminée par la quantité d’amidon stockée par la plante. Dans certains cas, les granules peuvent devenir très compacts et denses, rendant les amyloplastes qui les contiennent plus denses que le cytosol dans lequel ils sont en suspension. Cette différence de densité a des implications importantes liées à la direction de croissance des tiges et des racines, comme on le verra ci-dessous.
Amyloplastes et gravitropisme
Comme mentionné au début, en plus d’être impliqués dans la synthèse et le stockage de l’amidon, les amyloplastes jouent également un rôle essentiel dans la façon dont les plantes perçoivent la gravité. Cela permet aux plantes de pousser dans la bonne direction, avec les racines vers le bas et les pousses vers le haut. Cette capacité à ressentir la force de gravité et à se développer parallèlement à celle-ci s’appelle le gravitropisme.
Le gravitropisme se produit différemment dans différents types de tissus, car les tissus des pousses et des racines doivent pousser dans des directions opposées. Dans les tiges, le gravitropisme se manifeste dans les cellules endodermiques des pousses et les fait croître dans le sens opposé à la gravité (gravitropisme négatif) tandis que, dans les racines, il se manifeste à l’extrémité de chaque racine, les faisant pousser vers le bas ., dans le même sens de gravité (gravitropisme positif).
Ces tissus contiennent des statocytes (cellules spécialisées qui détectent la gravité), qui contiennent une classe spéciale d’amyloplastes appelés statolithes. Ces statolithes se caractérisent par l’accumulation de granules d’amidon très compacts et denses , ce qui les rend (pour les statocytes) plus denses que le cytosol. Du fait de cette différence de densité, ces amyloplastes ont toujours tendance à se déplacer vers le bas, s’accumulant au fond de la cellule, quelle que soit son orientation.
Mécanisme de gravitropisme médié par l’amyloplaste
Lorsqu’une cellule est déplacée ou tournée, les amyloplastes ne sont plus au fond, ils commencent donc à se sédimenter vers le nouveau fond en raison de leur densité plus élevée. Sur leur chemin, ils entrent en contact avec le réticulum endoplasmique, ce qui déclenche une série de processus comprenant la libération de calcium du réticulum endoplasmique et la libération d’une hormone appelée IAA (qui est une auxine) au bas du réticulum endoplasmique. cellule du réticulum.
Ce processus est le même pour les tiges et les racines. Cependant, l’effet de l’hormone IAA est opposé dans les deux cas. Dans les bourgeons souches, l’hormone IAA a pour effet de stimuler l’allongement et la croissance des cellules. Ainsi, les cellules situées sous les statocytes sont stimulées, s’allongent et se reproduisent, poussant le bourgeon vers le haut.
Dans les cellules racinaires, l’effet de l’hormone est exactement le contraire. L’IAA dans ces cellules inhibe la croissance au lieu de la stimuler. Par conséquent, les cellules sous les statocytes (et recevant la décharge d’hormone IAA) ne se développent pas tandis que celles au-dessus d’eux se développent normalement, poussant l’extrémité de la racine vers le bas.
Il existe encore des détails sur le processus de synthèse et de stockage de l’amidon dans les amyloplastes, ainsi que sur le gravitropisme, qui n’ont pas encore été clarifiés. Cependant, il est clair que les amyloplastes sont des organites de grande importance.
Les références
Nelson, D.L., Cox, M.M. (2013). Lehninger-Principes de biochimie. (6e édition). 818-821. W.H. Freeman and Company. New York
Clark, MA, Choi, J. et Douglas, M. (2018). Biologie 2e . 938-939. OpenStax. Houston. Disponible sur https://openstax.org/details/books/biology-2e
