פלסטוס: מאפיינים, מבנה וסוגים - ביולוגיה - 2025

פלסטידה orgánulas הקבוצה או plastidiosson תא אוטונומי למחצה עם פונקציות מגוונות. הם נמצאים בתאים של אצות, טחבים, שרכים, התעמלות, ואנגיוספרמות. הפלסטיד הבולט ביותר הוא הכלורופלסט, האחראי לפוטוסינתזה בתאי צמחים.

על פי המורפולוגיה ותפקודם, קיים מגוון גדול של פלסטידים: כרומופלסטים, לויוקופלסטים, עמילופלסטים, אתיופלסטים, אוליופלאסטים, בין היתר. כרומופלסטים מתמחים באחסון פיגמנטים קרוטנואידים, עמילופלסטים אוגרים עמילן ופלסטידים הגדלים בחושך נקראים etioplasts.

באופן מפתיע, דווח על פלסטידים בכמה תולעים טפיליות ובפכיות ים מסוימות.

מאפיינים כלליים

פלסטידים הם אברונים המצויים בתאי צמחים המכוסים על ידי קרום שומנים כפול. יש להם גנום משלהם, תוצאה של מקורם האנדוסימביוטי.

מוצע שלפני כמיליון וחצי שנים תא פרוטאוקריוטי חטף חיידק פוטוסינתטי, והוליד את השושלת האוקריוטית.

מבחינה אבולוציונית ניתן להבחין בין שלוש שורות של פלסטידים: הגלאוקופיטים, שושלת האצות האדומות (רודופלסטים) ושושלת האצות הירוקות (כלורופלסטים). השושלת הירוקה הולידה פלסטידים הן מאצות והן מצמחים.

החומר הגנטי כולל 120 עד 160 קילו -Bb - בצמחים גבוהים יותר - והוא מאורגן במולקולה סגורה ומעגלית של DNA דו-פסי.

אחד המאפיינים הבולטים ביותר של איברים אלה הוא יכולתם להתגבר. שינוי זה מתרחש בזכות נוכחותם של גירויים מולקולריים וסביבתיים. לדוגמא, כאשר אתי-פלסט מקבל אור שמש, הוא מסנתן את הכלורופיל והופך לכלורופלסט.

בנוסף לפוטוסינתזה, הפלסטידים ממלאים תפקידים שונים: סינתזה של ליפידים וחומצות אמינו, אחסון של ליפידים ועמילן, תפקוד של העגבניות, צביעה של מבנים צמחיים כמו פרחים ופירות, ותפיסת הכובד.

מִבְנֶה

כל הפלסטידים מוקפים בקרום שומני כפול ובתוכם יש מבנים קרומיים קטנים המכונים תילאוקואידים, שיכולים להתרחב במידה ניכרת בסוגים מסוימים של פלסטידים.

המבנה תלוי בסוג הפלסטיד, וכל גרסה תתואר בפירוט בסעיף הבא.

סוגים

יש סדרה של פלסטידים הממלאים פונקציות שונות בתאי צמחים. עם זאת, הגבול בין כל סוג של פלסטיד אינו ברור במיוחד, מכיוון שיש אינטראקציה משמעותית בין המבנים ויש אפשרות להמרה.

באופן דומה, כאשר משווים בין סוגי תאים שונים, נמצא כי אוכלוסיית הפלסטידים אינה הומוגנית. בין הסוגים הבסיסיים של פלסטידים שנמצאים בצמחים גבוהים יותר הם הבאים:

Proplastids

מדובר בפלסטידים שטרם נבדלו ואחראים על מקורם של כל סוגי הפלסטידים. הם נמצאים במריסטמים של צמחים, הן בשורשים והן בגבעולים. הם נמצאים גם בעוברים וברקמות צעירות אחרות.

הם מבנים קטנים באורך של מיקרומטר אחד או שניים ואינם מכילים שום פיגמנט. יש להם את הממברנה התילאואידית והריבוזומים שלהם. בזרעים, הפרופלאסטידיה מכילה גרגרי עמילן, מהווים מקור מילואים חשוב לעובר.

מספר הפרופלסטדיה לתא משתנה, וניתן למצוא בין 10 ל -20 מבנים אלה.

התפלגות הפרופלסטדיה בתהליך חלוקת התא חיונית לתפקוד נכון של המריסטמים או של איבר ספציפי. כאשר מתרחשת הפרדה לא אחידה ותא אינו מקבל את הפלסטידים, הוא מיועד למוות מהיר.

