Tabla de Contenidos
Amyloplaster är organeller som finns i växtceller där stärkelse syntetiseras och lagras. Förutom att vara en del av växternas energilagringssystem fyller dessa organeller också väsentliga funktioner för växternas utveckling och tillväxt, genom att låta växten kunna särskilja topp från botten och därmed veta var dess rötter ska växa och vilken väg den ska gå. där deras stjälkar och blad.
Amyloplaster är en speciell typ av leukoplast. Dessa är i sin tur en klass av plastider som vanligtvis finns i vävnader som inte utsätts för solljus och som kännetecknas av att de inte har något pigment. Av denna anledning uppvisar de ingen färg när de observeras genom mikroskopet.
Amyloplaster är mycket rikligt förekommande i olika typer av växter och i olika delar av växtvävnaden. Till exempel finns de i stora mängder i potatis och andra knölar, och även i många frukter.
plastider
Som nämndes för ett ögonblick sedan är amyloplaster en typ av plastid. Plastider är en grupp organeller som är omgivna av ett dubbelt membran som skiljer deras inre från cellens cytoplasma. Det finns flera olika typer av plastider som har olika funktioner, men de delar alla några grundläggande egenskaper:
- Plastider är organeller som finns i cytoplasman hos växtceller.
- Alla plastider kommer från en typ av omogna celler som kallas proplastid.
- Alla plastider har ett yttre membran och ett eller flera inre fack, som i sin tur är omgivna av ett andra membran. Båda är fosfolipidmembran som liknar cellmembranet.
- Plastider har sitt eget DNA och delar sig genom binär fission oberoende av vilken cell de är en del av.
typer av plastider
Vid mognad kan proplastider bli en av fyra olika typer av distinkta plastider som är:
kloroplaster
De är gröna plastider där glukosbiosyntes från koldioxid och vatten genomförs, genom fotosyntes. Dessa organeller finns främst i växtblad och innehåller det gröna pigmentet klorofyll , som absorberar solljus för att ge den energi som krävs för fotosyntes.
kromoplaster
De kallas så här eftersom de är organeller som har karaktäristiska färger från de olika pigment som de syntetiserar och lagrar. De är ansvariga för färgen på blommor, frukter, rötter och vissa typer av blad.
gerontoplaster
De motsvarar produkten av nedbrytningen av andra plastider, som uppstår när cellen dör.
leukoplaster
Som nämnts tidigare är dessa färglösa plastider och deras huvudsakliga funktion är att lagra näringsämnen för cellen. De finns främst i vävnader som inte utsätts för ljus (icke-fotosyntetiska vävnader) som rötter och fröbakterier.
Det finns fyra olika typer av leukoplaster beroende på vilken typ av näringsämne de lagrar. Vissa, som kallas elaioplaster , syntetiserar och lagrar fettsyror (lipider eller växtoljor). Andra, kallade etioplaster , syntetiserar och lagrar klorofyllprekursorer och kan utvecklas till kloroplaster vid exponering för ljus. En tredje typ av leukoplast kallas proteinoplast , och som namnet antyder lagrar de protein. Slutligen syntetiserar och lagrar amyloplaster stärkelse.
Stärkelsesyntes och lagring i amyloplaster
Stärkelse syntetiseras i både kloroplaster och amyloplaster genom polymerisation av glukosmolekyler. Denna lagringsförening klassificeras som en homopolysackarid, eftersom det är en polymer som består av endast en typ av socker, i detta fall glukosmolekyler.
Växter använder stärkelse som ett sätt att lagra överskott av glukos som produceras under perioder av intensivt ljus, där fotosyntes producerar mer glukos än växten behöver. Beroende på var den förvaras, används denna stärkelse av växten som en alternativ energikälla när det är i mörker, eller i situationer där fotosyntes inte är möjlig.
Stärkelsen som lagras i kloroplasterna är övergående och representerar en snabb källa till glukos vid tillfällen då växten inte får tillräckligt med solljus. Istället lagras den stärkelse som syntetiseras i amyloplasterna under lång tid. Det är en reserv som bara används i vissa situationer, som när ett frö ska gro.
amylos och amylopektin
Stärkelse kan förekomma i en av två karakteristiska former, amylos och amylopektin, som båda syntetiseras och lagras av amyloplaster.
Amylos består av en linjär (ogrenad) kedja av glukosmolekyler kopplade till varandra genom α1-4 glykosidbindningar (länk kol 1 i en glukosmolekyl till kol 4 i nästa).
