PLASTOS: CARACTERISTICI, STRUCTURĂ ȘI TIPURI - BIOLOGIE - 2025

The plastide sau plastidiosson orgánulas grup de celule semiautonom cu funcții variate. Se găsesc în celule de alge, mușchi, ferigi, gimnosperme și angiosperme. Cea mai notabilă plastidă este cloroplastul, responsabil pentru fotosinteza în celulele plantelor.

În funcție de morfologia și funcția lor, există o mare varietate de plastide: cromoplaste, leucoplaste, amiloplaste, etioplaste, oleoplaste, printre altele. Cromoplastele sunt specializate în depozitarea pigmenților carotenoizi, amiloplastele depozitează amidon, iar plastidele care cresc la întuneric sunt numite etioplaste.

În mod surprinzător, au fost raportate plastide la unii viermi paraziți și la anumite moluște marine.

Caracteristici generale

Plastidele sunt organele prezente în celulele plantelor acoperite de o dublă membrană lipidică. Au propriul genom, o consecință a originii lor endosimbiotice.

Se sugerează că în urmă cu aproximativ 1,5 miliarde de ani o celulă protoeukariotă a înghițit o bacterie fotosintetică, dând naștere liniei eucariote.

În mod evolutiv, se pot distinge trei linii de plastide: glaucofite, linia de alge roșii (rodoplastele) și linia de alge verzi (cloroplaste). Linia verde a dat naștere la plastide atât din alge, cât și din plante.

Materialul genetic are între 120 și 160 kb - în plante superioare - și este organizat într-o moleculă închisă și circulară de ADN cu bandă dublă.

Una dintre cele mai marcante caracteristici ale acestor organele este capacitatea lor de a interconverti. Această schimbare apare datorită prezenței stimulilor moleculari și de mediu. De exemplu, când un etioplast primește lumina soarelui, sintetizează clorofila și devine cloroplast.

Pe lângă fotosinteză, plastidele îndeplinesc diferite funcții: sinteza lipidelor și aminoacizilor, depozitarea lipidelor și amidonului, funcționarea stomatelor, colorarea structurilor vegetale precum florile și fructele și percepția gravitației.

Structura

Toate plastidele sunt înconjurate de o membrană dublă lipidică și în interior au mici structuri membranoase numite tilacoide, care se pot extinde considerabil în anumite tipuri de plastide.

Structura depinde de tipul de plastidă și fiecare variantă va fi descrisă în detaliu în secțiunea următoare.

Tipuri

Există o serie de plastide care îndeplinesc diferite funcții în celulele plantelor. Cu toate acestea, granița dintre fiecare tip de plastidă nu este foarte clară, deoarece există o interacțiune semnificativă între structuri și există posibilitatea interconversiei.

În mod similar, atunci când se compară diferite tipuri de celule, se constată că populația de plastide nu este omogenă. Printre tipurile de bază ale plastidelor găsite la plantele superioare sunt următoarele:

Proplastids

Sunt plastide care nu au fost încă diferențiate și sunt responsabile pentru originarea tuturor tipurilor de plastide. Se găsesc în meristemele plantelor, atât în ​​rădăcini, cât și în tulpini. De asemenea, sunt în embrioni și în alte țesuturi tinere.

Sunt structuri mici, lungi de unu sau doi micrometri și nu conțin pigment. Au membrana tilacoidă și ribozomii proprii. În semințe, proplastidia conține semințe de amidon, fiind o sursă importantă de rezervă pentru embrion.

Numărul de proplastidii pe celulă este variabil, iar între 10 și 20 dintre aceste structuri pot fi găsite.

Distribuția proplastidiei în procesul diviziunii celulare este esențială pentru funcționarea corectă a meristemelor sau a unui organ specific. Când are loc o segregare inegală și o celulă nu primește plastidele, aceasta este destinată morții rapide.

Prin urmare, strategia de a asigura diviziunea echitabilă a plastidelor în celulele fiice este să fie distribuită omogen în citoplasma celulară.

La fel, proplastidia trebuie moștenită de descendenți și sunt prezenți la formarea gametilor.

cloroplaste

Cloroplastele sunt cele mai proeminente și vizibile plastide ale celulelor plantelor. Forma sa este ovală sau sferoidă, iar numărul variază în mod normal între 10 și 100 de cloroplaste pe celulă, deși poate ajunge la 200.

Au o lungime de 5 până la 10 um și o lățime de la 2 la 5 pm. Sunt localizate în principal în frunzele plantelor, deși pot fi prezente în tulpini, pețiole, petale imature, printre altele.

Cloroplastele se dezvoltă în structuri vegetale care nu sunt subterane, din proplastidii. Cea mai vizibilă schimbare este producția de pigmenți, pentru a prelua culoarea verde caracteristică a acestui organel.

Ca și celelalte plastide, acestea sunt înconjurate de o membrană dublă și în interior au un al treilea sistem membranos, tilacoidele, încorporate în stroma.

Tihakoidele sunt structuri în formă de disc care sunt stivuite în boabe. În acest fel, cloroplastul poate fi împărțit structural în trei compartimente: spațiul dintre membrane, stroma și lumenul tilacoidului.

Ca și în mitocondrii, moștenirea cloroplastelor de la părinți la copii apare de către unul dintre părinți (uniparental) și au materialul lor genetic.

Caracteristici

În cloroplaste are loc procesul fotosintetic, care permite plantelor să capteze lumina de la soare și să o transforme în molecule organice. De fapt, cloroplastele sunt singurele plastide cu capacități fotosintetice.

