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Os amiloplastos são organelas presentes nas células vegetais nas quais o amido é sintetizado e armazenado. Além de fazerem parte do sistema de armazenamento de energia das plantas, essas organelas também cumprem funções essenciais para o desenvolvimento e crescimento vegetal, permitindo que a planta consiga distinguir o topo do fundo e, assim, saber onde suas raízes devem crescer e qual caminho seguir. .onde seus caules e folhas.
Os amiloplastos são um tipo particular de leucoplasto. Estes, por sua vez, são uma classe de plastos comumente encontrados em tecidos não expostos à luz solar, e que se caracterizam por não possuírem pigmento algum. Por isso, não apresentam cor quando observados ao microscópio.
Os amiloplastos são muito abundantes em diferentes tipos de plantas e em diferentes partes do tecido vegetal. Por exemplo, eles são encontrados em grandes quantidades em batatas e outros tubérculos, e também em muitas frutas.
plastídios
Como mencionado há pouco, os amiloplastos são um tipo de plastídio. Os plastídios são um grupo de organelas envolvidas por uma membrana dupla que separa seu interior do citoplasma da célula. Existem vários tipos diferentes de plastídeos que têm funções diferentes, mas todos compartilham algumas características básicas:
- Os plastídios são organelas encontradas no citoplasma das células vegetais.
- Todos os plastídeos vêm de um tipo de célula imatura chamada proplastídeo.
- Todos os plastídeos possuem uma membrana externa e um ou mais compartimentos internos, que por sua vez são circundados por uma segunda membrana. Ambos são membranas fosfolipídicas semelhantes à membrana celular.
- Os plastídeos têm seu próprio DNA e se dividem por fissão binária independentemente da célula da qual fazem parte.
tipos de plastídios
Ao amadurecer, os proplastídeos podem se tornar um dos quatro tipos diferentes de plastídeos distintos, que são:
cloroplastos
São plastídios verdes nos quais é realizada a biossíntese de glicose a partir do dióxido de carbono e da água, através da fotossíntese. Essas organelas são encontradas principalmente nas folhas das plantas e contêm o pigmento verde clorofila , que absorve a luz solar para fornecer a energia necessária para a fotossíntese.
cromoplastos
Eles são chamados assim porque são organelas que possuem cores características dos diferentes pigmentos que sintetizam e armazenam. São responsáveis pela cor das flores, frutos, raízes e alguns tipos de folhas.
gerontoplastos
Correspondem ao produto da degradação de outros plastídios, que ocorre quando a célula morre.
leucoplastos
Como mencionado anteriormente, estes são plastídios incolores e sua principal função é armazenar nutrientes para a célula. Eles podem ser encontrados principalmente em tecidos não expostos à luz (tecidos não fotossintéticos), como raízes e germes de sementes.
Existem quatro tipos diferentes de leucoplastos, dependendo do tipo de nutriente que armazenam. Alguns, chamados elaioplastos , sintetizam e armazenam ácidos graxos (lipídios ou óleos vegetais). Outros, denominados etioplastos , sintetizam e armazenam precursores de clorofila e podem se transformar em cloroplastos quando expostos à luz. Um terceiro tipo de leucoplasto é chamado de proteinoplasto e, como o nome sugere, eles armazenam proteínas. Finalmente, os amiloplastos sintetizam e armazenam amido.
Síntese e armazenamento de amido em amiloplastos
O amido é sintetizado em cloroplastos e amiloplastos através da polimerização de moléculas de glicose. Esse composto armazenador é classificado como homopolissacarídeo, pois é um polímero formado por apenas um tipo de açúcar, no caso, moléculas de glicose.
As plantas utilizam o amido como forma de armazenar o excesso de glicose produzida em períodos de luz intensa, em que a fotossíntese produz mais glicose do que a planta necessita. Dependendo de onde é armazenado, esse amido é utilizado pela planta como fonte alternativa de energia quando está no escuro ou em situações em que a fotossíntese não é viável.
O amido armazenado nos cloroplastos é transitório e representa uma fonte rápida de glicose nos momentos em que a planta não recebe luz solar suficiente. Em vez disso, o amido sintetizado nos amiloplastos é armazenado a longo prazo. É uma reserva que só é utilizada em determinadas situações, como quando uma semente está prestes a germinar.
amilose e amilopectina
O amido pode ocorrer em uma de duas formas características, amilose e amilopectina, ambas sintetizadas e armazenadas pelos amiloplastos.
A amilose consiste em uma cadeia linear (não ramificada) de moléculas de glicose ligadas umas às outras por ligações glicosídicas α1-4 (ligam o carbono 1 de uma molécula de glicose ao carbono 4 da próxima).
