Amiloplasten Eigenschaften, Funktionen, Struktur

Die Amyloplasten Sie sind eine Art von Plastiden, die auf die Lagerung von Stärke spezialisiert sind und in hohen Anteilen in nicht-photosynthetischen Reservegeweben, wie dem Endosperm in Samen und Knollen, vorkommen.

Da die vollständige Synthese der Stärke auf die Plastiden beschränkt ist, muss eine physikalische Struktur vorhanden sein, die als Reserve für dieses Polymer dient. Tatsächlich findet sich die gesamte in Pflanzenzellen enthaltene Stärke in Organellen, die mit einer Doppelmembran überzogen sind.

Im Allgemeinen sind Plastiden halbautonome Organellen, die in verschiedenen Organismen gefunden werden, von Pflanzen und Algen bis zu marinen Mollusken und einigen Parasiten-Protisten.

Plastiden beteiligen sich an der Photosynthese, bei der Synthese von Lipiden und Aminosäuren, fungieren als Lipidreserve, sind für die Färbung von Früchten und Blumen verantwortlich und stehen in Zusammenhang mit der Wahrnehmung der Umwelt.

In ähnlicher Weise nehmen Amyloplasten an der Wahrnehmung der Schwerkraft teil und speichern Schlüsselenzyme einiger Stoffwechselwege.

Index

• 1 Eigenschaften und Struktur
• 2 Training
• 3 Funktionen
  • 3.1 Lagerung von Stärke
  • 3.2 Synthese von Stärke
  • 3.3 Wahrnehmung der Schwere
  • 3.4 Stoffwechselwege
• 4 Referenzen

Eigenschaften und Struktur

Die Amyloplasten sind zelluläre Organellen in Gemüse, sind eine Quelle von Stärke Reserven und haben keine Pigmente - wie Chlorophyll - so sind sie farblos.

Wie andere Plastiden haben auch Amyloplasten ihr eigenes Genom, das für einige Proteine ​​in ihrer Struktur kodiert. Diese Eigenschaft ist eine Widerspiegelung seiner endosymbiotischen Herkunft.

Eine der herausragendsten Eigenschaften von Plastiden ist ihre Interkonversionsfähigkeit. Insbesondere können Amyloplasten zu Chloroplasten werden, und wenn die Wurzeln dem Licht ausgesetzt werden, erhalten sie dank der Synthese von Chlorophyll einen grünlichen Farbton.

Chloroplasten können sich ähnlich verhalten, da sie vorübergehend Stärkekörner speichern. In den Amyloplasten ist die Reserve jedoch langfristig.

Seine Struktur ist sehr einfach und besteht aus einer doppelten äußeren Membran, die sie von den übrigen cytoplasmatischen Komponenten trennt. Reife Amyloplasten entwickeln ein inneres membranöses System, in dem Stärke gefunden wird.

Ausbildung

Die meisten Amyloplasten werden direkt aus Protoplastiden gebildet, wenn Reservegewebe sich durch binäre Spaltung entwickelt und teilt.

In den frühen Stadien der Endospermentwicklung sind Proplastidien in einem cenozitischen Endosperm vorhanden. Als nächstes beginnen die Zellularisierungsprozesse, wobei die Proplastidien beginnen, die Stärkekörner zu akkumulieren und Amyloplasten zu bilden.

Aus physiologischer Sicht tritt der Prozess der Differenzierung von Proplastiden zu Amyloplasten auf, wenn das Pflanzenhormon Auxin durch das Cytokinin ersetzt wird, was die Geschwindigkeit verringert, mit der die Zellteilung stattfindet, was Akkumulation induziert Stärke.

Funktionen

Stärkespeicher

Stärke ist ein komplexes Polymer von semikristallinem und unlöslichem Aussehen, Produkt der Vereinigung von D-Glucopyranose mittels glycosidischer Bindungen. Zwei Moleküle Stärke können unterschieden werden: Amylopektin und Amylose. Der erste ist stark verzweigt, während der zweite linear ist.

Das Polymer wird in Form von ovalen Körnern in Sphärokristallen abgeschieden, und abhängig von dem Bereich, in dem die Körner abgeschieden werden, können sie als konzentrische oder exzentrische Körner klassifiziert werden.

Stärkekörner können in der Größe variieren, einige nähern sich 450 um und andere sind kleiner, ungefähr 10 um.

