PLASTOS: KARAKTERISTIKE, STRUKTURA I VRSTE - BIOLOGIJA - 2025

U plastida ili plastidiosson skupina orgánulas semiautonomous stanica s različitim funkcijama. Nalaze se u stanicama algi, mahovine, paprati, teretanospermi i angiospermi. Najistaknutiji plastid je kloroplast, odgovoran za fotosintezu u biljnim stanicama.

Prema njihovoj morfologiji i funkciji, postoji velika raznolikost plastida: između ostalih, kromoplasti, leukoplasti, amiloplasti, etioplasti, oleoplasti. Kromoplasti su specijalizirani za skladištenje karotenoidnih pigmenata, amiloplasti u kojima se nalazi škrob, a plastidi koji rastu u mraku nazivaju se etioplasti.

Iznenađujuće su zabilježeni plastidi u nekim parazitskim crvima i u nekim morskim mekušacima.

Opće karakteristike

Plastidi su organele prisutne u biljnim stanicama prekrivenim dvostrukom lipidnom membranom. Imaju vlastiti genom, što je posljedica njihovog endosimbiotskog podrijetla.

Pretpostavlja se da je prije 1,5 milijardi godina protoeukariotska stanica progutala fotosintetsku bakteriju, stvarajući eukariotsku lozu.

Evolucijski se mogu razlikovati tri crte plastide: glaukofiti, rodovi crvenih algi (rodoplasti) i rodovi zelenih algi (kloroplasti). Zelena loza dala je plodine iz algi i biljaka.

Genetski materijal ima 120 do 160 kb - u višim biljkama - i organiziran je u zatvorenu i kružnu molekulu dvopojasne DNA.

Jedna od najupečatljivijih karakteristika ovih organela je njihova sposobnost međusobnog pretvaranja. Ova promjena događa se zahvaljujući prisutnosti molekularnih i okolišnih podražaja. Na primjer, kad etioplast primi sunčevu svjetlost, on sintetizira klorofil i postaje kloroplast.

Osim fotosinteze, plastidi ispunjavaju i različite funkcije: sintezu lipida i aminokiselina, skladištenje lipida i škroba, funkcioniranje stomaka, bojanje biljnih struktura poput cvijeća i plodova i percepciju gravitacije.

Struktura

Svi plastidi okruženi su dvostrukom lipidnom membranom, a unutar njih se nalaze male membranske strukture nazvane tilakoidi, koje se u određenim vrstama plastide mogu znatno proširiti.

Struktura ovisi o vrsti plastida, a svaka će se varijanta detaljno opisati u sljedećem odjeljku.

vrste

Postoji niz plastida koje ispunjavaju različite funkcije u biljnim stanicama. Međutim, granica između svake vrste plastida nije vrlo jasna, jer postoji značajna interakcija između struktura i postoji mogućnost međusobne konverzije.

Slično je, uspoređujući različite tipove stanica, utvrđeno da populacija plastida nije homogena. Među osnovnim vrstama plastida koje se nalaze u višim biljkama su sljedeće:

Proplastids

To su plastidi koji se još nisu diferencirali i odgovorni su za podrijetlo svih vrsta plastida. Nalaze se u meristemima biljaka, kako u korijenju tako i u stabljici. Također su u embriju i drugim mladim tkivima.

Oni su male građe, duge jedan ili dva mikrometra i ne sadrže nikakav pigment. Imaju tilakoidnu membranu i vlastite ribosome. U sjemenkama proplastidija sadrži zrno škroba koji su važan rezervni izvor zametaka.

Broj proplastidija po stanici je varijabilan, a između 10 i 20 tih struktura se može naći.

Raspodjela proplastidija u procesu stanične diobe je bitna za pravilno funkcioniranje meristema ili određenog organa. Kada se dogodi nejednaka segregacija i stanica ne primi plastide, ona je predodređena za brzu smrt.

Stoga je strategija da se osigura ravnomjerna podjela plastida na kćerne stanice homogena raspodjela u staničnoj citoplazmi.

Isto tako, proplastidiju moraju naslijediti potomci i biti prisutni u stvaranju gameta.

kloroplasta

Kloroplasti su najistaknutiji i najvidljiviji plastidi biljnih stanica. Oblik je ovalnog ili sferoidnog oblika, a broj obično varira između 10 i 100 kloroplasta po stanici, iako može doseći 200.

Dužine su 5 do 10 µm i širine 2 do 5 µm. Smješteni su uglavnom u lišću biljaka, iako mogu biti prisutni u stabljikama, peteljkama, nezrelim laticama, među ostalim.

Kloroplasti se razvijaju u biljnim strukturama koje nisu pod zemljom, od proplastidija. Najočitija promjena je proizvodnja pigmenata kako bi poprimila karakterističnu zelenu boju ove organele.

Kao i drugi plastidi, okruženi su dvostrukom membranom, a unutar njih ima treći membranski sustav, tilakoidi, ugrađeni u stromu.

Thylakoidi su strukture u obliku diska, složene u zrno. Na taj se način kloroplast može strukturno podijeliti u tri odjeljka: prostor između membrana, stroma i lumen tilakoida.

Kao i u mitohondrijama, nasljeđivanje kloroplasta od roditelja do djece događa jedan od roditelja (uniparentalno) i oni imaju vlastiti genetski materijal.

Značajke

U kloroplastima se događa fotosintetski postupak koji biljkama omogućuje hvatanje svjetlosti od sunca i pretvaranje u organske molekule. Zapravo su kloroplasti jedini plastidi s fotosintetskim mogućnostima.

Taj proces započinje u tilakoidnim membranama svjetlosnom fazom, u kojoj su enzimski kompleksi i proteini potrebni za taj proces usidreni. Završna faza fotosinteze, odnosno tamna faza, javlja se u stromi.

