Tabla de Contenidos
Amyloplastit ovat kasvisoluissa olevia organelleja, joissa tärkkelys syntetisoidaan ja varastoituu. Sen lisäksi, että nämä organellit ovat osa kasvien energian varastointijärjestelmää, ne täyttävät myös kasvien kehityksen ja kasvun kannalta olennaisia tehtäviä, koska ne pystyvät erottamaan yläosan pohjasta ja siten tietämään, missä sen juurten tulisi kasvaa ja mihin suuntaan mennä. missä niiden varret ja lehdet.
Amyloplastit ovat erityinen leukoplastityyppi. Nämä puolestaan ovat plastidiluokka, jota esiintyy yleisesti kudoksissa, jotka eivät ole alttiina auringonvalolle ja joille on ominaista se, että niissä ei ole pigmenttiä. Tästä syystä ne eivät näytä väriä mikroskoopilla tarkasteltuna.
Amyloplasteja on runsaasti erityyppisissä kasveissa ja eri kasvikudoksen osissa. Niitä löytyy suuria määriä esimerkiksi perunoissa ja muissa mukuloissa ja myös monissa hedelmissä.
plastidit
Kuten hetki sitten mainittiin, amyloplastit ovat eräänlainen plastidi. Plastidit ovat ryhmä organelleja, joita ympäröi kaksoiskalvo, joka erottaa niiden sisäosan solun sytoplasmasta. On olemassa useita erilaisia plastideja, joilla on erilaiset toiminnot, mutta niillä kaikilla on joitain yhteisiä perusominaisuuksia:
- Plastidit ovat organelleja, joita löytyy kasvisolujen sytoplasmasta.
- Kaikki plastidit ovat peräisin eräänlaisesta epäkypsästä solusta, jota kutsutaan proplastidiksi.
- Kaikilla plastideilla on ulkokalvo ja yksi tai useampi sisäinen osasto, joita vuorostaan ympäröi toinen kalvo. Molemmat ovat fosfolipidikalvoja, jotka ovat samanlaisia kuin solukalvo.
- Plastideilla on oma DNA ja ne jakautuvat binäärifissiolla riippumatta solusta, jonka osa ne ovat.
plastidien tyypit
Kypsyessään proplastideista voi tulla yksi neljästä erilaisesta plastidista, jotka ovat:
kloroplastit
Ne ovat vihreitä plastideja, joissa glukoosin biosynteesi tapahtuu hiilidioksidista ja vedestä fotosynteesin kautta. Näitä organelleja löytyy pääasiassa kasvien lehdistä ja ne sisältävät vihreää pigmenttiä klorofylliä , joka imee auringonvaloa ja tuottaa fotosynteesiin tarvittavan energian.
kromoplastit
Niitä kutsutaan näin, koska ne ovat organelleja, joilla on tyypillisiä värejä eri pigmenteistä, joita ne syntetisoivat ja varastoivat. Ne ovat vastuussa kukkien, hedelmien, juurien ja joidenkin lehtien väristä.
gerontoplastit
Ne vastaavat muiden plastidien hajoamisen tuotetta, joka tapahtuu solun kuollessa.
leukoplastit
Kuten aiemmin mainittiin, nämä ovat värittömiä plastideja ja niiden päätehtävä on varastoida ravintoaineita solulle. Niitä löytyy pääasiassa kudoksista, jotka eivät ole alttiina valolle (ei-fotosynteettiset kudokset), kuten juurissa ja siemenalkioissa.
Leukoplasteja on neljää eri tyyppiä riippuen niistä varastoituista ravintoainetyypeistä. Jotkut, joita kutsutaan elaioplasteiksi , syntetisoivat ja varastoivat rasvahappoja (lipidejä tai kasviöljyjä). Toiset, joita kutsutaan etioplasteiksi , syntetisoivat ja varastoivat klorofyllin esiasteita ja voivat kehittyä kloroplasteiksi altistuessaan valolle. Kolmannen tyyppistä leukoplastia kutsutaan proteinoplastiksi , ja kuten nimestä voi päätellä, ne varastoivat proteiinia. Lopuksi amyloplastit syntetisoivat ja varastoivat tärkkelystä.