Synthese von Stärke

Plastiden sind verantwortlich für die Synthese von zwei Arten von Stärke: die transiente, die bei Tageslicht produziert und vorübergehend in den Chloroplasten bis in die Nacht gespeichert wird, und die Reserve Stärke, die in den Amyloplasten synthetisiert und gespeichert wird. von Stielen, Samen, Früchten und anderen Strukturen.

Es gibt Unterschiede zwischen den Stärkekörnern, die in den Amyloplasten vorhanden sind, bezüglich der Körner, die vorübergehend in den Chloroplasten gefunden werden. Im letzteren Fall ist der Amylosegehalt niedriger und die Stärke ist in plattenartigen Strukturen angeordnet.

Wahrnehmung der Schwere

Stärkekörner sind viel dichter als Wasser und diese Eigenschaft hängt mit der Wahrnehmung der Gravitationskraft zusammen. Im Verlauf der Evolution der Pflanzen wurde diese Fähigkeit der Amyloplasten, sich unter dem Einfluss der Schwerkraft zu bewegen, für die Wahrnehmung dieser Kraft ausgenutzt.

Zusammenfassend reagieren Amyloplasten auf die Stimulation der Schwerkraft durch Sedimentationsvorgänge in der Richtung, in der diese Kraft wirkt, nach unten. Wenn die Plastiden mit dem pflanzlichen Zytoskelett in Kontakt kommen, sendet es eine Reihe von Signalen, so dass das Wachstum in die richtige Richtung erfolgt.

Neben dem Zytoskelett gibt es noch andere Strukturen in Zellen, wie Vakuolen, das endoplasmatische Retikulum und die Plasmamembran, die an der Aufnahme der sich absetzenden Amyloplasten beteiligt sind.

In den Zellen der Wurzeln wird das Gefühl der Schwerkraft durch die Columella-Zellen eingefangen, die eine spezielle Art von Amyloplasten, sogenannte Statolithen, enthalten.

Die Statolithen fallen durch Schwerkraft auf den Boden der Columella-Zellen und initiieren einen Signaltransduktionsweg, in dem das Wachstumshormon Auxin umverteilt wird und ein differentielles Abwärtswachstum verursacht.

Stoffwechselwege

Zuvor wurde angenommen, dass die Funktion von Amyloplasten ausschließlich auf die Akkumulation von Stärke beschränkt ist.

Jüngste Analysen der Protein- und biochemischen Zusammensetzung des Inneren dieser Organelle haben jedoch eine molekulare Maschinerie ergeben, die der des Chloroplasten sehr ähnlich ist, die ausreichend komplex ist, um die für Pflanzen typischen photosynthetischen Prozesse durchzuführen.

Die Amyloplasten einiger Spezies (wie zum Beispiel Alfalfa) enthalten die Enzyme, die für den GS-GOGAT-Zyklus erforderlich sind, einen Stoffwechselweg, der eng mit der Assimilation von Stickstoff verwandt ist.

Der Name des Zyklus kommt von den Initialen der daran beteiligten Enzyme Glutaminsynthetase (GS) und Glutamatsynthase (GOGAT). Umfasst die Bildung von Glutamin ausgehend von Ammonium und Glutamat und die Synthese von Glutamin und Ketoglutarat von zwei Glutamatmolekülen.

Einer wird in das Ammonium eingebaut und das verbleibende Molekül wird zu dem Xylem gebracht, um von den Zellen verwendet zu werden. Außerdem haben Chloroplasten und Amyloplasten die Fähigkeit, Substrate für den glykolytischen Weg bereitzustellen.

Referenzen

1. Cooper G. M. (2000). Die Zelle: Ein molekularer Ansatz. 2. Auflage. Sinauer Mitarbeiter. Chloroplasten und andere Plastiden. Verfügbar unter: ncbi.nlm.nih.gov
2. Grajales, O. (2005). Hinweise zur Pflanzenbiochemie. Grundlagen für Ihre physiologische Anwendung. UNAM.
3. Pyke, K. (2009). Plastiden-Biologie Cambridge Universitätspresse.
4. Raven, P. H., Evert, R.F., & Eichhorn, S.E. (1992). Biologie von Pflanzen (Vol. 2). Ich habe es umgekehrt.
5. Rose, R.J. (2016). Molekulare Zellbiologie des Wachstums und der Differenzierung von Pflanzenzellen. CRC Drücken.
6. Taiz, L., & Zeiger, E. (2007). Pflanzenphysiologie. Universität Jaume I.