Amylopektin, å andra sidan, är en grenad form av stärkelse. I det här fallet är de långa kedjorna som bildas av glukosmolekyler med α1-4 glykosidbindningar kopplade till andra kedjor genom kol 6, vilket bildar α1-6 glykosidbindningar.
Stärkelsesyntes och lagring i amyloplaster är särskilt viktigt för människor, eftersom mycket av kolhydraterna vi konsumerar kommer från denna reservpolysackarid. Faktum är att amylos är ett av de första näringsämnena som börjar metaboliseras när vi äter, eftersom saliv innehåller ett enzym som kallas α-amylas vars funktion är att bryta ner α1-4 glykosidbindningarna av amylos och amylopektin. α1-6-bindningar bryts senare ned.
Förvaring i inre fack av amyloplaster
Vid mognad bildar amyloplaster inre fack omgivna av membran där de lagrar stärkelse i form av granulat. Antalet och storleken på dessa granuler beror på både växtarten och den speciella vävnaden som är involverad. Vissa celler innehåller amyloplaster med flera inre granuler, medan andra innehåller ett enda stort, sfäriskt granulat.
Granulerna är uppbyggda av en högordnad kombination av amylos och amylopektin, och storleken på granulen bestäms huvudsakligen av mängden stärkelse som växten lagrar. I vissa fall kan granulerna bli mycket kompakta och täta, vilket gör att amyloplasterna som innehåller dem blir tätare än cytosolen där de är suspenderade. Denna skillnad i täthet har viktiga konsekvenser relaterade till växtriktningen för stjälkar och rötter, som kommer att ses nedan.
Amyloplaster och gravitropism
Som nämnts i början, förutom att vara involverade i stärkelsesyntes och lagring, spelar amyloplaster också en väsentlig roll i hur växter känner av gravitationen. Detta gör att plantorna kan växa i rätt riktning, med rötterna nedåt och skotten uppåt. Denna förmåga att känna av tyngdkraften och växa parallellt med den kallas gravitropism.
Gravitropism förekommer olika i olika vävnadstyper, eftersom skott- och rotvävnader måste växa i motsatta riktningar. I stjälkarna manifesterar gravitropism sig i skottens endodermala celler och får dem att växa i motsatt riktning till gravitationen (negativ gravitropism) medan den i rötterna visar sig i spetsen av varje rot, vilket får dem att växa nedåt. , i samma gravitationsriktning (positiv gravitropism).
Dessa vävnader innehåller statocyter (specialiserade celler som känner av gravitationen), som innehåller en speciell klass av amyloplaster som kallas statoliter. Dessa statoliter kännetecknas av att de ackumulerar mycket kompakta och täta stärkelsegranuler , vilket gör dem (till statocyter) tätare än cytosol. På grund av denna skillnad i densitet tenderar dessa amyloplaster alltid att röra sig nedåt och ackumuleras i botten av cellen, oavsett dess orientering.
Amyloplastmedierad gravitropismsmekanism
När en cell flyttas eller roteras är amyloplasterna inte längre på botten, så de börjar sedimentera mot den nya botten på grund av sin högre densitet. På vägen kommer de i kontakt med det endoplasmatiska retikulumet, vilket utlöser en rad processer som inkluderar frisättning av kalcium från det endoplasmatiska retikulum, och frisättning av ett hormon som heter IAA (som är ett auxin) i botten av endoplasmatiken. retikulum cell.
Denna process är densamma för både stjälkar och rötter. Effekten av IAA-hormonet är dock motsatt i båda fallen. I stamknoppar har IAA-hormonet effekten att stimulera cellförlängning och tillväxt. Således stimuleras cellerna som finns under statocyterna, förlängs och förökar sig, vilket pressar knoppen uppåt.
I rotceller är effekten av hormonet precis den motsatta. IAA i dessa celler hämmar tillväxt snarare än stimulerar den. Därför växer inte cellerna under statocyterna (och som tar emot IAA-hormonutsläppet) medan de ovanför dem växer normalt, vilket trycker rotspetsen nedåt.
Det finns fortfarande detaljer om processen för syntes och lagring av stärkelse i amyloplaster, såväl som gravitropism, som ännu inte har klarlagts. Det är dock tydligt att amyloplaster är organeller av stor betydelse.
Referenser
Nelson, D.L., Cox, M.M. (2013). Lehninger-Principer för biokemi. (6:e upplagan). 818-821. W. H. Freeman and Company. New York
Clark, MA, Choi, J. & Douglas, M. (2018). Biologi 2e . 938-939. OpenStax. Huston. Tillgänglig på https://openstax.org/details/books/biology-2e
