Amyloplaster och stärkelselagring i växter

En amyloplast är en organell som finns i växtceller. Amyloplaster är plastider som producerar och lagrar stärkelse i inre membranfack. De finns vanligtvis i vegetativa växtvävnader, såsom knölar (potatis) och lökar. Amyloplaster tros också vara involverade i gravitationsavkänning (gravitropism) och hjälpa växtrötter växa i nedåtgående riktning

Nyckelalternativ: Amyloplast och andra plastider

Plastider är växtorganeller som fungerar i näringssyntes och Dessa cytoplasmatiska dubbelmembranstrukturer har sitt eget DNA och replikerar oberoende av cellen.

Plastider utvecklas från omogna celler som kallas proplastider som mognar till kloroplaster, kromoplaster, geront oplaster och leukoplaster.

Amyloplaster är leukoplaster som huvudsakligen fungerar vid stärkelselagring. De är färglösa och finns i växtvävnader som inte genomgår fotosyntes (rötter och frön).

Amyloplaster syntetiserar övergående stärkelse som lagras tillfälligt i kloroplaster och används för energi. Kloroplaster är platser för fotosyntes och energiproduktion i växter.

Amyloplaster hjälper också till att orientera rottillväxt nedåt mot tyngdriktningen.

Amyloplaster härrör från en grupp plastider som kallas leukoplaster. Leukoplaster har ingen pigmentering och verkar färglösa. Flera andra typer av plastider finns i växtceller inklusive kloroplaster (platser för fotosyntes), kromoplaster (producerar växtpigment) och gerontoplaster (nedbrutna kloroplaster).

Typer av plastider

Den här bilden av ett vertikalt snitt av ett löv togs med ett svepelektronmikroskop. Kloroplaster (gröna plastider som ansvarar för fotosyntesen) och andra organeller ses inuti cellerna.

Clouds Hill Imaging Ltd./Corbis Documentary/Getty Images

Plastider är organeller som huvudsakligen fungerar i näringssyntes och lagring av biologiska molekyler. Även om det finns olika typer av plastider som är specialiserade för att fylla specifika roller, delar plastider några gemensamma egenskaper. De är belägna i cellcytoplasman och är omgivna av ett dubbelt lipidmembran. Plastider har också sitt eget DNA och kan replikera oberoende av resten av cellen. Vissa plastider innehåller pigment och är färgglada, medan andra saknar pigment och är färglösa. Plastider utvecklas från omogna, odifferentierade celler som kallas proplastider. Proplastider mognar till fyra typer av specialiserade plastider: kloroplaster, kromoplaster, gerontoplaster, och leukoplaster.

Kloroplaster: Dessa gröna plastider är ansvariga för fotosyntes och energiproduktion genom glukossyntes. De innehåller klorofyll, ett grönt pigment som absorberar ljusenergi. Kloroplaster finns vanligtvis i specialiserade celler som kallas skyddsceller som finns i växtens blad och stjälkar. Skyddsceller öppnar och stänger små porer som kallas stomata för att möjliggöra gasutbyte som krävs för fotosyntes.

Leukoplaster: Dessa plastider saknar färg och funktion för att lagra näringsämnen.

Leucoplast Plastids

Detta är falskt -färgtransmissionselektronmikrofotografi visar en amyloplast (stor central kropp), en stärkelseinnehållande plastid, som finns i en cell från rotkåpan på en lök. Amyloplaster innehåller stora mängder stärkelse (blå kulor).

Dr. Jeremy Burgess/Science Photo Library/Getty Images

Leukoplaster finns vanligtvis i vävnader som inte genomgår fotosyntes, såsom rötter och frön. Typer av leukoplaster inkluderar:

Amyloplaster: Dessa leukoplaster omvandlar glukos till stärkelse för lagring. Stärkelsen lagras som granulat i amyloplaster av knölar, frön, stjälkar och frukt. De täta stärkelsekornen gör att amyloplaster sedimenterar i växtvävnaden som svar på gravitationen. Detta inducerar tillväxt i nedåtgående riktning. Amyloplaster syntetiserar också tillfällig stärkelse. Denna typ av stärkelse lagras tillfälligt i kloroplaster för att brytas ner och användas för energi på natten när fotosyntes inte sker. Övergående stärkelse finns främst i vävnader där fotosyntes sker, såsom löv.

Elaioplaster: Dessa leukoplaster syntetiserar fettsyror och lagrar oljor i lipidfyllda mikrofack som kallas plastoglobuli. De är viktiga för en korrekt utveckling av pollenkorn.

Etioplaster: Dessa ljusberövade kloroplaster innehåller inte klorofyll men har prekursorpigmentet för klorofyllproduktion. När de väl utsätts för ljus sker klorofyllproduktion och etioplaster omvandlas till kloroplaster.

Proteinoplaster: Kallas även aleuroplaster, dessa leukoplaster lagrar protein och finns ofta i frön.

Amyloplast Development
Denna bild visar stärkelsekorn (gröna) i parenkymet hos en Clematis sp. växt. Stärkelse syntetiseras från kolhydraten sackaros, ett socker som produceras av växten under fotosyntesen, och används som energikälla. Det lagras som korn i strukturer som kallas amyloplaster (gul). Steve Gschmeissner/Science Photo Library/Getty Images

Amyloplaster ansvarar för all stärkelsesyntes i växter. De finns i växtparenkymvävnad som består av de yttre och inre lagren av stjälkar och rötter; det mellersta lagret av löv; och den mjuka vävnaden i frukter. Amyloplaster utvecklas från proplastider och delar sig genom processen med binär fission. Mognande amyloplaster utvecklar inre membran som skapar fack för lagring av stärkelse.

Stärkelse är en polymer av glukos som finns i två former: amylopektin och amylos. Stärkelsegranuler är sammansatta av både amylopektin- och amylosmolekyler arrangerade på ett mycket organiserat sätt. Storleken och antalet stärkelsekorn som finns i amyloplaster varierar beroende på växtarten. Vissa innehåller ett enda sfäriskt format korn, medan andra innehåller flera små korn. Storleken på själva amyloplasten beror på mängden stärkelse som lagras.

Källor