Modifikacije plastida su uobičajena pojava u biljnom svijetu. Plastidi: struktura, funkcije

Jedna od glavnih razlika između biljke i životinjskih stanica je prisutnost citoplazme prvog takvog organela, kao plastida. U ovom će se članku razmotriti struktura, svojstva procesa njihove vitalne aktivnosti, kao i važnost kloroplasta, kromoplasti i leukoplasta.

Struktura kloroplasta

Zeleni plastidi, čija struktura sada proučavamo, odnose se na obvezne organele stanica viših spora i sjemenskih biljaka. Oni su dva membranska stanična organela i imaju ovalni oblik. Njihov broj u citoplazmi može biti različit. Na primjer, stanice stupne parenhimske listove duhana sadrže do tisuću kloroplasta, u stabljici biljaka žitarice od 30 do 50 godina.

Oba membrana, koja su dio organoida, imaju drugačiju strukturu: vanjska membrana je glatka, troslojna, slična samoj membrani biljne stanice. Unutarnji dio sadrži mnoge nabore zvane lamele. Pridružuju im se ravne vrećice - thylakoidi. Lamele tvore mrežu koja se sastoji od paralelnih cjevčica. Između lamele nalaze se tele-tiakoidi. Prikupljaju se u stablima - granulama, koje se mogu povezati zajedno. Njihova količina u jednom kloroplastu je 60-150. Cijela unutarnja šupljina kloroplasta je ispunjena matricom.

Organelle ima znakove autonomije: vlastiti nasljedni materijal je prstenasta DNA, kroz koju se kloroplasti mogu množiti. Tu je i zatvorena vanjska membrana koja ograničava organelu od procesa koji se odvijaju u citoplazme stanice. Kloroplasti imaju vlastite ribosome, molekule i RNA i t-RNK, te su stoga sposobne za sintezu proteina.

Funkcije thylakoida

Kao što je ranije rečeno, plastidi biljne stanice - kloroplasti, sadrže u njihovom sastavu posebne spljoštene vrećice, nazvane thakikoidima. Pronašli su pigmente - klorofile (sudjelujući u fotosintezi) i karotenoidi (pružanje podrške i trofičke funkcije). Tu je i enzimski sustav koji osigurava reakciju svjetla i tamna faza fotosinteze. Thylakoidi funkcioniraju kao antene: usmjeravaju svjetlosnu kvagu i usmjeravaju ih na klorofilne molekule.

Fotosinteza je glavni proces kloroplasta

Autotrofne stanice mogu samostalno sintetizirati organske tvari, posebice glukozu, koristeći ugljični dioksid i svjetlosnu energiju. zelena plastidi, funkcije koje sada proučavamo, sastavni su dio fototrofova - višestanični organizmi kao što su:

• veće biljke spora (mahovine, konopa, ravnice, paprati);
• sjemena (gymnosperms - gingovye, conifers, ephedra i angiosperms ili cvjetnice).

Ove reakcije dovode do sinteze organskih tvari, naročito glukoze i otpuštanja molekularnog kisika. Svjetlosna faza fotosinteze pojavljuje se na membranama thakakoida pod djelovanjem svjetlosne energije. Apsorbirana količina svjetlosti potiče elektrone magnezijskih atoma koji čine zeleni pigment - klorofil.

Energija elektrona koristi se za sintetiziranje energetski intenzivnih tvari: ATP i NADP-H2. Stanice se cijepaju za reakcije tamne faze koja se javlja u matrici kloroplasta. Kombinacija ovih sintetskih reakcija dovodi do formiranja molekula glukoze, aminokiselina, glicerola i masnih kiselina, koje služe kao građevina i trofički materijal stanice.

Vrste plastida

Zelene plastide, čija je struktura i funkcije koje smo ranije razmotrili, nalaze se u lišću, zelene stabljike i nisu jedina vrsta. Dakle, na koži ploda, u laticama biljaka cvjetanja, na vanjskim pokrovima podzemnih izbojaka - gomolja i žarulja, postoje i drugi plastidi. Oni se nazivaju kromoplastici ili leukoplasti.

