Tabla de Contenidos
Amyloplasty to organelle obecne w komórkach roślinnych, w których syntetyzowana i magazynowana jest skrobia. Oprócz tego, że są częścią systemu magazynowania energii roślin, te organelle pełnią również podstawowe funkcje dla rozwoju i wzrostu roślin, umożliwiając roślinie odróżnienie góry od dołu, a tym samym wiedzieć, gdzie powinny rosnąć jej korzenie i w którą stronę iść , gdzie ich łodygi i liście.
Amyloplasty są szczególnym rodzajem leukoplastów. Te z kolei to klasa plastydów powszechnie występujących w tkankach nienarażonych na działanie promieni słonecznych, które charakteryzują się brakiem pigmentu. Z tego powodu nie prezentują żadnego koloru podczas obserwacji pod mikroskopem.
Amyloplastów jest bardzo dużo w różnych rodzajach roślin iw różnych częściach tkanki roślinnej. Na przykład występują w dużych ilościach w ziemniakach i innych bulwach, a także w wielu owocach.
plastydy
Jak wspomniano przed chwilą, amyloplast jest rodzajem plastydu. Plastydy to grupa organelli otoczonych podwójną błoną oddzielającą ich wnętrze od cytoplazmy komórki. Istnieje kilka różnych rodzajów plastydów, które mają różne funkcje, ale wszystkie mają pewne podstawowe cechy:
- Plastydy to organelle występujące w cytoplazmie komórek roślinnych.
- Wszystkie plastydy pochodzą z rodzaju niedojrzałych komórek zwanych proplastidami.
- Wszystkie plastydy mają zewnętrzną membranę i jeden lub więcej wewnętrznych przedziałów, które z kolei są otoczone drugą membraną. Obie są błonami fosfolipidowymi podobnymi do błony komórkowej.
- Plastydy mają własne DNA i dzielą się przez rozszczepienie binarne niezależnie od komórki, której są częścią.
rodzaje plastydów
Po dojrzewaniu proplastydy mogą stać się jednym z czterech różnych typów odrębnych plastydów, którymi są:
chloroplasty
Są to zielone plastydy, w których na drodze fotosyntezy zachodzi biosynteza glukozy z dwutlenku węgla i wody. Te organelle znajdują się głównie w liściach roślin i zawierają zielony barwnik chlorofil , który pochłania światło słoneczne, aby zapewnić energię potrzebną do fotosyntezy.
chromoplasty
Nazywa się je tak, ponieważ są organellami, które mają charakterystyczne kolory z różnych pigmentów, które syntetyzują i przechowują. Odpowiadają za kolor kwiatów, owoców, korzeni i niektórych rodzajów liści.
gerontoplasty
Odpowiadają produktowi degradacji innych plastydów, który występuje, gdy komórka umiera.
leukoplasty
Jak wspomniano wcześniej, są to bezbarwne plastydy, a ich główną funkcją jest magazynowanie składników odżywczych dla komórki. Można je znaleźć głównie w tkankach nie wystawionych na działanie światła (tkanki niefotosyntetyzujące), takich jak korzenie i kiełki nasion.
Istnieją cztery różne typy leukoplastów w zależności od rodzaju przechowywanych składników odżywczych. Niektóre, zwane elaioplastami , syntetyzują i przechowują kwasy tłuszczowe (lipidy lub oleje roślinne). Inne, zwane etioplastami , syntetyzują i przechowują prekursory chlorofilu i mogą przekształcić się w chloroplasty pod wpływem światła. Trzeci typ leukoplastu nazywany jest proteinoplastem i jak sama nazwa wskazuje, przechowuje on białko. Wreszcie amyloplast syntetyzuje i przechowuje skrobię.
Synteza i magazynowanie skrobi w amyloplastach
Skrobia jest syntetyzowana zarówno w chloroplastach, jak i amyloplastach poprzez polimeryzację cząsteczek glukozy. Ten związek magazynujący jest klasyfikowany jako homopolisacharyd, ponieważ jest polimerem składającym się tylko z jednego rodzaju cukru, w tym przypadku cząsteczek glukozy.
Rośliny wykorzystują skrobię jako sposób na przechowywanie nadmiaru glukozy wytwarzanej w okresach intensywnego światła, w których fotosynteza wytwarza więcej glukozy niż potrzebuje roślina. W zależności od miejsca przechowywania skrobia ta jest wykorzystywana przez roślinę jako alternatywne źródło energii w ciemności lub w sytuacjach, gdy fotosynteza nie jest możliwa.
Skrobia przechowywana w chloroplastach jest przejściowa i stanowi szybkie źródło glukozy w okresach, gdy roślina nie otrzymuje wystarczającej ilości światła słonecznego. Zamiast tego skrobia syntetyzowana w amyloplastach jest przechowywana przez długi czas. Jest to rezerwa, która jest używana tylko w określonych sytuacjach, na przykład gdy ziarno ma wykiełkować.
amyloza i amylopektyna
Skrobia może występować w jednej z dwóch charakterystycznych postaci, amylozy i amylopektyny, z których obie są syntetyzowane i magazynowane przez amyloplasty.
Amyloza składa się z liniowego (nierozgałęzionego) łańcucha cząsteczek glukozy połączonych ze sobą wiązaniami glikozydowymi α1-4 (łączą węgiel 1 jednej cząsteczki glukozy z węglem 4 następnej).
