Tabla de Contenidos
Amiloplastele sunt organite prezente în celulele plantelor în care amidonul este sintetizat și depozitat. Pe lângă faptul că fac parte din sistemul de stocare a energiei al plantelor, aceste organele îndeplinesc și funcții esențiale pentru dezvoltarea și creșterea plantelor, permițând plantei să poată distinge partea de sus de jos și, astfel, să știe unde ar trebui să crească rădăcinile și în ce direcție trebuie să meargă. unde tulpinile și frunzele lor.
Amiloplastele sunt un tip special de leucoplast. Acestea, la rândul lor, sunt o clasă de plastide întâlnite în mod obișnuit în țesuturile care nu sunt expuse la lumina soarelui și care se caracterizează prin lipsa de pigment. Din acest motiv, ele nu prezintă nicio culoare atunci când sunt observate la microscop.
Amiloplastele sunt foarte abundente în diferite tipuri de plante și în diferite părți ale țesutului vegetal. De exemplu, se găsesc în cantități mari în cartofi și alți tuberculi, precum și în multe fructe.
plastide
După cum am menționat cu un moment în urmă, amiloplastele sunt un tip de plastidă. Plastidele sunt un grup de organite care sunt înconjurate de o membrană dublă care separă interiorul lor de citoplasma celulei. Există mai multe tipuri diferite de plastide care au funcții diferite, dar toate au câteva caracteristici de bază:
- Plastidele sunt organite care se găsesc în citoplasma celulelor plantelor.
- Toate plastidele provin dintr-un tip de celulă imatură numită proplastidă.
- Toate plastidele au o membrană exterioară și unul sau mai multe compartimente interne, care sunt la rândul lor înconjurate de o a doua membrană. Ambele sunt membrane fosfolipide asemănătoare cu membrana celulară.
- Plastidele au propriul lor ADN și se divid prin fisiune binară independent de celula din care fac parte.
tipuri de plastide
La maturizare, proplastidele pot deveni unul dintre cele patru tipuri diferite de plastide distincte, care sunt:
cloroplaste
Sunt plastide verzi în care se realizează biosinteza glucozei din dioxid de carbon și apă, prin fotosinteză. Aceste organite se găsesc în principal în frunzele plantelor și conțin pigmentul verde clorofilă , care absoarbe lumina soarelui pentru a furniza energia necesară pentru fotosinteză.
cromoplaste
Se numesc astfel deoarece sunt organite care au culori caracteristice din diferiții pigmenți pe care îi sintetizează și depozitează. Sunt responsabili de culoarea florilor, fructelor, rădăcinilor și a unor tipuri de frunze.
gerontoplaste
Ele corespund produsului degradării altor plastide, care apare atunci când celula moare.
leucoplaste
După cum am menționat anterior, acestea sunt plastide incolore și funcția lor principală este de a stoca nutrienți pentru celulă. Ele pot fi găsite în principal în țesuturile care nu sunt expuse la lumină (țesuturi non-fotosintetice), cum ar fi rădăcinile și germenii semințelor.
Există patru tipuri diferite de leucoplaste, în funcție de tipul de nutrient pe care îl depozitează. Unele, numite elaioplaste , sintetizează și stochează acizi grași (lipide sau uleiuri vegetale). Altele, denumite etioplaste , sintetizează și stochează precursori de clorofilă și se pot transforma în cloroplaste la expunerea la lumină. Un al treilea tip de leucoplast se numește proteinoplast și, după cum sugerează și numele, acestea stochează proteine. În cele din urmă, amiloplastele sintetizează și stochează amidonul.
Sinteza amidonului și depozitarea în amiloplaste
Amidonul este sintetizat atât în cloroplaste, cât și în amiloplaste prin polimerizarea moleculelor de glucoză. Acest compus de depozitare este clasificat drept homopolizaharid, deoarece este un polimer format dintr-un singur tip de zahăr, în acest caz, molecule de glucoză.
Plantele folosesc amidonul ca o modalitate de a stoca excesul de glucoză produs în perioadele de lumină intensă, în care fotosinteza produce mai multă glucoză decât are nevoie planta. În funcție de locul în care este depozitat, acest amidon este folosit de plantă ca sursă alternativă de energie atunci când se află în întuneric sau în situațiile în care fotosinteza nu este fezabilă.
Amidonul depozitat în cloroplaste este tranzitoriu și reprezintă o sursă rapidă de glucoză în momentele în care planta nu primește suficientă lumină solară. În schimb, amidonul sintetizat în amiloplaste este stocat pe termen lung. Este o rezervă care se folosește doar în anumite situații, cum ar fi atunci când o sămânță este pe cale să germineze.
amiloza si amilopectina
Amidonul poate apărea în una dintre cele două forme caracteristice, amiloză și amilopectină, ambele sintetizate și stocate de amiloplaste.
Amiloza constă dintr-un lanț liniar (neramificat) de molecule de glucoză legate între ele prin legături glicozidice α1-4 (leagă carbonul 1 al unei molecule de glucoză cu carbonul 4 al următoarei).
