PLASTOS: EGENSKAPER, STRUKTUR OG TYPER - BIOLOGI - 2026

De plastid eller plastidiosson gruppe orgánulas semiautonomous celle med ulike funksjoner. De finnes i celler av alger, moser, bregner, gymnospermer og angiospermer. Det mest bemerkelsesverdige plastidet er kloroplasten, som er ansvarlig for fotosyntesen i planteceller.

I henhold til deres morfologi og funksjon, er det et stort utvalg av plastider: kromoplaster, leukoplaster, amyloplaster, etioplaster, oleoplaster, blant andre. Kromoplastene spesialiserer seg på lagring av karotenoidpigmenter, amyloplaster lagrer stivelse og plastider som vokser i mørket kalles etioplaster.

Overraskende nok er det rapportert om plastider i noen parasittormer og i visse marine bløtdyr.

Generelle egenskaper

Plastider er organeller som er til stede i planteceller dekket av en dobbel lipidmembran. De har sitt eget genom, en konsekvens av deres endosymbiotiske opprinnelse.

Det antydes at for ca. 1,5 milliarder år siden en protoeukaryotisk celle innviklet en fotosyntetisk bakterie, noe som ga opphav til den eukaryote avstamningen.

Evolusjonært kan tre linjer med plastider skilles: glaukofytter, avstamning av røde alger (rodoplaster) og avstamning av grønne alger (kloroplast). Den grønne avstamningen ga opphav til plastider fra både alger og planter.

Arvematerialet har 120 til 160 kb - i høyere planter - og er organisert i et lukket og sirkulært molekyl med dobbeltbånd-DNA.

En av de mest slående egenskapene til disse organellene er deres evne til å omvandle. Denne endringen skjer takket være tilstedeværelsen av molekylære og miljømessige stimuli. Når en etioplast for eksempel mottar sollys, syntetiserer den klorofyll og blir en kloroplast.

I tillegg til fotosyntesen, har plastider forskjellige funksjoner: syntese av lipider og aminosyrer, lagring av lipider og stivelse, funksjon av stomata, farging av plantestrukturer som blomster og frukt, og oppfatning av tyngdekraften.

Struktur

Alle plastider er omgitt av en dobbel lipidmembran og inne i har små membranstrukturer kalt thylakoider, som kan strekke seg betydelig i visse typer plastider.

Strukturen avhenger av typen plastid, og hver variant vil bli beskrevet i detalj i neste avsnitt.

typer

Det finnes en serie plastider som utfører forskjellige funksjoner i planteceller. Grensen mellom hver type plastid er imidlertid ikke veldig klar, ettersom det er et betydelig samspill mellom strukturene og det er mulighet for interkonversjon.

Tilsvarende, når man sammenligner forskjellige celletyper, finner man at plastidpopulasjonen ikke er homogen. Blant de grunnleggende typer plastider som finnes i høyere planter er følgende:

Proplastids

De er plastider som ennå ikke er differensiert og er ansvarlige for opprinnelse av alle typer plastider. De finnes i meristeme av planter, både i røttene og i stilkene. De er også i embryoer og andre unge vev.

De er små strukturer, en eller to mikrometer lange og inneholder ikke noe pigment. De har thylakoidmembranen og sine egne ribosomer. I frøene inneholder proplastidia korn av stivelse, og er en viktig reservekilde for embryoet.

Antallet proplastidia per celle er varierende, og mellom 10 og 20 av disse strukturene kan bli funnet.

Distribusjonen av proplastidia i prosessen med celledeling er avgjørende for riktig funksjon av meristemene eller et spesifikt organ. Når ujevn segregering oppstår og en celle ikke mottar plastidene, er den bestemt til rask død.

Derfor er strategien for å sikre en rettferdig inndeling av plastidene til dattercellene homogent fordelt i cellecytoplasma.

På samme måte må proplastidier arves av etterkommerne og er til stede i dannelsen av gameter.

kloroplaster

Kloroplastene er de mest fremtredende og iøynefallende plastidene fra planteceller. Formen er oval eller sfæroid, og antallet varierer normalt mellom 10 og 100 kloroplast per celle, selv om det kan nå 200.

De er 5 til 10 um i lengde og 2 til 5 um bredde. De er hovedsakelig lokalisert i bladene på planter, selv om de kan være til stede i blant annet stengler, kronblad, umodne kronblad.

Kloroplast utvikler seg i plantestrukturer som ikke er underjordisk, fra proplastidia. Den mest merkbare endringen er produksjonen av pigmenter, for å ta på seg den karakteristiske grønne fargen på denne organellen.

Som de andre plastidene er de omgitt av en dobbel membran, og inne i dem har de et tredje membransystem, tylakoidene, innebygd i stromaen.

Thylakoids er skiveformede strukturer som er stablet i korn. På denne måten kan kloroplasten strukturelt deles i tre rom: mellomrommet mellom membranene, stromaen og lumen til tylakoiden.

Som i mitokondriene skjer arven etter kloroplastene fra foreldre til barn av en av foreldrene (uniparental), og de har sitt eget arvestoff.

Egenskaper

I kloroplastene skjer den fotosyntetiske prosessen, som lar planter fange lyset fra solen og konvertere det til organiske molekyler. Kloroplastene er faktisk de eneste plastidene med fotosyntetiske evner.

Denne prosessen begynner i thylakoidmembranene med den lette fasen, der enzymkompleksene og proteiner som er nødvendige for prosessen er forankret. Det siste stadiet av fotosyntesen, eller mørk fase, forekommer i stroma.

