Амилопласти: характеристики, функции, структура

Амилопластите са вид пластиди, специализирани в съхранението на скорбяла и се намират във високи пропорции в не-фотосинтетични резервни тъкани, като ендосперм в семена и грудки.

Тъй като пълният синтез на нишестето е ограничен до пластидите, трябва да има физическа структура, която да служи като резервно място за този полимер. Всъщност, цялото нишесте, съдържащо се в растителните клетки, се намира в органели, покрити с двойна мембрана.

Като цяло, пластидите са полуавтономни органели, открити в различни организми, от растения и водорасли до морски мекотели и някои паразитни протести.

Пластидите участват в фотосинтезата, в синтеза на липиди и аминокиселини, функционират като липиден резервен сайт, са отговорни за оцветяването на плодовете и цветята и са свързани с възприемането на околната среда.

По същия начин, амилопластите участват в възприемането на гравитацията и съхраняват ключови ензими на някои метаболитни пътища.

Характеристики и структура

Амилопластите са клетъчни органели, присъстващи в зеленчуците, са източник на запаси от нишесте и нямат пигменти - като хлорофил - така че са безцветни.

Както други пластиди, амилопластите имат свой собствен геном, който кодира някои протеини в тяхната структура. Тази характеристика е отражение на неговия ендосимбиотичен произход.

Една от най-забележителните характеристики на пластидите е тяхната способност за взаимно превръщане. По-специално, амилопластите могат да бъдат превърнати в хлоропласти, така че когато корените са изложени на светлина, те получават зелен оттенък, благодарение на синтеза на хлорофил.

Хлоропластите могат да се държат по подобен начин, тъй като временно съхраняват зърна от нишесте. В амилопластите обаче резервът е дългосрочен.

Неговата структура е много проста, състояща се от двойна външна мембрана, която ги отделя от останалите цитоплазмени компоненти. Зрелите амилопласти развиват вътрешна мембранна система, в която се открива скорбяла.

обучение

Повечето амилопласти се образуват директно от протопластидия, когато се развиват резервни тъкани и се разделят чрез бинарно делене.

В ранните стадии на развитие на ендосперма, пропластидията присъства в ценоцитен ендосперм. След това започват клетъчните процеси, където пропластидията започва да акумулира гранулите от нишесте, образувайки амилопласти.

От физиологична гледна точка, процесът на диференциация на пропластиди, за да предизвика амилопласти, се появява, когато растителният хормон ауксин се замества с цитокинина, което намалява скоростта, с която се осъществява клетъчното делене, предизвиквайки натрупване от нишесте.

функции

Съхранение на скорбяла

Нишестето е сложен полимер с полукристален и неразтворим вид, продукт на обединението на D-глюкопираноза чрез гликозидни връзки. Могат да се разграничат две молекули нишесте: амилопектин и амилоза. Първият е силно разклонен, а вторият е линеен.

Полимерът се отлага под формата на овални зърна в сферокристали и в зависимост от областта, където се отлагат зърната, те могат да бъдат класифицирани като концентрични или ексцентрични зърна.

Гранулите от нишесте могат да се различават по размер, някои са приблизително 45 um, а други са по-малки, около 10 um.

Синтез на нишесте

Пластидите са отговорни за синтеза на два вида нишесте: преходен, който се произвежда през дневните часове и се съхранява временно в хлоропластите до нощта, и резервното нишесте, което се синтезира и съхранява в амилопластите. на стъбла, семена, плодове и други структури.

Съществуват разлики между наличните в амилопластите нишестени гранули по отношение на зърната, които временно се намират в хлоропластите. В последното съдържанието на амилоза е по-ниско и нишестето се подрежда в пластинкови структури.

Възприемане на тежестта

Зърната от нишесте са много по-плътни от водата и това свойство е свързано с възприемането на гравитационната сила. В хода на еволюцията на растенията тази способност на амилопластите да се движат под влиянието на гравитацията се използва за възприемането на споменатата сила.

В обобщение, амилопластите реагират на стимулирането на гравитацията чрез процеси на утаяване в посоката, в която тази сила действа, надолу. Когато пластидите влязат в контакт с цитоскелета на растението, той изпраща поредица от сигнали, така че растежът да настъпи в правилната посока.

В допълнение към цитоскелета съществуват и други структури в клетките, като вакуоли, ендоплазмения ретикулум и плазмената мембрана, които участват в усвояването на седиментационните амилопласти.

В клетките на корените усещането на гравитацията се улавя от клетките на коломела, които съдържат специализиран тип амилопласти, наречени статили.

Статолитите падат от гравитацията на дъното на клетките на columella и започват път на сигналната трансдукция, където хормонът на растежа, ауксин, се преразпределя и причинява диференциален низходящ растеж.

Метаболитни пътища

Преди това се смяташе, че функцията на амилопластите е ограничена изключително до натрупването на нишесте.

Въпреки това, последните анализи на протеина и биохимичния състав на вътрешността на тази органела са разкрили молекулен механизъм, много подобен на този на хлоропласта, който е достатъчно сложен за извършване на фотосинтетични процеси, типични за растенията.

Амилопластите на някои видове (например люцерна) съдържат ензимите, необходими за цикъла GS-GOGAT, метаболитен път, който е тясно свързан с усвояването на азота.

Името на цикъла идва от инициалите на ензимите, включени в него, глутамин синтетазата (GS) и глутаматната синтаза (GOGAT). Включва образуването на глутамин, започващ от амониев и глутамат, и синтеза на глутамин и кетоглутарат от две глутаматни молекули.

Едната е включена в амония и останалата молекула се подава към ксилемата, за да се използва от клетките. В допълнение, хлоропластите и амилопластите имат способността да осигуряват субстрати на гликолитичния път.