לפיכך, האסטרטגיה להבטיח חלוקה שוויונית של הפלסטידים לתאי הבת צריכה להיות מופצת באופן הומוגני בציטופלסמה של התא.

כמו כן, צאצאים צריכים להיות בירושה על ידי צאצאים וניתנים להיווצרות גמים.

כלורופלסטים

כלורופלסטים הם הפלסטידים הבולטים והבולטים ביותר של תאי צמחים. צורתו סגלגלה או כדורית והמספר בדרך כלל משתנה בין 10 ל 100 כלורופלסטים לתא, אם כי הוא יכול להגיע ל 200.

אורכם 5 עד 10 מיקרומטר ורוחבם 2 עד 5 מיקרומטר. הם ממוקמים בעיקר בעלים של צמחים, אם כי הם יכולים להימצא בגבעולים, עלי כותרת, עלי כותרת בשלים, בין היתר.

כלורופלסטים מתפתחים במבנים צמחיים שאינם מתחת לאדמה, מפרופלאסטידיה. השינוי הבולט ביותר הוא ייצור הפיגמנטים, על מנת לקבל את הצבע הירוק האופייני לאורגנל זה.

בדומה לפלסטידים האחרים, הם מוקפים בקרום כפול ובתוכם יש מערכת קרומית שלישית, התילקואידים, המשובצים בסטרומה.

Thylakoids הם מבנים בצורת דיסק אשר מוערמים לדגנים. באופן זה ניתן לחלק את הכלורופלסט באופן מבני לשלושה תאים: המרווח בין הממברנות, הסטרומה והלומן של התילאואיד.

כמו במיטוכונדריה, הירושה של כלורופלסטים מהורים לילדים מתרחשת על ידי אחד ההורים (חד-הורי) ויש להם חומר גנטי משלהם.

מאפיינים

בכלורופלסטים מתרחש התהליך הפוטוסינתטי, המאפשר לצמחים ללכוד את האור מהשמש ולהמיר אותו למולקולות אורגניות. למעשה, כלורופלסטים הם הפלסטידים היחידים עם יכולות פוטוסינתטיות.

תהליך זה מתחיל בקרומי התילקואיד עם שלב האור, בו עוגנים המתחמים האנזימטיים והחלבונים הנחוצים לתהליך. השלב האחרון של הפוטוסינתזה, או השלב האפל, מתרחש בסטרומה.

עמילופלסטים

עמילופלסטים מתמחים באחסון דגני עמילן. הם נמצאים בעיקר ברקמות השמורה של צמחים, כמו אנדוספרם בזרעים ופקעות.

מרבית העמילופלסטים נוצרים ישירות מפרוטופלסט במהלך התפתחות האורגניזם. באופן ניסיוני, היווצרות אמילופלסטים הושגה על ידי החלפת האוקסין הפיטוהורמון בציטוקינינים, מה שגרם להפחתת חלוקת התא וגורם להצטברות עמילן.

פלסטידים אלה הם מאגרים למגוון רחב של אנזימים, הדומים לכלורופלסטים, אם כי חסרים להם מכונות כלורופיל ופוטוסינתטי.

תפיסת כוח המשיכה

עמילופלסטים קשורים לתגובה לתחושת הכובד. בשורשים, תחושת הכובד נתפסת על ידי תאי הקולומלה.

במבנה זה נמצאים הסטטוליטים, שהם עמילופלסטים מתמחים. אברונים אלה ממוקמים בתחתית תאי הקולומלה, מה שמעיד על תחושת הכובד.

מיקומם של הסטטוליטים מעורר סדרת אותות המובילים להפצה מחדש של ההורמון אוקסין, וגורמים לצמיחת המבנה לטובת כוח הכובד.

גרגרי עמילן

עמילן הוא פולימר חצי-גביש בלתי מסיס המורכב מיחידות גלוקוז חוזרות, ומייצר שני סוגים של מולקולות, עמילופפטין ועמילוזה.

לאמילופפטין מבנה מסועף ואילו עמילוזה הוא פולימר ליניארי והם מצטברים ברוב המקרים בפרופורציה של 70% עמילופפטין ו -30% עמילוז.

גרגרי עמילן הם בעלי מבנה מסודר למדי, הקשור בשרשראות עמילופפטין.

בעמילופלסטים שנחקרו מאנדוספרם הדגנים, הגרגירים משתנים בקוטר בין 1 ל 100 מיקרומטר, וניתן להבחין בין גרגירים גדולים וקטנים המסונתזים בדרך כלל בעמילופלסטים שונים.