Amyloplasts

Amyloplaster er spesialisert på lagring av stivelseskorn. De finnes hovedsakelig i reservevevet fra planter, for eksempel endosperm i frø og knoller.

De fleste amyloplaster dannes direkte fra en protoplast under utviklingen av organismen. Eksperimentelt er dannelsen av amyloplaster oppnådd ved å erstatte fytohormon-auxin med cytokininer, forårsake reduksjon av celledeling og indusere akkumulering av stivelse.

Disse plastidene er reservoarer for en rekke forskjellige enzymer, som ligner kloroplastene, selv om de mangler klorofyll og fotosyntetiske maskiner.

Oppfatning av tyngdekraften

Amyloplaster er relatert til responsen på følelsen av tyngdekraften. I røttene blir følelsen av tyngdekraft oppfattet av cellene i columella.

I denne strukturen er statolittene, som er spesialiserte amyloplaster. Disse organellene er plassert i bunnen av cellene i columella, noe som indikerer tyngdekraften.

Statolittenes plassering utløser en serie signaler som fører til omfordeling av hormonet auxin, noe som forårsaker veksten av strukturen til fordel for tyngdekraften.

Stivelseskorn

Stivelse er en uoppløselig halvkrystallinsk polymer som består av gjentagende glukoseenheter og produserer to typer molekyler, amylopeptin og amylose.

Amylopeptin har en forgrenet struktur, mens amylose er en lineær polymer, og de akkumuleres i de fleste tilfeller i en andel av 70% amylopeptin og 30% amylose.

Stivelseskorn har en ganske organisert struktur, relatert til amylopeptinkjeder.

I amyloplastene som er studert fra endospermen av korn, varierer granulatene i diameter fra 1 til 100 um, og det er mulig å skille mellom store og små korn som generelt er syntetisert i forskjellige amyloplaster.

kromoplaster

Kromoplastene er svært heterogene plastider som lagrer forskjellige pigmenter i blomster, frukt og andre pigmenterte strukturer. Det er også visse vakuoler i celler som kan lagre pigmenter.

I angiospermer er det nødvendig å ha en viss mekanisme for å tiltrekke dyrene som er ansvarlige for pollinering; av denne grunn favoriserer naturlig utvalg akkumulering av lyse og attraktive pigmenter i noen plantestrukturer.

Generelt utvikler kromoplastene seg fra kloroplaster under fruktmodningsprosessen, der den grønne frukten får en karakteristisk farge over tid. For eksempel er umodne tomater grønne, og når de er modne er de knallrøde.

De viktigste pigmentene som akkumuleres i kromoplastene er karotenoider, som er varierende og kan presentere forskjellige farger. Karotener er oransje, lykopen er rød, og zeaxanthin og violaxanthin er gule.

Den endelige fargen på strukturene er definert av kombinasjonene av nevnte pigmenter.

Oleoplasts

Plastider er også i stand til å lagre molekyler av lipid eller protein. Oleoplaster er i stand til å lagre lipider i spesielle kropper som kalles plastoglobules.

Blomsterantennene blir funnet, og innholdet blir gitt ut på veggen i pollenkornet. De er også veldig vanlige i visse kaktusarter.

I tillegg har oleoplaster forskjellige proteiner som fibrillin og enzymer relatert til metabolismen av isoprenoider.

Leukoplasts

Leukoplastene er plastider uten pigmenter. Etter denne definisjonen kan amyloplaster, oleoplaster og proteinoplaster klassifiseres som varianter av leukoplaster.

Leukoplaster finnes i de fleste plantevev. De har ikke en iøynefallende thylakoidmembran og har få plasmakuler.

De har metabolske funksjoner i røttene, hvor de akkumulerer betydelige mengder stivelse.

Gerontoplasts

Når planten eldes, skjer en konvertering av kloroplaster til gerontoplaster. Under senestensprosessen, brister thylakoidmembranen, plasmakroppene akkumuleres og klorofyll brytes ned.

Ethioplasts

Når planter vokser under lite lys, utvikler kloroplastene seg ikke ordentlig, og det dannede plastidet kalles en etioplast.

Etioplastene inneholder stivelseskorn og har ikke den mye utviklede thylakoidmembranen som i modne kloroplaster. Hvis forholdene endres og det er nok lys, kan etioplaster utvikle seg til kloroplast.

referanser

1. Biswal, UC, & Raval, MK (2003). Kloroplastbiogenese: fra proplastid til gerontoplast. Springer Science & Business Media.
2. Cooper, GM (2000). Cellen: En molekylær tilnærming. 2. utgave. Sunderland (MA): Sinauer Associates. Klorplaster og andre plastmaterialer. Tilgjengelig på: ncbi.nlm.nih.gov
3. Gould, SB, Waller, RF, & McFadden, GI (2008). Plastid evolusjon. Årlig gjennomgang av plantebiologi, 59, 491–517.
4. Lopez - Juez, E., & Pyke, KA (2004). Plastider løsnet: deres utvikling og integrering i planteutviklingen. International Journal of Developmental Biology, 49 (5–6), 557–577.
5. Pyke, K. (2009). Plastid biologi. Cambridge University Press.
6. Pyke, K. (2010). Plastid inndeling. AoB Plants, plq016.
7. Wise, RR (2007). Mangfoldet av plastid form og funksjon. I strukturen og funksjonen til plastider (s. 3–26). Springer, Dordrecht.