Modifikacije plastidov so pogost pojav v rastlinskem svetu. Plastidi: struktura, funkcije

Ena od glavnih razlik med rastlino in živalsko celico je navzočnost v citoplazmi prvih takih organelov, kot plastide. V tem članku bo obravnavana struktura, značilnosti procesov njihove vitalne aktivnosti, pa tudi pomen kloroplastov, kromoplastov in levkoplastov.

Struktura kloroplasta

Zeleni plastidi, katerih struktura zdaj študiramo, se nanašajo na obvezne organele celic višjih spornih in semenskih rastlin. So dvo-membranski celični organeli in imajo ovalno obliko. Njihovo število v citoplazmi je lahko drugačno. Na primer, celice kolonialne parenhimme listnega lista tobaka vsebujejo do tisoč kloroplastov v steblu rastlin iz žitne družine od 30 do 50.

Obe membrani, ki so del organoidov, imajo drugačno strukturo: zunanja membrana je gladka, troslojna, podobna sami membrani rastlinska celica. Notranjost vsebuje veliko gube, imenovane lamele. Povezani so z ravnimi vrečami - tilakoidi. Lamele tvorijo mrežo, sestavljeno iz vzporednih cevk. Med lamelami so tele-tilakoidi. Zbirajo se v skladih - zrnc, ki jih je mogoče povezati skupaj. Njihova količina v enem kloroplastu je 60-150. Celotna notranja votlina kloroplasta je napolnjena z matriko.

Organelle ima znake avtonomije: lasten dedni material je obročka DNK, skozi katero se lahko razmnožujejo kloroplasti. Obstaja tudi zaprta zunanja membrana, ki omejuje organelle od postopkov, ki potekajo v Ljubljani citoplazem celice. Kloroplasti imajo svoje ribosome, molekule in RNA ter t-RNA, zato so sposobni sinteze beljakovin.

Funkcije tiakakoidov

Kot je bilo že rečeno, plastidi rastlinske celice - kloroplasti v svoji sestavi vsebujejo posebne sploščene vrečke, imenovane tilakoidi. Ugotovili so pigmente - klorofile (sodelujejo pri fotosintezi) in karotenoidi (opravljajo podporo in trofične funkcije). Obstaja tudi encimski sistem, ki zagotavlja reakcijo svetlobe in temna faza fotosinteze. Tiakakoidi delujejo kot antene: usmerijo svetlobne kvante in jih usmerjajo v molekule klorofila.

Fotosinteza je glavni proces kloroplastov

Autotrofne celice lahko samostojno sintetizirajo organske snovi, zlasti glukozo, z uporabo ogljikovega dioksida in svetlobne energije. Zelena plastide, funkcije ki jih sedaj preučujemo, so sestavni del fototrofov - večceličnih organizmov, kot so:

• višje spore rastline (mahovi, konji, ravnice, praproti);
• seme (gimnospermi - gingovye, iglavci, ephedra in angiospermi ali cvetoče rastline).

Te reakcije povzročajo sintezo organskih snovi, zlasti glukoze, in sproščanje molekularnega kisika. Lahka faza fotosinteze poteka na membranah tilakoidov pod vplivom svetlobne energije. Absorbirane kvantne svetlobe vzbujajo elektrone magnezijevih atomov, ki tvorijo zeleni pigment - klorofil.

Energija elektronov se uporablja za sintetiziranje energetsko intenzivnih snovi: ATP in NADP-H2. Odkrijejo jih celice za reakcije temne faze, ki se pojavljajo v matriki kloroplastov. Kombinacija teh sintetičnih reakcij vodi v nastanek molekul glukoze, aminokislin, glicerola in maščobnih kislin, ki služijo kot gradbeni in trofični material celice.

Vrste plastidov

Zeleni plastidi, katerih struktura in funkcije smo upoštevali prej, so v listih, zelenih steblih in niso edina vrsta. Torej, v koži plodov, v cvetnih listih cvetočih rastlin, v zunanjih pokrovih podzemnih poganjkov - gomoljev in čebulic, obstajajo tudi druge plastide. Imenujejo se kromoplastiki ali levkoplasti.