Z drugiej strony amylopektyna jest rozgałęzioną formą skrobi. W tym przypadku długie łańcuchy utworzone przez cząsteczki glukozy z wiązaniami glikozydowymi α1-4 są połączone z innymi łańcuchami przez węgiel 6, tworząc w ten sposób wiązania glikozydowe α1-6.
Synteza i magazynowanie skrobi w amyloplastach jest szczególnie ważne dla ludzi, ponieważ większość spożywanych przez nas węglowodanów pochodzi z tego rezerwowego polisacharydu. W rzeczywistości amyloza jest jednym z pierwszych składników odżywczych, które zaczynają być metabolizowane podczas jedzenia, ponieważ ślina zawiera enzym zwany α-amylazą , którego funkcją jest rozkładanie wiązań glikozydowych α1-4 amylozy i amylopektyny. Wiązania α1-6 są później rozkładane.
Przechowywanie w wewnętrznych przedziałach amyloplastów
Po osiągnięciu dojrzałości amyloplasty tworzą wewnętrzne przedziały otoczone błonami, w których przechowują skrobię w postaci granulek. Liczba i rozmiar tych granulek zależy zarówno od gatunku rośliny, jak i od konkretnej zaangażowanej tkanki. Niektóre komórki zawierają amyloplast z kilkoma wewnętrznymi granulkami, podczas gdy inne zawierają pojedynczą dużą, sferyczną granulkę.
Granulki składają się z wysoce uporządkowanej kombinacji amylozy i amylopektyny, a wielkość granulek zależy głównie od ilości skrobi przechowywanej przez roślinę. W niektórych przypadkach granulki mogą stać się bardzo zwarte i gęste, przez co zawierające je amyloplasty są bardziej gęste niż cytozol, w którym są zawieszone. Ta różnica w gęstości ma ważne implikacje związane z kierunkiem wzrostu łodyg i korzeni, jak zostanie to przedstawione poniżej.
Amyloplasty i grawitropizm
Jak wspomniano na początku, oprócz udziału w syntezie i magazynowaniu skrobi, amyloplasty odgrywają również istotną rolę w odczuwaniu grawitacji przez rośliny. Dzięki temu rośliny rosną we właściwym kierunku, z korzeniami skierowanymi w dół i pędami skierowanymi do góry. Ta zdolność wyczuwania siły grawitacji i wzrostu równoległego do niej nazywa się grawitropizmem.
Grawitropizm występuje inaczej w różnych typach tkanek, ponieważ tkanki pędu i korzenia muszą rosnąć w przeciwnych kierunkach. W łodygach grawitropizm przejawia się w komórkach endodermalnych pędów i powoduje ich wzrost w kierunku przeciwnym do grawitacji (grawitropizm ujemny), podczas gdy w korzeniach przejawia się na czubku każdego korzenia, powodując ich wzrost w dół , w tym samym kierunku grawitacji (dodatni grawitropizm).
Tkanki te zawierają statocyty (wyspecjalizowane komórki wyczuwające grawitację), które zawierają specjalną klasę amyloplastów zwanych statolitami. Te statolity charakteryzują się gromadzeniem bardzo zwartych i gęstych granulek skrobi , co czyni je (dla statocytów) gęstszymi niż cytozol. Z powodu tej różnicy w gęstości te amyloplasty zawsze mają tendencję do przemieszczania się w dół, gromadząc się na dnie komórki, niezależnie od jej orientacji.
Mechanizm grawitropizmu, w którym pośredniczy amyloplast
Kiedy komórka jest przesuwana lub obracana, amyloplasty nie znajdują się już na dnie, więc zaczynają osadzać się w kierunku nowego dna ze względu na ich większą gęstość. Po drodze stykają się z retikulum endoplazmatycznym, co uruchamia szereg procesów obejmujących uwalnianie wapnia z retikulum endoplazmatycznego oraz uwalnianie hormonu zwanego IAA (który jest auksyną) na dnie retikulum endoplazmatycznego. retikulum komórka.
Ten proces jest taki sam dla łodyg i korzeni. Jednak działanie hormonu IAA jest odwrotne w obu przypadkach. W pąkach macierzystych hormon IAA ma działanie stymulujące wydłużanie i wzrost komórek. W ten sposób komórki znajdujące się poniżej statocytów są stymulowane, wydłużają się i rozmnażają, popychając pączek do góry.
W komórkach korzeni działanie hormonu jest wręcz odwrotne. IAA w tych komórkach raczej hamuje wzrost niż go stymuluje. Dlatego komórki poniżej statocytów (i otrzymujące wyładowanie hormonu IAA) nie rosną, podczas gdy te powyżej rosną normalnie, popychając wierzchołek korzenia w dół.
Nadal istnieją szczegóły dotyczące procesu syntezy i magazynowania skrobi w amyloplastach, a także grawitropizmu, które nie zostały jeszcze wyjaśnione. Jednak jasne jest, że amyloplasty są organellami o wielkim znaczeniu.
Bibliografia
Nelson, DL, Cox, MM (2013). Lehninger-Zasady biochemii. (6. wydanie). 818-821. WH Freeman and Company. Nowy Jork
Clark, MA, Choi, J. & Douglas, M. (2018). Biologia 2e . 938-939. OpenStax. Hustona. Dostępne na https://openstax.org/details/books/biology-2e