Amilopectina, pe de altă parte, este o formă ramificată de amidon. În acest caz, lanțurile lungi formate din molecule de glucoză cu legături glicozidice α1-4 sunt legate de alte lanțuri prin carbonul 6, formând astfel legături glicozidice α1-6.
Sinteza amidonului și depozitarea în amiloplaste este deosebit de importantă pentru oameni, deoarece o mare parte din carbohidrații pe care îi consumăm provin din această polizaharidă de rezervă. De fapt, amiloza este unul dintre primii nutrienți care începe să fie metabolizați atunci când mâncăm, deoarece saliva conține o enzimă numită α-amilază a cărei funcție este de a descompune legăturile glicozidice α1-4 ale amilozei și amilopectinei. Legăturile α1-6 sunt mai târziu defalcate.
Depozitarea în compartimentele interne ale amiloplastelor
La maturitate, amiloplastele formează compartimente interne înconjurate de membrane în care depozitează amidonul sub formă de granule. Numărul și dimensiunea acestor granule depind atât de specia de plante, cât și de țesutul particular implicat. Unele celule conțin amiloplaste cu mai multe granule interne, în timp ce altele conțin o singură granulă mare, sferică.
Granulele sunt alcătuite dintr-o combinație foarte ordonată de amiloză și amilopectină, iar dimensiunea granulei este determinată în principal de cantitatea de amidon pe care o depozitează planta. În unele cazuri, granulele pot deveni foarte compacte și dense, făcând amiloplastele care le conțin mai dense decât citosolul în care sunt suspendate. Această diferență de densitate are implicații importante legate de direcția de creștere a tulpinilor și rădăcinilor, așa cum se va vedea mai jos.
Amiloplaste și gravitropism
După cum am menționat la început, pe lângă faptul că sunt implicate în sinteza și depozitarea amidonului, amiloplastele joacă, de asemenea, un rol esențial în modul în care plantele simt gravitația. Acest lucru permite plantelor să crească în direcția corectă, cu rădăcinile în jos și cu lăstarii în sus. Această capacitate de a simți forța gravitației și de a crește paralel cu ea se numește gravitropism.
Gravitropismul apare diferit în diferite tipuri de țesut, deoarece țesuturile lăstarilor și rădăcinii trebuie să crească în direcții opuse. În tulpini, gravitropismul se manifestă în celulele endodermice ale lăstarilor și le face să crească în sens opus gravitației (gravitropism negativ), în timp ce, la rădăcini, se manifestă la vârful fiecărei rădăcini, determinându-le să crească în jos. . , în aceeași direcție a gravitației (gravitropism pozitiv).
Aceste țesuturi conțin statocite (celule specializate care simt gravitația), care conțin o clasă specială de amiloplaste numite statoliți. Acești statoliți se caracterizează prin acumularea de granule de amidon foarte compacte și dense , făcându-le (la statocite) mai dense decât citosolul. Datorită acestei diferențe de densitate, aceste amiloplaste au întotdeauna tendința de a se deplasa în jos, acumulându-se în partea inferioară a celulei, indiferent de orientarea acesteia.
Mecanismul gravitropismului mediat de amiloplaste
Atunci când o celulă este mutată sau rotită, amiloplastele nu se mai află în fund, așa că încep să se sedimenteze spre noul fund datorită densității lor mai mari. Pe drum, ei vin în contact cu reticulul endoplasmatic, care declanșează o serie de procese care includ eliberarea de calciu din reticulul endoplasmatic și eliberarea unui hormon numit IAA (care este o auxină) în partea de jos a endoplasmaticului. reticul.celulă.
Acest proces este același atât pentru tulpini, cât și pentru rădăcini. Cu toate acestea, efectul hormonului IAA este opus în ambele cazuri. În mugurii stem, hormonul IAA are efectul de a stimula alungirea și creșterea celulelor. Astfel, celulele care se află sub statocite sunt stimulate, se alungesc și se reproduc, împingând mugurele în sus.
În celulele rădăcinilor efectul hormonului este exact opus. IAA din aceste celule inhibă creșterea mai degrabă decât să o stimuleze. Prin urmare, celulele de sub statocite (și care primesc descărcarea de hormon IAA) nu cresc în timp ce cele de deasupra lor cresc normal, împingând vârful rădăcinii în jos.
Există încă detalii despre procesul de sinteză și depozitare a amidonului în amiloplaste, precum și gravitropism, care nu au fost încă clarificate. Cu toate acestea, este clar că amiloplastele sunt organite de mare importanță.
Referințe
Nelson, D.L., Cox, M.M. (2013). Lehninger-Principii de biochimie. (ediția a 6-a). 818-821. W. H. Freeman and Company. New York
Clark, MA, Choi, J. & Douglas, M. (2018). Biologie 2e . 938-939. OpenStax. Huston. Disponibil la https://openstax.org/details/books/biology-2e