Tärkkelyksen synteesi ja varastointi amyloplasteissa
Tärkkelystä syntetisoidaan sekä kloroplasteissa että amyloplasteissa glukoosimolekyylien polymeroinnin kautta. Tämä varastoyhdiste luokitellaan homopolysakkaridiksi, koska se on polymeeri, joka koostuu vain yhdestä sokerityypistä, tässä tapauksessa glukoosimolekyyleistä.
Kasvit käyttävät tärkkelystä keinona varastoida ylimääräistä glukoosia, joka syntyy voimakkaan valon aikana, jolloin fotosynteesi tuottaa enemmän glukoosia kuin kasvi tarvitsee. Säilytyspaikasta riippuen kasvi käyttää tätä tärkkelystä vaihtoehtoisena energialähteenä pimeässä tai tilanteissa, joissa fotosynteesi ei ole mahdollista.
Kloroplasteihin varastoitunut tärkkelys on ohimenevää ja on nopea glukoosin lähde silloin, kun kasvi ei saa tarpeeksi auringonvaloa. Sen sijaan amyloplasteissa syntetisoitunut tärkkelys varastoidaan pitkäksi aikaa. Se on reservi, jota käytetään vain tietyissä tilanteissa, esimerkiksi kun siemen on itämässä.
amyloosi ja amylopektiini
Tärkkelys voi esiintyä toisessa kahdesta ominaisesta muodosta, amyloosista ja amylopektiinistä, jotka molemmat syntetisoituvat ja varastoivat amyloplastien toimesta.
Amyloosi koostuu lineaarisesta (haarautumattomasta) glukoosimolekyylien ketjusta, jotka on liitetty toisiinsa α1-4 glykosidisidoksella (yhden glukoosimolekyylin hiili 1 kytketään seuraavan hiileen 4).
Amylopektiini puolestaan on tärkkelyksen haarautunut muoto. Tässä tapauksessa a1-4-glykosidisia sidoksia sisältävien glukoosimolekyylien muodostamat pitkät ketjut kytkeytyvät muihin ketjuihin hiili 6:n kautta, jolloin muodostuu α1-6-glykosidisidoksia.
Tärkkelyksen synteesi ja varastointi amyloplasteissa on erityisen tärkeää ihmisille, koska suuri osa kuluttamastamme hiilihydraatista tulee tästä varapolysakkaridista. Itse asiassa amyloosi on yksi ensimmäisistä ravintoaineista, jotka alkavat metaboloitua syödessämme, koska sylki sisältää entsyymiä nimeltä α-amylaasi , jonka tehtävänä on hajottaa amyloosin ja amylopektiinin α1-4-glykosidisidoksia. α1-6-sidokset hajoavat myöhemmin.
Säilytys amyloplastien sisäosastoissa
Kypsyessään amyloplastit muodostavat sisäisiä osastoja, joita ympäröivät kalvot, joihin ne varastoivat tärkkelystä rakeiden muodossa. Näiden rakeiden lukumäärä ja koko riippuvat sekä kasvilajista että kyseisestä kudoksesta. Jotkut solut sisältävät amyloplasteja, joissa on useita sisäisiä rakeita, kun taas toiset sisältävät yhden suuren, pallomaisen rakeen.
Rakeet koostuvat erittäin järjestäytyneestä amyloosin ja amylopektiinin yhdistelmästä, ja rakeiden koon määrää pääasiassa kasvin varastoima tärkkelysmäärä. Joissakin tapauksissa rakeista voi tulla hyvin kompakteja ja tiheitä, jolloin niitä sisältävät amyloplastit ovat tiheämpiä kuin sytosoli, johon ne ovat suspendoituneet. Tällä tiheyden erolla on tärkeitä seurauksia varsien ja juurien kasvusuunnassa, kuten jäljempänä nähdään.
