Plastos Eigenschaften, Struktur und Arten

Die plast oder Plastiden sind eine Gruppe von halbautonomen Zellorganellen mit unterschiedlichen Funktionen. Sie finden sich in Algen-, Moos-, Farn-, Gymnospermen- und Angiospermenzellen. Das bemerkenswerteste Plastid ist der Chloroplast, der für die Photosynthese in Pflanzenzellen verantwortlich ist.

Entsprechend seiner Morphologie und Funktion gibt es eine große Vielfalt von Plastiden: Chromoplasten, Leukoplastos, Amiloplastos, Etioplastos, Oleoplasten, unter anderem. Chromoplasten sind auf die Lagerung von Carotinoidpigmenten spezialisiert, Amyloplasten speichern Stärke und Plastiden, die im Dunkeln wachsen, werden Etioplastos genannt.

Überraschenderweise wurden Plastiden bei einigen parasitären Würmern und bestimmten Meeresweichtieren berichtet.

Index

• 1 Allgemeine Eigenschaften
• 2 Struktur
• 3 Arten
  • 3.1 Proplastiden
  • 3.2 Chloroplasten
  • 3.3 Amyloplasten
  • 3.4 Chromoplasten
  • 3.5 Oleoplasten
  • 3.6 Leukoplastos
  • 3.7 Gerontoplastos
  • 3.8 Ethylast
• 4 Referenzen

Allgemeine Eigenschaften

Plastiden sind Organellen, die in Pflanzenzellen vorhanden sind, die mit einer Doppel-Lipidmembran beschichtet sind. Sie haben ihr eigenes Genom, eine Folge ihrer endosymbiotischen Herkunft.

Es wird berichtet, dass vor ungefähr 1,5 Milliarden Jahren eine Protoeucariot-Zelle ein photosynthetisches Bakterium verschluckt hat, was zur Entstehung der eukaryotischen Linie geführt hat.

Evolutionell können drei Linien von Plastiden unterschieden werden: Glaukophyten, die Linie der Rotalgen (Rhodoplastos) und die Linie der Grünalgen (Chloroplasten). Die grüne Linie führte zu den Plastiden von Algen und Pflanzen.

Das genetische Material hat von 120 bis 160 kb - in höheren Pflanzen - und ist in einem geschlossenen und kreisförmigen doppelsträngigen DNA-Molekül organisiert.

Eines der auffälligsten Merkmale dieser Organellen ist die Fähigkeit zur gegenseitigen Umwandlung. Diese Veränderung geschieht dank der Anwesenheit von molekularen und Umweltreizen. Zum Beispiel, wenn ein Ethioplast Sonnenlicht empfängt, synthetisiert es Chlorophyll und wandelt sich in einen Chloroplasten um.

Neben der Photosynthese erfüllen Plastiden verschiedene Funktionen: Synthese von Lipiden und Aminosäuren, Lagerung von Lipiden und Stärke, Funktion von Stomata, Färbung von Pflanzenstrukturen wie Blumen und Früchten und Wahrnehmung der Schwerkraft.

Struktur

Alle Plastiden sind von einer doppelten Lipidmembran umgeben und im Inneren haben sie kleine membranartige Strukturen, Thylakoide genannt, die sich bei bestimmten Arten von Plastiden beträchtlich verlängern können.

Die Struktur hängt von der Art des Plastids ab und jede Variante wird im nächsten Abschnitt detailliert beschrieben.

Typen

Es gibt eine Reihe von Plastiden, die in Pflanzenzellen unterschiedliche Funktionen erfüllen. Die Grenze zwischen jedem Plastidentyp ist jedoch nicht sehr klar, da zwischen den Strukturen eine signifikante Wechselwirkung besteht und die Möglichkeit der gegenseitigen Umwandlung besteht.

In der gleichen Weise wird beim Vergleich verschiedener Zelltypen festgestellt, dass die Population von Plastiden nicht homogen ist. Zu den Grundtypen von Plastiden, die in höheren Pflanzen vorkommen, gehören:

Proplastiden

Sie sind Plastiden, die noch nicht differenziert sind und für die Entstehung aller Arten von Plastiden verantwortlich sind. Sie werden in Pflanzenmeristemen sowohl an den Wurzeln als auch an den Stängeln gefunden. Sie sind auch in Embryonen und anderen jungen Geweben.

