Modifikace plastidů jsou běžným jevem ve světě rostlin. Plastidy: struktura, funkce

Jedním z hlavních rozdílů mezi rostlinou a živočišnou buňkou je přítomnost prvních takových organel, jako jsou plastidy, v cytoplazmě. Struktura, vlastnosti procesů jejich životně důležité aktivity, stejně jako význam chloroplastů, chromoplastů a leukoplastů budou v tomto článku zvažovány.

Struktura chloroplastu

Zelené plastidy, jejichž struktura nyní studujeme, se vztahují k povinným organelům buněk vyšších sporových a semenných rostlin. Jsou to dvoubuněčné buněčné organely a mají oválný tvar. Jejich počet v cytoplazmě může být jiný. Například buňky sloupovitý tabákový list parenchym deska obsahovat až tisíce chloroplastů v stonky obilovin čeledi od 30 do 50 ° C.

Obě membrány, které jsou součástí organoidu, mají jinou strukturu: vnější membrána je hladká, třívrstvá, podobná samotné membráně rostlinné buňky. Vnitřní obsahuje mnoho záhybů nazývaných lamely. Jsou spojeny plochými vaky - tylakoidy. Lamely tvoří síť tvořenou paralelními tubuly. Mezi lamelami jsou tele-tylakoidy. Sbírají se ve stohu - granule, které lze spojit dohromady. Jejich množství v jednom chloroplastu je 60-150. Celá vnitřní dutina chloroplastu je vyplněna matricí.

Organel má znaky autonomie: vlastní dědičný materiál je kruhová DNA, přes kterou se mohou množit chloroplasty. Tam je také uzavřená vnější membrána, která omezuje organelle od procesů probíhajících v cytoplazma buňky. Chloroplasty mají své vlastní ribozomy, molekuly a RNA a t-RNA, a proto jsou schopné syntézy bílkovin.

Funkce tylakoidů

Jak již bylo zmíněno, plastidy rostlinných buněk - chloroplastů, obsahují ve svém složení speciálních zploštělých vaky zvaných thylakoids. Objevili pigmenty - chlorofyly (účastní se fotosyntézy) a karotenoidy (provádí podpůrné a trofické funkce). Existuje také enzymatický systém, který zajišťuje reakci světla a tmavé fáze fotosyntézy. Tylakoidy fungují jako antény: zaměřují světelné kvantové a směrují k molekulám chlorofylu.

Fotosyntéza je hlavní proces chloroplastů

Autotrofní buňky jsou schopny nezávisle syntetizovat organické látky, zejména glukózu, za použití oxidu uhličitého a světelné energie. Zelená plastidy, funkce které nyní studujeme, jsou nedílnou součástí fototrofů - mnohobuněčných organismů, jako jsou:

• vyšší rostliny spór (mechy, přesličky, planiny, kapradiny);
• semena (gymnospermy - gingovye, jehličnany, efedry a angiospermy nebo kvetoucí rostliny).

Tyto reakce vedou ke syntéze organických látek, zejména glukózy, a k uvolňování molekulárního kyslíku. Světlá fáze fotosyntézy se vyskytuje na membránách tylakoidů působením světelné energie. Absorbované kvantové světlo vzbuzuje elektrony atomů hořčíku, které tvoří zelený pigment - chlorofyl.

Energie elektronů se používá k syntéze energeticky náročných látek: ATP a NADP-H2. Oni jsou štěpeni buňkou pro reakce tmavé fáze se vyskytují v matrici chloroplastů. Celek těchto syntetických reakcí vede k vytvoření molekul glukózy, aminokyselin, glycerolu a mastných kyselin, které slouží jako stavební buňky a trofické materiálu.

Druhy plastidů

Zelené plastidy, jejichž struktura a funkce jsme považovali dříve, jsou v listech, zelených stoncích a nejsou jediným druhem. Například ve slupce plodu v okvětní lístky kvetoucích rostlin ve vnějších krytů podzemních běžců - hlízy a cibule, existují i ​​jiné plastidy. Jsou nazývány chromoplastika nebo leukoplasty.