כרומופלסטים

כרומופלסטים הם פלסטידים הטרוגניים מאוד המאחסנים פיגמנטים שונים בפרחים, פירות ומבנים פיגמנטיים אחרים. כמו כן, ישנם תאים מסוימים בתאים שיכולים לאחסן פיגמנטים.

באנגיוספרמות יש צורך במנגנון כלשהו כדי למשוך את בעלי החיים האחראים להאבקה; מסיבה זו, הברירה הטבעית מעדיפה הצטברות של פיגמנטים בהירים ומושכים במבני צמחים מסוימים.

באופן כללי, כרומופלסטים מתפתחים מכלורופלסטים במהלך הבשלת הפירות, שם הפרי הירוק מקבל צבע אופייני לאורך זמן. לדוגמא, עגבניות לא בשלות ירוקות וכאשר הן בשלות הן אדומות בהירות.

הפיגמנטים העיקריים המצטברים בכרומופלסטים הם קרוטנואידים, שהם משתנים ויכולים להציג צבעים שונים. קרוטנים הם כתומים, הליקופן אדום, וזאקסנטין וויולהקסנטין הם צהובים.

הצביעה הסופית של המבנים מוגדרת על ידי שילובי הפיגמנטים האמורים.

אולאופלסטים

פלסטידים מסוגלים גם לאחסן מולקולות בעלות אופי שומני או חלבוני. אולאופלסטים מסוגלים לאגור שומנים בגופים מיוחדים הנקראים פלסטוגלובולות.

האנטנות הפרחוניות נמצאות ותוכנן משתחרר על קיר תבואה האבקה. הם נפוצים מאוד גם במינים מסוימים של קקטוסים.

בנוסף, לאולופלסטים יש חלבונים שונים כמו פיברילין ואנזימים הקשורים למטבוליזם של איזופרנואידים.

לוקופלסטים

הלוקופלסטים הם פלסטידים נטולי פיגמנטים. על פי הגדרה זו ניתן לסווג עמילופלסטים, אולופלאסטים ופרוטאנופלסטים כגרסאות של leukoplasts.

הלוקופלסטים נמצאים ברוב רקמות הצמח. אין להם קרום בולטת של התילקואיד ויש להם מעט כדוריות פלזמה.

יש להם פונקציות מטבוליות בשורשים, שם הם צוברים כמויות משמעותיות של עמילן.

גרונטופלסטים

כאשר הצמח מתיישן, מתרחשת המרה של כלורופלסטים לגרונטופלסטים. בתהליך ההפוגה קרום הקרום התילקואידי, כדוריות פלזמה מצטברות והכלורופיל מתפרק.

אתיופלסטים

כאשר צמחים גדלים בתנאי אור נמוכים, הכלורופלסטים אינם מתפתחים כראוי והפלסטיד הנוצר מכונה אתי-פלסט.

האטיופלסטים מכילים גרעיני עמילן ואינם מחזיקים בקרום התירקואיד המפותח באופן נרחב כמו בכלורופלסטים בוגרים. אם התנאים משתנים ויש מספיק אור, אתיופלסטים יכולים להתפתח לכלורופלסטים.

הפניות

1. ביסוואל, UC, ורוול, ח"כ (2003). ביוגנזה של כלורופלסט: מפרופלאסטיד לגרונטופלסט. ספרינגר מדע ומדיה עסקית.
2. קופר, GM (2000). התא: גישה מולקולרית. מהדורה שנייה. סנדרלנד (מ.א.): מקורבי סינאואר. כלורופלסטים ופלסטידים אחרים. ניתן להשיג ב: ncbi.nlm.nih.gov
3. Gould, SB, Waller, RF, & McFadden, GI (2008). אבולוציה פלסטית. סקירה שנתית של ביולוגיה מהצומח, 59, 491–517.
4. לופז - יועז, א., ופייק, KA (2004). פלסטידים שוחררו: התפתחותם ושילובם בפיתוח צמחים. כתב העת הבינלאומי לביולוגיה התפתחותית, 49 (5-6), 557–577.
5. פייק, ק '(2009). ביולוגיה פלסטית. הוצאת אוניברסיטת קיימברידג '.
6. פייק, ק '(2010). חלוקה פלסטית. צמחי AoB, plq016.
7. Wise, RR (2007). המגוון של צורה ותפקוד פלסטידים. במבנה הפלסטידים ותפקודם (עמ '3-26). שפרינגר, דורדרכט.