Sie sind kleine Strukturen von einer oder zwei Mikrometern Länge und enthalten kein Pigment. Sie haben die Thylakoidmembran und ihre eigenen Ribosomen. In den Samen enthalten die Proplastidien Stärkekörner, die eine wichtige Reservequelle für den Embryo darstellen.

Die Anzahl der Proplastiden pro Zelle ist variabel, und zwischen 10 und 20 dieser Strukturen können gefunden werden.

Die Verteilung von Proplastiden im Prozess der Zellteilung ist wesentlich für das reibungslose Funktionieren der Meristeme oder eines bestimmten Organs. Wenn ungleiche Segregation auftritt und eine Zelle die Plastiden nicht erhält, ist sie für einen schnellen Tod bestimmt.

Daher sollte die Strategie zur gleichmäßigen Teilung von Plastiden in Tochterzellen homogen im Zellcytoplasma verteilt sein.

Ebenso müssen Proplastidien von den Nachkommen vererbt werden und in der Bildung der Gameten vorhanden sein.

Chloroplasten

Chloroplasten sind die auffälligsten und auffälligsten Plastiden von Pflanzenzellen. Seine Form ist oval oder kugelförmig und die Anzahl variiert normalerweise zwischen 10 und 100 Chloroplasten pro Zelle, obwohl sie 200 erreichen kann.

Sie messen 5 bis 10 μm Länge und 2 bis 5 μm Breite. Sie befinden sich hauptsächlich in den Blättern von Pflanzen, obwohl sie unter anderem in Stielen, Blattstielen, unreifen Blütenblättern vorhanden sein können.

Chloroplasten entwickeln sich in den Strukturen der Pflanze, die nicht unterirdisch sind, aus Proplastidien. Die berüchtigtste Veränderung ist die Herstellung von Pigmenten, um die für diese Organelle charakteristische grüne Farbe anzunehmen.

Wie die anderen Plastiden sind sie von einer Doppelmembran umgeben und im Inneren haben sie ein drittes membranöses System, die Thylakoide, die in das Stroma eingebettet sind.

Thilacoide sind scheibenförmige Strukturen, die in Körnchen gestapelt sind.Auf diese Weise kann der Chloroplast strukturell in drei Kompartimente unterteilt werden: Raum zwischen den Membranen, dem Stroma und dem Lumen des Thylakoids.

Wie in den Mitochondrien erfolgt die Vererbung von Chloroplasten von Eltern zu Kindern auf Seiten eines Elternteils (uniparent) und besitzt eigenes genetisches Material.

Funktionen

In Chloroplasten tritt der photosynthetische Prozess auf, der es Pflanzen ermöglicht, das Licht der Sonne einzufangen und in organische Moleküle umzuwandeln. Tatsächlich sind Chloroplasten die einzigen Plastiden mit photosynthetischen Fähigkeiten.

Dieser Prozess beginnt in den Membranen der Thylakoide mit der leichten Phase, in der die enzymatischen Komplexe und die für den Prozess notwendigen Proteine ​​verankert sind. Das Endstadium der Photosynthese, oder dunkle Phase, tritt im Stroma auf.

Amiloplasten

Amyloplasten sind auf die Lagerung von Stärkekörnern spezialisiert. Sie finden sich vor allem in den Reservegeweben von Pflanzen, wie dem Endosperm in Samen und Knollen.

Die meisten Amyloplasten werden während der Entwicklung des Organismus direkt aus einem Protoplasten gebildet. Experimentell wurde die Bildung von Amyloplasten erreicht, indem das Phytohormon Auxin durch Cytokinine ersetzt wurde, wodurch die Zellteilung reduziert und die Akkumulation von Stärke induziert wurde.

Diese Plastiden sind Reservoirs für eine Vielzahl von Enzymen, ähnlich den Chloroplasten, obwohl ihnen Chlorophyll und die photosynthetische Maschinerie fehlt.

Wahrnehmung der Schwere

Amyloplasten sind mit der Reaktion auf das Gefühl der Schwerkraft verbunden. In den Wurzeln wird das Gefühl der Schwerkraft von den Zellen der Columella wahrgenommen.

