AMILOPLASTI: KARAKTERISTIKE, FUNKCIJE, STRUKTURA - BIOLOGIJA - 2025

U amyloplasts su vrsta specijaliziranih plastida škroba skladištenja i nalaze se u visokim udjelima u nonphotosynthetic pohranu tkiva kao što su endosperma u sjemenkama i gomolja.

Kako je potpuna sinteza škroba ograničena na plastide, mora postojati fizička struktura koja će služiti kao rezervno mjesto za ovaj polimer. U stvari, sav škrob koji se nalazi u biljnim stanicama nalazi se u organelama prekrivenim dvostrukom membranom.

Izvor: pixabay.com

Općenito, plastidi su poluautonomne organele koje se nalaze u različitim organizmima, od biljaka i algi do morskih mekušaca i nekih parazitskih proteista.

Plastidi sudjeluju u fotosintezi, u sintezi lipida i aminokiselina, djeluju kao rezervno mjesto lipida, odgovorni su za bojanje plodova i cvijeća i vezani su za percepciju okoliša.

Isto tako, amiloplasti sudjeluju u percepciji gravitacije i pohranjuju ključne enzime nekih metaboličkih putova.

Karakteristike i struktura

Amiloplasti su stanične orgenele prisutne u biljkama, rezervni su izvor škroba i nemaju pigmente - poput klorofila - pa su bezbojni.

Kao i drugi plastidi, amiloplasti imaju svoj genom, koji kodira neke proteine ​​u njihovoj strukturi. Ovo svojstvo je odraz njegovog endosimbiotskog podrijetla.

Jedna od najistaknutijih karakteristika plastida je njihova međusobna konverzija. Točnije, amiloplasti mogu postati kloroplasti, pa kad su korijeni izloženi svjetlu, dobivaju zelenkastu nijansu, zahvaljujući sintezi klorofila.

Kloroplasti se mogu ponašati na sličan način, privremeno čuvajući zrna škroba. Međutim, kod amiloplasta rezerva je dugoročna.

Njihova je struktura vrlo jednostavna, sastoje se od dvostruke vanjske membrane koja ih odvaja od ostatka citoplazmatskih komponenti. Zreli amiloplasti razvijaju unutarnji membranski sustav u kojem se nalazi škrob.

Autor Aibdescalzo, putem Wikimedia Commons

Trening

Većina amiloplasta nastaje izravno iz protoplastida kada se rezervno tkivo razvija i dijeli binarnom fisijom.

U ranim fazama razvoja endosperma proplastidija je prisutna u koenocitnom endospermu. Tada započinju procesi celularizacije, gdje proplastidije počinju akumulirati granule škroba, stvarajući tako amiloplaste.

S fiziološkog stajališta, proces diferencijacije proplastidija da bi se stvorili amiloplasti događa se kada biljni hormon auksin zamijeni citokininom, što smanjuje brzinu kojom dolazi do diobe stanica, izazivajući akumulaciju škroba.

Značajke

Skladištenje škroba

Škrob je složen polimer polukristalnog i netopljivog izgleda, proizvod spoja D-glukopiranoze pomoću glukozidnih veza. Mogu se razlikovati dvije molekule škroba: amilopektin i amiloza. Prva je visoko razgranata, dok je druga linearna.

Polimer se taloži u obliku ovalnih zrna u sferokristalima, a ovisno o regiji u kojoj su zrna položena, može ih se svrstati u koncentrična ili ekscentrična zrna.

Zrnce škroba mogu varirati u veličini, neke se približavaju 45 um, a druge su manje, oko 10 um.

Sinteza škroba

Plastide su odgovorne za sintezu dvije vrste škroba: prolaznog, koji se proizvodi tijekom dnevnog vremena i privremeno se čuva u kloroplastima do noći, te rezervnog škroba, koji se sintetizira i skladišti u amiloplastima. stabljike, sjemenki, plodova i drugih struktura.

Postoje razlike između granula škroba prisutnih u amiloplastima u odnosu na zrna koja se prolazno nalaze u kloroplastima. U potonjem je sadržaj amiloze niži i škrob raspoređen u strukture slične pločama.

Percepcija gravitacije

Zrna škroba mnogo su gušća od vode i to je svojstvo povezano s percipiranjem gravitacijske sile. Tijekom evolucije biljaka, ova sposobnost amiloplasta da se kreće pod utjecajem gravitacije iskorištavana je za percepciju ove sile.

Ukratko, amiloplasti reagiraju na stimulaciju gravitacije procesima sedimentacije u smjeru u kojem ta sila djeluje, prema dolje. Kad plastidi dođu u kontakt s biljnim citoskeletom, on šalje niz signala da se rast odvija u pravom smjeru.

Pored citoskeleta, u stanicama postoje i druge strukture, poput vakuola, endoplazmatskog retikuluma i plazma membrane, koji sudjeluju u prihvaćanju sedimentirajućih amiloplasta.

U stanicama korijena osjet gravitacije zahvaćaju stanice kolomele, koje sadrže specijalizirani tip amiloplasta koji se naziva statolit.

Statoliti padaju pod silom gravitacije na dno stanica kolumele i pokreću put transdukcije signala u kojem se hormon rasta, auksin, redistribuira i uzrokuje različit rast prema dolje.

Metabolički putevi

Prije se smatralo da je funkcija amiloplasta ograničena isključivo na nakupljanje škroba.

No, nedavna analiza proteina i biokemijskog sastava unutrašnjosti ovog organele otkrila je molekularnu mašineriju prilično sličnu onoj kloroplasta, koja je dovoljno složena za provođenje tipičnih fotosintetskih procesa biljaka.

Amiloplasti nekih vrsta (poput lucerke, na primjer) sadrže enzime potrebne za nastanak ciklusa GS-GOGAT, metabolički put usko povezan s asimilacijom dušika.

Naziv ciklusa dolazi od inicijala enzima koji u njemu sudjeluju, glutamin sintetaze (GS) i glutamat sintaze (GOGAT). Uključuje stvaranje glutamina iz amonijaka i glutamata i sintezu glutamina i ketoglutarata iz dvije molekule glutamata.

Jedna je ugrađena u amonij, a preostala molekula odvedena je u ksilem koji će stanice koristiti. Osim toga, kloroplasti i amiloplasti imaju sposobnost pružanja supstrata glikolitičkom putu.

Reference

1. Cooper GM (2000). Stanica: Molekularni pristup. 2. izdanje Sinauer Associates. Kloroplasti i drugi plastidi. Dostupno na: ncbi.nlm.nih.gov
2. Grajales, O. (2005). Bilješke o biokemiji biljaka. Osnove za njegovu fiziološku primjenu. UNAM.
3. Pyke, K. (2009). Plastidna biologija. Cambridge University Press.
4. Raven, PH, Evert, RF i Eichhorn, SE (1992). Biologija biljaka (svezak 2). Preokrenuo sam se.
5. Rose, RJ (2016). Molekularna stanična biologija rasta i diferencijacije biljnih stanica. CRC Press.
6. Taiz, L., i Zeiger, E. (2007). Fiziologija biljaka. Sveučilište Jaume I.