ПЛАСТОС: КАРАКТЕРИСТИКЕ, СТРУКТУРА И ВРСТЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

У пластида или пластидиоссон групне органулас семиаутономоус ћелије са варирао функцијама. Налазе се у ћелијама алги, махова, папрати, теретаносперми и ангиосперми. Најистакнутији пластид је хлоропласт, одговоран за фотосинтезу у биљним ћелијама.

Према њиховој морфологији и функцији, постоји велики избор пластида: међу осталим, хромопласти, леукопласти, амилопласти, етиопласти, олеопласти. Хромопласти су специјализовани за складиштење каротеноидних пигмената, амилопласти у којима се налази скроб, а пластиди који расту у мраку називају се етиопласти.

Изненађујуће су пријављени пластиди код неких паразитских глиста и код одређених морских мекушаца.

Опште карактеристике

Пластиде су органеле присутне у биљним ћелијама прекривеним двоструком липидном мембраном. Имају свој геном, што је последица њиховог ендосимбиотског порекла.

Предлаже се да је пре 1,5 милијарди година протоеукариотска ћелија прогутала фотосинтетску бактерију, стварајући еукариотску лозу.

Еволуцијски се могу разликовати три линије пластида: глаукофити, родови црвених алги (родопласти) и родови зелених алги (хлоропласти). Зелена лоза је створила пластиде и из алги и из биљака.

Генетски материјал има од 120 до 160 кб - у вишим биљкама - и организован је у затвореном и кружном молекулу двоконцентрисане ДНК.

Једна од најупечатљивијих карактеристика ових органела је њихова способност претварања. Ова промена дешава се захваљујући присуству молекуларних и околишних стимулуса. На пример, када етиопласт прими сунчеву светлост, он синтетише хлорофил и постаје хлоропласт.

Поред фотосинтезе, пластиди испуњавају и различите функције: синтезу липида и аминокиселина, складиштење липида и шкроба, функционисање стомата, бојење биљних структура попут цвећа и плодова и перцепцију гравитације.

Структура

Сви пластиди окружени су двоструком липидном мембраном, а унутар њих имају мале мембранске структуре назване тилакоиди, које се могу знатно проширити у одређеним врстама пластиде.

Структура зависи од врсте пластида и свака варијанта ће бити детаљно описана у следећем одељку.

Врсте

Постоји низ пластида које испуњавају различите функције у биљним ћелијама. Међутим, граница између сваке врсте пластида није баш јасна, јер постоји значајна интеракција између структура и постоји могућност међусобне конверзије.

Слично томе, када се упоређују различити типови ћелија, откривено је да популација пластида није хомогена. Међу основним врстама пластиида које се налазе у вишим биљкама су следеће:

Пропластидс

То су пластиди који још нису диференцирани и одговорни су за настанак свих врста пластида. Налазе се у меристемима биљака и у коренима и у стабљикама. Такође се налазе у ембрионима и другим младим ткивима.

Они су мале грађе, дуге један или два микрометра и не садрже пигмент. Имају тилакоидну мембрану и своје рибосоме. У семенкама пропластидија садржи зрно шкроба, што је важан резервни извор ембриона.

Број пропластидија по ћелији је променљив, а између 10 и 20 ових структура се може наћи.

Расподела пропластидија у процесу деобе ћелија од суштинског је значаја за правилно функционисање меристема или одређеног органа. Када се догоди неједнака сегрегација и ћелија не прими пластиде, она је предодређена за брзу смрт.

Према томе, стратегија за обезбеђивање равноправне поделе пластида на ћерке ћелија је хомогено распоређена у ћелијској цитоплазми.

Исто тако, пропластидију морају наследити потомци и бити присутни у стварању гамета.

Хлоропласти

Хлоропласти су најистакнутији и највидљивији пластиди биљних ћелија. Његов облик је овалног или сфероидног облика, а број обично варира између 10 и 100 хлоропласта по ћелији, иако може достићи и 200.

Дужине су 5 до 10 µм и ширине 2 до 5 µм. Смјештени су углавном у лишћу биљке, иако могу бити присутни у стабљикама, петељкама, незрелим латицама, између осталог.

Хлоропласти се развијају у биљним структурама које нису под земљом, од пропластидија. Најуочљивија промена је производња пигмената који попримају карактеристичну зелену боју овог органела.

Као и други пластиди, окружени су двоструком мембраном, а унутар њих имају трећи мембрански систем, тилакоиди, уграђени у строму.

Тхилакоиди су структуре у облику диска, које су наслагане у зрно. На овај начин, хлоропласт се може структурно поделити у три дела: простор између мембрана, строма и лумен тилакоида.

Као и у митохондријама, наслеђивање хлоропласта од родитеља до деце долази од једног од родитеља (унипарентално) и они имају свој генетски материјал.

Карактеристике

У хлоропластима се дешава процес фотосинтезе, који омогућава биљкама да узму светлост са сунца и претворе је у органске молекуле. У ствари, хлоропласти су једини пластиди са фотосинтетским могућностима.

Овај процес започиње у тилакоидним мембранама светлосном фазом, у којој су ензимски комплекси и протеини потребни за тај процес усидрени. Последња фаза фотосинтезе, или тамна фаза, јавља се у строми.