Amyloplastit ja gravitropismi
Kuten alussa mainittiin, tärkkelyksen synteesiin ja varastointiin osallistumisen lisäksi amyloplasteilla on myös olennainen rooli siinä, kuinka kasvit havaitsevat painovoiman. Näin kasvit voivat kasvaa oikeaan suuntaan, juuret alaspäin ja versot ylöspäin. Tätä kykyä aistia painovoima ja kasvaa sen rinnalla kutsutaan gravitropismiksi.
Gravitropismia esiintyy eri tavalla eri kudostyypeissä, koska verso- ja juurikudosten täytyy kasvaa vastakkaisiin suuntiin. Varsissa gravitropismi ilmenee versojen endodermaalisissa soluissa ja saa ne kasvamaan painovoimaa vastakkaiseen suuntaan (negatiivinen gravitropismi), kun taas juurissa se ilmenee jokaisen juuren kärjessä, jolloin ne kasvavat alaspäin ., samaan painovoiman suuntaan (positiivinen gravitropismi).
Nämä kudokset sisältävät statosyyttejä (erikoistuneita soluja, jotka havaitsevat painovoiman), jotka sisältävät erityisen luokan amyloplasteja, joita kutsutaan statoliiteiksi. Näille statoliiteille on ominaista kerääntyvät erittäin kompaktit ja tiheät tärkkelysjyväset , mikä tekee niistä (statosyyteille) tiheämpiä kuin sytosoli. Tästä tiheyserosta johtuen näillä amyloplasteilla on aina taipumus liikkua alaspäin, kerääntyen solun pohjalle riippumatta sen suunnasta.
Amyloplastivälitteinen gravitropismin mekanismi
Kun solua liikutetaan tai pyöritetään, amyloplastit eivät enää ole pohjassa, joten ne alkavat sedimentoitua kohti uutta pohjaa suuremman tiheytensä vuoksi. Matkallaan ne joutuvat kosketuksiin endoplasmisen retikulumin kanssa, mikä käynnistää joukon prosesseja, joihin kuuluu kalsiumin vapautuminen endoplasmisesta retikulumista ja IAA-hormonin (joka on auksiini) vapautuminen endoplasman pohjassa. verkkosolu.
Tämä prosessi on sama sekä varrelle että juurille. IAA-hormonin vaikutus on kuitenkin päinvastainen molemmissa tapauksissa. Varren silmuissa IAA-hormoni stimuloi solujen pidentymistä ja kasvua. Siten statosyyttien alapuolella olevat solut stimuloituvat, pidentyvät ja lisääntyvät työntäen silmua ylöspäin.
Juurisoluissa hormonin vaikutus on juuri päinvastainen. Näiden solujen IAA pikemminkin estää kasvua kuin stimuloi sitä. Siksi statosyyttien alapuolella (ja IAA-hormonivuotoa vastaanottavat) solut eivät kasva, kun taas niiden yläpuolella olevat solut kasvavat normaalisti työntäen juuren kärkeä alaspäin.
Tärkkelyksen synteesi- ja varastointiprosessista amyloplasteissa sekä gravitropismista on vielä yksityiskohtia, joita ei ole vielä selvitetty. On kuitenkin selvää, että amyloplastit ovat erittäin tärkeitä organelleja.
Viitteet
Nelson, D.L., Cox, M.M. (2013). Lehninger-Biokemian periaatteet. (6. painos). 818-821. W. H. Freeman and Company. New York
Clark, MA, Choi, J. & Douglas, M. (2018). Biologia 2e . 938-939. OpenStax. Huston. Saatavilla osoitteessa https://openstax.org/details/books/biology-2e