Acest proces începe în membranele tilacoide cu faza ușoară, în care complexele enzimatice și proteinele necesare procesului sunt ancorate. Etapa finală a fotosintezei, sau faza întunecată, apare în stroma.

amiloplaste

Amiloplastele sunt specializate în depozitarea boabelor de amidon. Se găsesc mai ales în țesuturile de rezervă ale plantelor, cum ar fi endospermul din semințe și tuberculi.

Majoritatea amiloplastelor sunt formate direct dintr-un protoplast în timpul dezvoltării organismului. Experimental, formarea amiloplastelor s-a realizat prin înlocuirea auxinului fitohormonei cu citokinine, determinând reducerea diviziunii celulare și inducerea acumulării de amidon.

Aceste plastide sunt rezervoare pentru o mare varietate de enzime, similare cu cloroplastele, deși nu au clorofilă și utilaje fotosintetice.

Percepția gravitației

Amiloplastele sunt legate de răspunsul la senzația de gravitate. La rădăcini, senzația de gravitate este percepută de celulele columelei.

În această structură se află statolitii, care sunt amiloplaste specializate. Aceste organele sunt situate în partea de jos a celulelor columelei, ceea ce indică simțul gravitației.

Poziția statolitilor declanșează o serie de semnale care duc la redistribuirea hormonului auxin, determinând creșterea structurii în favoarea gravitației.

Granule de amidon

Amidonul este un polimer insolubil semicristalin format din unități de glucoză repetate, care produce două tipuri de molecule, amilopeptină și amiloză.

Amilopeptina are o structură ramificată, în timp ce amiloza este un polimer liniar și se acumulează în majoritatea cazurilor într-o proporție de 70% amilopeptină și 30% amiloză.

Granulele de amidon au o structură destul de organizată, legată de lanțurile de amilopeptină.

În amiloplastele studiate din endospermul cerealelor, granulele variază în diametru de la 1 până la 100 um și se pot distinge între granulele mari și mici, care sunt, în general, sintetizate în diferite amiloplaste.

cromoplaste

Cromoplastele sunt plastide extrem de eterogene care stochează diferiți pigmenți în flori, fructe și alte structuri pigmentate. De asemenea, există anumite vacuole în celule care pot stoca pigmenți.

În angiosperme este necesar să existe un mecanism care să atragă animalele responsabile de polenizare; din acest motiv, selecția naturală favorizează acumularea de pigmenți strălucitori și atractivi în unele structuri vegetale.

În general, cromoplastele se dezvoltă din cloroplaste în timpul procesului de maturare a fructelor, unde fructele verzi capătă o culoare caracteristică în timp. De exemplu, roșiile necoapte sunt verzi și când sunt coapte sunt roșu aprins.

Principalii pigmenți care se acumulează în cromoplaste sunt carotenoizii, care sunt variabili și pot prezenta culori diferite. Carotenii sunt portocalii, licopenul este roșu, iar zeaxantina și violaxantina sunt galbene.

Colorarea finală a structurilor este definită prin combinațiile de pigmenți menționați.

Oleoplasts

Plastidele sunt de asemenea capabile să stocheze molecule cu caracter lipidic sau proteic. Oleoplastele sunt capabile să stocheze lipidele în corpuri speciale numite plastoglobule.

Antenele florale sunt găsite și conținutul lor este eliberat pe peretele bobului de polen. De asemenea, sunt foarte frecvente în anumite specii de cactusi.

În plus, oleoplastele au diferite proteine, cum ar fi fibrilina și enzimele legate de metabolismul izoprenoizilor.

Leukoplasts

Leucoplastele sunt plastide lipsite de pigmenți. În urma acestei definiții, amiloplastele, oleoplastele și proteinoplastele ar putea fi clasificate ca variante ale leucoplastelor.

Leucoplastele se găsesc în majoritatea țesuturilor vegetale. Nu au o membrană tilacoidă vizibilă și au puține globule plasmatice.

Au funcții metabolice la rădăcini, unde acumulează cantități semnificative de amidon.

Gerontoplasts

Când planta îmbătrânește, are loc o conversie a cloroplastelor în gerontoplaste. În timpul procesului de senescență, membrana tilacoidă se rupe, globulele plasmatice se acumulează și clorofila se descompune.

Ethioplasts

Atunci când plantele cresc în condiții de lumină scăzută, cloroplastele nu se dezvoltă în mod corespunzător, iar plastida formată se numește etioplast.

Etiopastele conțin boabe de amidon și nu posedă membrana tilacoidă dezvoltată pe larg ca în cloroplastele mature. Dacă condițiile se schimbă și există suficientă lumină, etioplastele se pot dezvolta în cloroplaste.

Referințe

1. Biswal, UC, & Raval, MK (2003). Biogeneza cloroplastului: de la proplastid la gerontoplast. Springer Media științifică și de afaceri.
2. Cooper, GM (2000). Celula: o abordare moleculară. Ediția a II-a. Sunderland (MA): Asociații Sinauer. Cloroplaste și alte plastice. Disponibil la adresa: ncbi.nlm.nih.gov
3. Gould, SB, Waller, RF, & McFadden, GI (2008). Evoluția plasmatică. Revizuirea anuală a biologiei plantelor, 59, 491–517.
4. Lopez - Juez, E., & Pyke, KA (2004). Plastidele s-au dezlănțuit: dezvoltarea lor și integrarea lor în dezvoltarea plantelor. Jurnalul Internațional de Dezvoltare Biologie, 49 (5–6), 557–577.
5. Pyke, K. (2009). Biologie plastică. Presa universitară din Cambridge.
6. Pyke, K. (2010). Diviziune plastică. Plante AoB, plq016.
7. Înțelept, RR (2007). Diversitatea formei și funcției plastide. În Structura și funcția plastidelor (pp. 3–26). Springer, Dordrecht.