Амилопласти

Амилопласти су специјализовани за складиштење зрна скроба. Налазе се углавном у резервним ткивима биљака, попут ендосперма у семенима и гомољима.

Већина амилопласта настаје директно из протопласта током развоја организма. Експериментално, формирање амилопласта је постигнуто заменом фитохормона ауксина цитокининима, узрокујући смањење ћелијске деобе и изазивање накупљања скроба.

Ови пластиди представљају резервоар за најразличитије ензиме, сличне хлоропластима, иако немају хлорофил и фотосинтетску машину.

Перцепција гравитације

Амилопласти су повезани са одговором на осећај гравитације. У коренима ћелије колумеле опажају гравитацију.

У овој структури су статолити, који су специјализовани амилопласти. Ови органели налазе се на дну ћелија колумелле, што указује на осећај гравитације.

Положај статолита покреће низ сигнала који доводе до редистрибуције хормона ауксина, изазивајући раст структуре у корист гравитације.

Шкробне грануле

Скроб је нерастворљиви пол-кристални полимер који се састоји од понављајућих јединица глукозе, стварајући две врсте молекула, амилопептин и амилозу.

Амилопептин има разгранату структуру, док је амилоза линеарни полимер и они се акумулирају у већини случајева у пропорцији од 70% амилопептина и 30% амилозе.

Зрнца шкроба имају прилично организовану структуру, која се односи на ланце амилопептина.

У амилопластима који су проучавани из ендосперма житарица, грануле варирају у пречнику од 1 до 100 ум, и могу се разликовати између великих и малих гранула које се генерално синтетишу у различитим амилопластима.

Хромопласти

Хромопласти су високо хетерогене пластиде које складиште различите пигменте у цвећу, плодовима и другим пигментираним структурама. Такође, у ћелијама постоје одређене вакуоле које могу складиштити пигменте.

Код ангиосперма је потребно успоставити механизам за привлачење животиња одговорних за опрашивање; из тог разлога, природна селекција погодује накупљању светлих и атрактивних пигмената у неким биљним структурама.

Генерално, хромопласти се развијају из хлоропласта током процеса зрења воћа, при чему зелени плод временом поприма карактеристичну боју. На пример, незрели парадајз је зелене боје, а када је зрео, јарко је црвене боје.

Главни пигменти који се накупљају у хромопластима су каротеноиди, који су променљиви и могу да представљају различите боје. Каротени су наранџасти, ликопен црвени, а зеаксантин и виолаксантин жути.

Коначно бојање структура је дефинисано комбинацијама наведених пигмената.

Олеопласти

Пластиде су такође способне да складиште молекуле липидне или протеинске природе. Олеопласти су у стању да складиште липиде у посебним телима која се називају пластоглобули.

Пронађене су цветне антене и њихов садржај се ослобађа на зиду полена зрна. Такође су веома честе код одређених врста кактуса.

Поред тога, олеопласти имају различите протеине попут фибрилина и ензима који се односе на метаболизам изопреноида.

Леукопласти

Леукопласти су пластиде лишене пигмената. Следећи ову дефиницију, амилопласти, олеопласти и протеинопласти могу се класификовати као варијанте леукопласта.

Леукопласти се налазе у већини биљних ткива. Немају видљиву тилакоидну мембрану и имају мало плазмичних глобуса.

Они имају метаболичке функције у коренима, где накупљају значајне количине шкроба.

Геронтопласти

Када биљка остари, долази до конверзије хлоропласта у геронтопласте. Током процеса сенесценце, руши се тилакоидна мембрана, накупљају се плазмичне глобуле и хлорофил се распада.

Етиопласти

Када биљке расту у условима слабог осветљења, хлоропласти се не развијају правилно и формирани пластид се назива етиопласт.

Етиопласти садрже шкробна зрнца и немају широко развијену тилакоидну мембрану као у зрелим хлоропластима. Ако се услови промене и има довољно светлости, етиопласти се могу развити у хлоропласте.

Референце

1. Бисвал, УЦ, и Равал, МК (2003). Биогенеза хлоропласта: од пропластида до геронтопласта. Спрингер наука и пословни медији.
2. Цоопер, ГМ (2000). Ћелија: Молекуларни приступ. Друго издање Сандерланд (МА): Синауер Ассоциатес. Хлоропласти и други пластиди. Доступно на: нцби.нлм.них.гов
3. Гоулд, СБ, Валлер, РФ и МцФадден, ГИ (2008). Пластидна еволуција. Годишњи преглед биљне биологије, 59, 491–517.
4. Лопез - Јуез, Е., и Пике, КА (2004). Пластиди су се ослободили: њихов развој и интеграција у развој биљака. Међународни часопис за развојну биологију, 49 (5–6), 557–577.
5. Пике, К. (2009). Пластидна биологија. Цамбридге Университи Пресс.
6. Пике, К. (2010). Пластидна подела. АоБ Биљке, плк016.
7. Висе, РР (2007). Разноликост облика и функција пластида. У структури и функцији пластида (стр. 3–26). Спрингер, Дордрецхт.