Bezbojni organele (leukoplast) imaju različite oblike i različit od kloroplasta da im unutarnji šuplji prostor ne posjeduje tanke ploče - lamela, i broj thylakoids ugrađene u matrici mali. Sam matriks sadrži deoksiribonukleinska kiselina, sinteze proteina-ribosoma i proteolitičke enzime koji razgrađuju proteine ​​i ugljikohidrate.

Leukoplasti također imaju enzime - sintetaze, uključene u stvaranje škroba molekula iz glukoze. Kao rezultat toga, bezbojni plastidi biljnih stanica akumuliraju rezervne hranjive tvari: granule proteina i škrob zrna. Ovi plastidi, čije se funkcije sastoje od akumulacije organskih tvari, mogu se pretvoriti u kromoplaste, na primjer, tijekom sazrijevanja rajčice u stupnju zrelosti mlijeka.

Pod skeniranim mikroskopom s visokom snagom razlučivanja jasno su vidljive razlike u strukturi svih tri tipa plastida. To se prije svega odnosi na kloroplasti, koji imaju najsloženiju strukturu povezanu s funkcijom fotosinteze.

Plastifoni u boji kromoplasta

Zajedno sa zelenim i bezbojnim biljnih stanica postoji treća vrsta organela nazvanih kromoplasti. Imaju različite boje: žuta, ljubičasta, crvena. Njihova struktura je slična leukoplastima: unutarnja membrana ima malu količinu lamele i beznačajni broj tiakakoida. Kromoplasti sadrže različite pigmente: ksantofili, karotene, karotenoide, koji su pomoćne fotosinteze. To su ti plastidi koji daju boju korijenskih usjeva repa, mrkve, plodova voćaka i bobica.

Kako nastaju plastidi i međusobno

Leukoplasti, kromoplasti, kloroplasti su plastidi (struktura i funkcije koje proučavamo) koji imaju jedno podrijetlo. Oni su izvedeni iz meristematike (obrazovnih) tkiva, od kojih se formiraju protoplastidi - organele u obliku vrećice s dvije membrane veličine do 1 μm. U svjetlu, oni kompliciraju njihovu strukturu: formira se unutarnja membrana koja sadrži lamele i sintetizira se zeleni pigment klorofil. Protoplasti postaju kloroplasti. Leukoplasti se također mogu transformirati pod djelovanjem svjetlosne energije u zelene plastide, a zatim u kromoplaste. Modifikacije plastida su široko rasprostranjena pojava u biljnom svijetu.

Kromatopori kao prethodnici kloroplasta

Prokariotske organizme fototrofnih - zelene i purpurne bakterije, proces fotosinteze se izvodi upotrebom bacteriochlorophyll čije molekule su raspoređeni na unutrašnjim citoplazmatskih membranu izdanaka. Mikrobiolozi smatraju kromatofore bakterija kao prekursora plastida.

To potvrđuje i njihova struktura slična kloroplastima, naime prisutnost reakcijskih centara i sustava za snimanje svjetlosti, kao i opći rezultati fotosinteze koji dovode do formiranja organskih spojeva. Treba napomenuti da niže biljke - zelene alge, poput prokariota, nemaju plastide. To se objašnjava činjenicom da su oblici koji sadrže klorofil - kromatofori, preuzeli svoju funkciju - fotosintezu.

Kako su nastali kloroplasti?

Među mnogim hipotezama o podrijetlu plastida, neka se zadržimo na simbiogenezi. Prema njegovim idejama, plastidi su stanice (kloroplasti) koje su nastale arheanskoga doba zbog prodora fototrofnih bakterija u primarnu heterotrofnu stanicu. Oni su potom doveli do stvaranja zelenih plastida.

U ovom radu proučavali smo strukturu i funkcije dviju membranskih organela biljnih stanica: leukoplasti, kloroplasti i kromoplasti. Također je otkrio njihov značaj u staničnom životu.