In dieser Struktur sind Statolithen, die spezialisierte Amyloplasten sind. Diese Organellen befinden sich am Boden der Zellen der Columella und zeigen den Schweregrad an.

Die Position der Statolithen löst eine Reihe von Signalen aus, die zur Umverteilung des Auxinhormons führen, was das Wachstum der Struktur zugunsten der Schwerkraft bewirkt.

Stärkekörner

Stärke ist ein semikristallines unlösliches Polymer, das durch wiederholte Einheiten von Glucose gebildet wird, wobei zwei Arten von Molekülen, Amylopeptin und Amylose, erzeugt werden.

Amilopeptin hat eine verzweigte Struktur, während Amylose ein lineares Polymer ist und sich in den meisten Fällen in einem Verhältnis von 70% Amylopeptin und 30% Amylose ansammelt.

Die Stärkekörner haben eine ziemlich organisierte Struktur, die mit den Amylopeptinketten zusammenhängt.

In den untersuchten Amyloplasten aus dem Endosperm von Getreide variieren die Körner im Durchmesser von 1 bis 100 & mgr; m und können zwischen großen und kleinen Körnchen unterscheiden, die im Allgemeinen in verschiedenen Amyloplasten synthetisiert werden.

Chromoplasten

Chromoplasten sind sehr heterogene Plastiden, die verschiedene Pigmente in Blüten, Früchten und anderen pigmentierten Strukturen speichern. Es gibt auch bestimmte Vakuolen in Zellen, die Pigmente speichern können.

Bei Angiospermen ist ein Mechanismus erforderlich, um die für die Bestäubung verantwortlichen Tiere anzuziehen. Aus diesem Grund begünstigt die natürliche Selektion die Ansammlung heller und attraktiver Pigmente in einigen Pflanzenstrukturen.

Im Allgemeinen entwickeln sich Chromoplasten während des Reifungsprozesses der Früchte aus Chloroplasten, wobei die grüne Frucht im Laufe der Zeit eine charakteristische Farbe annimmt. Zum Beispiel sind unreife Tomaten grün und wenn sie reif sind, sind sie leuchtend rot.

Die Hauptpigmente, die sich in den Chromoplasten ansammeln, sind Carotinoide, die variabel sind und unterschiedliche Farben aufweisen können. Carotine sind orange, Lycopin ist rot und Zeaxanthin und Violaxanthin sind gelb.

Die endgültige Färbung der Strukturen wird durch die Kombinationen dieser Pigmente definiert.

Oleoplasten

Plastiden können auch Moleküle mit Lipid- oder Proteincharakter speichern. Oleoplasten lagern Lipide in speziellen Körpern, den sogenannten Plastoglóbs.

Die Blumenantennen werden gefunden und ihr Inhalt wird in die Wand des Pollenkorns freigesetzt. Sie sind auch sehr häufig in bestimmten Kakteenarten.

Darüber hinaus haben Oleoplasten verschiedene Proteine ​​wie Fibrillin und Enzyme, die mit dem Metabolismus von Isoprenoiden in Verbindung stehen.

Leukoplastos

Die Leukoplastos sind Plastiden ohne Pigmente. Nach dieser Definition können Amyloplasten, Oleoplasten und Proteinoplasten als Leukoplast-Varianten klassifiziert werden.

Leukoplastos sind in den meisten Pflanzengeweben gefunden. Sie besitzen keine auffällige Thylakoidmembran und sie haben wenige Plastokügelchen.

Sie haben metabolische Funktionen in den Wurzeln, wo sie wichtige Mengen an Stärke akkumulieren.

Gerontoplastos

Wenn die Pflanze altert, findet eine Umwandlung der Chloroplasten in Gerontoplastos statt. Während des Alterungsprozesses bricht die Thylakoidmembran zusammen, Plastogli-Zellen akkumulieren und Chlorophyll wird abgebaut.

Ätioplastos

Wenn Pflanzen unter schlechten Lichtbedingungen wachsen, entwickeln sich Chloroplasten nicht richtig und das gebildete Plastid heißt Ethioplasto.

Die Etioplastos enthalten Stärkekörner und besitzen keine weit entwickelte Thylakoidmembran wie in den reifen Chloroplasten. Wenn sich die Bedingungen ändern und genügend Licht vorhanden ist, kann sich der Etioplast zu Chloroplasten entwickeln.

Referenzen

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