Bezbarvé organely (leucoplasts) mají různé tvary a liší od chloroplastů, že jejich vnitřní dutina nemá žádné tenkých desek - lamely, a počet thylakoids uložena v matrici malé. Samotná matrice obsahuje deoxyribonukleovou kyselinu, organoleptické látky syntetizující bílkoviny - ribosomy a proteolytické enzymy, které rozkládají bílkoviny a sacharidy.

Leukoplasty také obsahují enzymy - syntetázy, které se podílejí na tvorbě molekul škrobu z glukózy. Výsledkem je, že bezbarvé plastidy rostlinných buněk hromadí náhradní živiny: bílkovinné granule a škrobové zrno. Tyto plastidy, jejichž funkce spočívají v akumulaci organických látek, se mohou proměnit v chromoplasty, například během zrání rajčat ve stádiu zralosti mléka.

Pod skenovacím mikroskopem s vysokou rozlišovací schopností jsou jasně viditelné rozdíly ve struktuře všech tří typů plastidů. To se především týká chloroplastů, které mají nejsložitější strukturu spojenou s funkcí fotosyntézy.

Chromoplast - barevné plastidy

Spolu se zeleným a bezbarvým rostlinných buněk tam je třetí druh organelles volal chromoplasty. Mají různé barvy: žluté, fialové, červené. Jejich struktura je podobná leucoplasts: vnitřní membrána má malý počet lamel a malý počet thylakoids. Chromoplastů obsahovat různé pigmenty: xantofyly, karoteny, karotenoidy, pomocné fotosyntetických látky. Právě tyto plastidy poskytují zbarvení kořenových plodin řepy, mrkve, ovoce ovocných stromů a bobulí.

Jak vzniknou plastidy a vzájemně

Leukoplasty, chromoplasty, chloroplasty jsou plastidy (struktura a funkce, které studujeme) s jediným původem. Jsou odvozeny z meristémie (vzdělávací) tkáně, z nichž jsou vytvořeny protoplastidy - dvoubublinové sáčkovité organely o velikosti až 1 μm. Ve světle komplikují jejich strukturu: vytvoří se vnitřní membrána obsahující lamely a syntetizuje se zelený pigmentový chlorofyl. Protoplasty se stávají chloroplasty. Leukoplasty se také mohou transformovat pod působením světelné energie na zelené plastidy a potom do chromoplastů. Modifikace plastidů jsou ve světě rostlin rozšířeným jevem.

Chromatofory jako prekurzory chloroplastů

Prokaryotické organismy Fototrofní - zelené a fialové bakterie, fotosyntetické postup se provádí za použití bakteriochlorofyl, jehož molekuly jsou uspořádány na vnitřní cytoplazmatickou membránu výrůstky. Mikrobiologové považují chromatofory bakterií za prekurzory plastidů.

To potvrzuje jejich struktura podobná chloroplastům, a to přítomnosti reakčních center a systémů zachycení světla, stejně jako obecné výsledky fotosyntézy vedoucí k tvorbě organických sloučenin. Je třeba poznamenat, že nižší rostliny - zelené řasy, stejně jako prokaryoti, nemají plastidy. To se vysvětluje skutečností, že formace obsahující chlorofyly - chromatofory, si vzaly svou funkci - fotosyntézu.

Jak vznikly chloroplasty?

Mezi mnoha hypotézami původu plastidů se věnujeme symbiogenezi. Podle jeho myšlenek jsou plastidy buňky (chloroplasty), které vznikly archejské éry v důsledku proniknutí fototrofních bakterií do primární heterotrofní buňky. Následně vedly k tvorbě zelených plastid.

V tomto článku jsme studovali strukturu a funkce dvou-membránových organel rostlinných buněk: leukoplasty, chloroplasty a chromoplasty. A také zjistili jejich význam v celulárním životě.