Brezbarvni organeli (levkoplast) različne oblike in se razlikuje od kloroplaste, da je njihov notranji votlini brez tanke plošče - lamele in število thylakoids vgrajenih v matriki majhni. Matrika sama vsebuje dezoksiribonukleinsko kislino, protein-sintetizirane organele-ribosome in proteolitične encime, ki razgrajujejo proteine ​​in ogljikove hidrate.

Leukoplasti imajo tudi encime - sintetaze, ki sodelujejo pri nastajanju škrobnih molekul iz glukoze. Zato brezbarvna plastida rastlinskih celic nabira rezervna hranila: beljakovinske granule in škrobna zrna. Te plastide, katerih funkcije so sestavljene iz kopičenja organskih snovi, se lahko spremenijo v kromoplaste, na primer med zorenjem paradižnikov v fazi mlečne zrelosti.

Pod optičnim mikroskopom z visoko ločljivo močjo so razlike v strukturi vseh treh vrst plastidov jasno vidne. To se predvsem nanaša na kloroplaste, ki imajo najbolj kompleksno strukturo, povezano s funkcijo fotosinteze.

Kromirane plastidne barve

Skupaj z zelenimi in brezbarvnimi rastlinske celice obstaja tretja vrsta organelov, imenovana kromoplastov. Imajo različne barve: rumena, vijolična, rdeča. Njihova struktura je podobna levkoplastom: notranja membrana ima majhno količino lamel in neznatno število tiakakoidov. Kromoplasti vsebujejo različne pigmente: ksantofile, karotene, karotenoide, ki so pomožne fotosintezirajoče snovi. Te plastide, ki zagotavljajo obarvanje korenovk pese, korenja, sadja sadnega drevja in jagodičja.

Kako nastanejo plastide in medsebojno

Leukoplasti, kromoplasti, kloroplasti so plastidi (struktura in funkcije, ki jih preučujemo), ki imajo en sam izvor. Izhajajo iz meristematike (izobraževalna) tkiva, od katerih se tvorijo protoplastidi - dve membranski vrečki v obliki organelov do 1 μm. Pri svetlobi otežijo njihovo strukturo: nastane notranja membrana, ki vsebuje lamele, in sinteza zelenega pigmentnega klorofila. Protoplasti postanejo kloroplasti. Leukoplasti se lahko pod vplivom svetlobne energije tudi pretvorijo v zelene plastike in nato v kromoplastike. Modifikacije plastidov so razširjeni pojav v rastlinskem svetu.

Kromatofori kot predhodniki kloroplastov

Prokariontske phototrophic organizmi - zelene in rdeče bakterije, ki se fotosintetskega postopek izvedemo z uporabo bakterioklorofilnega katere molekule so razporejena na notranji citoplazme membranskih izrastkov. Mikrobiologi menijo, da so kromatofori bakterij kot predhodniki plastidov.

To potrjuje njihova struktura, podobna kloroplastom, in sicer prisotnost reakcijskih centrov in sistemov za zajetje svetlobe, pa tudi splošne rezultate fotosinteze, ki vodijo k nastajanju organskih spojin. Treba je opozoriti, da nižje rastline - zelene alge, kot so prokarionti, nimajo plastidov. To se razlaga z dejstvom, da so klorofil-formacije - kromatofori, prevzele svojo funkcijo - fotosintezo.

Kako so nastali kloroplasti?

Med mnogimi hipotezami o poreklu plastidov, nas obdržimo na simbiogenezi. V skladu s svojimi zamislimi so plastidi celice (kloroplasti), iz katerih so nastali arhesko obdobje zaradi penetracije fototrofnih bakterij v primarno heterotrofno celico. Kasneje so privedli do nastanka zelenih plastidov.

V tem članku smo proučevali strukturo in funkcije dveh membranskih organel rastlinskih celic: levkoplastov, kloroplastov in kromoplastov. Ugotovili so tudi njihov pomen v celičnem življenju.