A amilopectina, por outro lado, é uma forma ramificada de amido. Nesse caso, as longas cadeias formadas por moléculas de glicose com ligações glicosídicas α1-4 ligam-se a outras cadeias através do carbono 6, formando assim ligações glicosídicas α1-6.
A síntese e o armazenamento do amido nos amiloplastos são particularmente importantes para os seres humanos, uma vez que grande parte do carboidrato que consumimos vem desse polissacarídeo de reserva. De fato, a amilose é um dos primeiros nutrientes a começar a ser metabolizado quando comemos, já que a saliva contém uma enzima chamada α-amilase , cuja função é quebrar as ligações glicosídicas α1-4 da amilose e da amilopectina. As ligações α1-6 são quebradas posteriormente.
Armazenamento em compartimentos internos de amiloplastos
Na maturidade, os amiloplastos formam compartimentos internos rodeados por membranas nas quais armazenam o amido na forma de grânulos. O número e o tamanho desses grânulos dependem tanto da espécie vegetal quanto do tecido particular envolvido. Algumas células contêm amiloplastos com vários grânulos internos, enquanto outras contêm um único grânulo esférico grande.
Os grânulos são constituídos por uma combinação altamente ordenada de amilose e amilopectina, e o tamanho do grânulo é determinado principalmente pela quantidade de amido que a planta armazena. Em alguns casos, os grânulos podem tornar-se muito compactos e densos, tornando os amiloplastos que os contêm mais densos do que o citosol no qual estão suspensos. Essa diferença de densidade tem implicações importantes relacionadas à direção de crescimento de caules e raízes, como será visto a seguir.
Amiloplastos e gravitropismo
Conforme mencionado no início, além de estarem envolvidos na síntese e armazenamento de amido, os amiloplastos também desempenham um papel essencial em como as plantas percebem a gravidade. Isso permite que as plantas cresçam na direção correta, com as raízes voltadas para baixo e os brotos voltados para cima. Essa capacidade de sentir a força da gravidade e crescer paralelamente a ela é chamada de gravitropismo.
O gravitropismo ocorre de maneira diferente em diferentes tipos de tecido, porque os tecidos da parte aérea e da raiz devem crescer em direções opostas. Nos caules, o gravitropismo se manifesta nas células endodérmicas dos brotos e faz com que cresçam no sentido contrário à gravidade (gravitropismo negativo), enquanto nas raízes se manifesta na ponta de cada raiz, fazendo com que cresçam para baixo . , na mesma direção da gravidade (gravitropismo positivo).
Esses tecidos contêm estatócitos (células especializadas que detectam a gravidade), que contêm uma classe especial de amiloplastos chamados estatólitos. Esses estatólitos são caracterizados por acumular grânulos de amido muito compactos e densos , tornando-os (para os estatócitos) mais densos que o citosol. Devido a essa diferença de densidade, esses amiloplastos sempre tendem a se mover para baixo, acumulando-se no fundo da célula, independentemente de sua orientação.
Mecanismo de gravitropismo mediado por amiloplastos
Quando uma célula é movida ou girada, os amiloplastos não estão mais no fundo, então eles começam a sedimentar em direção ao novo fundo devido à sua maior densidade. No caminho, eles entram em contato com o retículo endoplasmático, o que desencadeia uma série de processos que incluem a liberação de cálcio do retículo endoplasmático e a liberação de um hormônio chamado IAA (que é uma auxina) no fundo do retículo endoplasmático retículo.
Este processo é o mesmo para caules e raízes. No entanto, o efeito do hormônio IAA é oposto em ambos os casos. Nos brotos do caule, o hormônio IAA tem o efeito de estimular o alongamento e o crescimento celular. Assim, as células que estão abaixo dos estatócitos são estimuladas, se alongam e se reproduzem, empurrando o broto para cima.
Nas células da raiz, o efeito do hormônio é exatamente o oposto. O IAA nessas células inibe o crescimento em vez de estimulá-lo. Portanto, as células abaixo dos estatócitos (e que recebem a descarga do hormônio IAA) não crescem enquanto as acima crescem normalmente, empurrando a ponta da raiz para baixo.
Ainda há detalhes do processo de síntese e armazenamento do amido nos amiloplastos, bem como do gravitropismo, que ainda não foram esclarecidos. No entanto, está claro que os amiloplastos são organelas de grande importância.
Referências
Nelson, D.L., Cox, M.M. (2013). Lehninger-Princípios de bioquímica. (6ª edição). 818-821. W. H. Freeman and Company. Nova Iorque
Clark, MA, Choi, J. & Douglas, M. (2018). Biologia 2e . 938-939. OpenStax. Huston. Disponível em https://openstax.org/details/books/biology-2e