Amyloplasts

Amiloplasti su specijalizirani za skladištenje škrobnih zrna. Nalaze se uglavnom u rezervnim tkivima biljaka, poput endosperma u sjemenu i gomolju.

Većina amiloplasta nastaje izravno iz protoplasta tijekom razvoja organizma. Eksperimentalno, stvaranje amiloplasta je postignuto zamjenom fitohormona auksina citokininima, uzrokujući smanjenje diobe stanica i induciranje akumulacije škroba.

Ti su plastidi rezervoari za najrazličitije enzime, slični kloroplastima, iako nemaju klorofil i fotosintetsku mašinu.

Percepcija gravitacije

Amiloplasti su povezani s odgovorom na osjećaj gravitacije. U korijenima se osjećaj gravitacije percipira stanicama kolumela.

U toj su strukturi statoliti koji su specijalizirani amiloplasti. Ti se organeli nalaze na dnu stanica kolumela, što ukazuje na osjećaj gravitacije.

Položaj statolita pokreće niz signala koji dovode do preraspodjele hormona auksina, uzrokujući rast strukture u korist gravitacije.

Škrobne granule

Škrob je netopljivi polukristalni polimer sastavljen od ponavljajućih glukoznih jedinica, stvarajući dvije vrste molekula, amilopeptin i amilozu.

Amilopeptin ima razgranatu strukturu, dok je amiloza linearni polimer i oni se akumuliraju u većini slučajeva u omjeru 70% amilopeptina i 30% amiloze.

Zrnca škroba imaju prilično organiziranu strukturu, koja se odnose na lance amilopeptina.

U amiloplastima koji su proučavani iz endosperma žitarica, granule se mijenjaju u promjeru od 1 do 100 um, te se mogu razlikovati između velikih i malih granula koje se obično sintetiziraju u različitim amiloplastima.

kromoplast

Kromoplasti su visoko heterogene plastide koje pohranjuju različite pigmente u cvijeće, voće i druge pigmentirane strukture. Također, postoje određene vakuole u stanicama koje mogu pohranjivati ​​pigmente.

Kod angiosperma je potrebno uspostaviti neki mehanizam za privlačenje životinja odgovornih za oprašivanje; iz tog razloga, prirodna selekcija pogoduje nakupljanju svijetlih i atraktivnih pigmenata u nekim biljnim strukturama.

Općenito, kromoplasti se razvijaju iz kloroplasta tijekom procesa zrenja voća, pri čemu zeleni plod vremenom poprima karakterističnu boju. Na primjer, nezrela rajčica je zelena, a kada je zrela, svijetlo je crvena.

Glavni pigmenti koji se akumuliraju u kromoplastima su karotenoidi, koji su promjenjivi i mogu predstaviti različite boje. Karoteni su narančasti, likopen crveni, a zeaksantin i violaksantin žuti.

Konačno bojanje struktura definirano je kombinacijama spomenutih pigmenata.

Oleoplasts

Plastidi su također sposobni pohraniti molekule lipidne ili proteinske naravi. Oleoplasti su u stanju pohraniti lipide u posebnim tijelima koja se nazivaju plastoglobuli.

Pronađene su cvjetne antene i njihov se sadržaj oslobađa na zidu peludnog zrna. Također su vrlo česte u određenim vrstama kaktusa.

Uz to, oleoplasti imaju različite proteine ​​poput fibrilina i enzima koji se odnose na metabolizam izoprenoida.

Leukoplasts

Leukoplasti su plastide lišene pigmenata. Slijedom ove definicije, amiloplasti, oleoplasti i proteinoplasti mogu se klasificirati kao inačice leukoplasta.

Leukoplasti se nalaze u većini biljnih tkiva. Nemaju vidljivu tilakoidnu membranu i imaju malo plazmičnih globusa.

Oni imaju metaboličke funkcije u korijenu, gdje nakupljaju značajne količine škroba.

Gerontoplasts

Kad biljka ostari, dolazi do pretvorbe kloroplasta u gerontoplaste. Tijekom procesa senescencije ruši se tilakoidna membrana, nakupljaju se globusi u plazmi i klorofil se raspada.

Ethioplasts

Kada biljke rastu u uvjetima slabog osvjetljenja, kloroplasti se ne razvijaju pravilno i formirani plastid naziva se etioplast.

Etioplasti sadrže škrobna zrna i nemaju široko razvijenu tilakoidnu membranu kao u zrelim kloroplastima. Ako se uvjeti promijene i ima dovoljno svjetla, etioplasti se mogu razviti u kloroplaste.

Reference

1. Biswal, UC, i Raval, MK (2003). Biogeneza kloroplasta: od proplastida do gerontoplasta. Springer Science & Business Media.
2. Cooper, GM (2000). Stanica: Molekularni pristup. 2. izdanje Sunderland (MA): Sinauer Associates. Kloroplasti i drugi plastidi. Dostupno na: ncbi.nlm.nih.gov
3. Gould, SB, Waller, RF i McFadden, GI (2008). Plastidna evolucija. Godišnji pregled biljne biologije, 59, 491–517.
4. Lopez - Juez, E., i Pyke, KA (2004). Plastidi su se oslobodili: njihov razvoj i integracija u razvoj biljaka. Međunarodni časopis za razvojnu biologiju, 49 (5–6), 557–577.
5. Pyke, K. (2009). Plastidna biologija. Cambridge University Press.
6. Pyke, K. (2010). Podjela Plastida. AoB biljke, plq016.
7. Wise, RR (2007). Raznolikost oblika i funkcija plastida. U strukturi i funkciji plastida (str. 3–26). Springer, Dordrecht.