ลักษณะของ PLASTOS โครงสร้างและประเภท - ชีววิทยา

plastidหรือ plastidiosson กลุ่มorgánulasเซลล์ semiautonomous กับการทำงานที่แตกต่างกัน พบในเซลล์ของสาหร่ายมอสเฟิร์นยิมโนสเปิร์มและแองจิโอสเปิร์ม พลาสติดที่โดดเด่นที่สุดคือคลอโรพลาสต์ทำหน้าที่สังเคราะห์แสงในเซลล์พืช

ตามสัณฐานวิทยาและหน้าที่ของพวกมันมีพลาสติดหลากหลายชนิด ได้แก่ โครโมโซม, เม็ดเลือดขาว, อะไมโลพลาสต์, เอทิโอพลาสต์, โอลีโอพลาสต์และอื่น ๆ โครโมพลาสต์มีความเชี่ยวชาญในการจัดเก็บเม็ดสีแคโรทีนอยด์อะมิโลพลาสต์เก็บแป้งและพลาสติดที่เติบโตในที่มืดเรียกว่าเอทิโอพลาสต์

น่าแปลกที่มีรายงาน plastids ในหนอนปรสิตบางชนิดและในหอยทะเลบางชนิด

ลักษณะทั่วไป

Plastids เป็นออร์แกเนลล์ที่มีอยู่ในเซลล์พืชที่ปกคลุมด้วยเยื่อหุ้มไขมันสองชั้น พวกมันมีจีโนมของตัวเองอันเป็นผลมาจากแหล่งกำเนิดเอนโดซิมไบโอติก

มีข้อเสนอแนะว่าเมื่อประมาณ 1.5 พันล้านปีก่อนเซลล์โปรโตคาริโอตได้กลืนแบคทีเรียที่สังเคราะห์ด้วยแสงทำให้เกิดเชื้อสายยูคาริโอต

ตามวิวัฒนาการสามารถจำแนกพลาสรอยด์ได้สามสาย: กลูโคไฟต์, เชื้อสายของสาหร่ายแดง (โรโดพลาสต์) และเชื้อสายของสาหร่ายสีเขียว (คลอโรพลาสต์) เชื้อสายสีเขียวก่อให้เกิดพลาสมิดจากทั้งสาหร่ายและพืช

สารพันธุกรรมมี 120 ถึง 160 กิโลไบต์ในพืชที่สูงขึ้นและจัดอยู่ในโมเลกุลแบบปิดและเป็นวงกลมของดีเอ็นเอสองแถบ

ลักษณะที่โดดเด่นที่สุดอย่างหนึ่งของออร์แกเนลล์เหล่านี้คือความสามารถในการแปลงสัญญาณ การเปลี่ยนแปลงนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการมีอยู่ของสิ่งเร้าระดับโมเลกุลและสิ่งแวดล้อม ตัวอย่างเช่นเมื่อเอธิโอพลาสต์ได้รับแสงแดดมันจะสังเคราะห์คลอโรฟิลล์และกลายเป็นคลอโรพลาสต์

นอกเหนือจากการสังเคราะห์แสงแล้วพลาสปิดยังทำหน้าที่ต่างๆเช่นการสังเคราะห์ไขมันและกรดอะมิโนการกักเก็บไขมันและแป้งการทำงานของปากใบการระบายสีโครงสร้างของพืชเช่นดอกไม้และผลไม้และการรับรู้แรงโน้มถ่วง

โครงสร้าง

พลาสปิดทั้งหมดล้อมรอบด้วยเมมเบรนลิพิดสองชั้นและภายในมีโครงสร้างเป็นเยื่อเล็ก ๆ ที่เรียกว่าไทลาคอยด์ซึ่งสามารถขยายได้มากในพลาสปิดบางประเภท

โครงสร้างขึ้นอยู่กับประเภทของพลาสติดและแต่ละตัวแปรจะอธิบายโดยละเอียดในหัวข้อถัดไป

ประเภท

มีพลาสปิดหลายชุดที่ทำหน้าที่ต่าง ๆ ในเซลล์พืช อย่างไรก็ตามขอบเขตระหว่างพลาสติดแต่ละประเภทยังไม่ชัดเจนนักเนื่องจากมีปฏิสัมพันธ์ที่สำคัญระหว่างโครงสร้างและมีความเป็นไปได้ที่จะเกิดการสลับกัน

ในทำนองเดียวกันเมื่อเปรียบเทียบเซลล์ชนิดต่างๆพบว่าประชากรพลาสติดไม่ได้เป็นเนื้อเดียวกัน ในบรรดาพลาสรอยด์พื้นฐานที่พบในพืชชั้นสูงมีดังต่อไปนี้:

Proplastids

เป็นพลาสติดที่ยังไม่ได้สร้างความแตกต่างและรับผิดชอบในการกำเนิดพลาสติดทุกประเภท พบได้ในลำต้นของพืชทั้งในรากและในลำต้น พวกมันยังอยู่ในเอ็มบริโอและเนื้อเยื่ออ่อนอื่น ๆ

เป็นโครงสร้างขนาดเล็กยาวหนึ่งหรือสองไมโครเมตรและไม่มีเม็ดสีใด ๆ พวกมันมีเยื่อไธลาคอยด์และไรโบโซมของตัวเอง ในเมล็ด proplastidia มีแป้งเป็นธัญพืชซึ่งเป็นแหล่งสำรองที่สำคัญสำหรับตัวอ่อน

จำนวน proplastidia ต่อเซลล์เป็นตัวแปรและพบได้ระหว่าง 10 ถึง 20 โครงสร้างเหล่านี้

การกระจายของ proplastidia ในกระบวนการแบ่งเซลล์เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการทำงานที่ถูกต้องของเนื้อเยื่อหรืออวัยวะเฉพาะ เมื่อเกิดการแยกตัวที่ไม่สม่ำเสมอและเซลล์ไม่ได้รับพลาสปิดเซลล์จะถูกกำหนดให้ตายอย่างรวดเร็ว

ดังนั้นกลยุทธ์ที่จะทำให้แน่ใจว่าการแบ่งพลาสติดกับเซลล์ลูกสาวอย่างเท่าเทียมกันคือการกระจายอย่างเป็นเนื้อเดียวกันในไซโทพลาสซึมของเซลล์

ในทำนองเดียวกัน proplastidia จะต้องได้รับการสืบทอดโดยลูกหลานและมีอยู่ในรูปแบบของ gametes

คลอโรพลาสต์

คลอโรพลาสต์เป็นพลาสปิดของเซลล์พืชที่โดดเด่นและเด่นชัดที่สุด รูปร่างของมันเป็นรูปไข่หรือทรงกลมและโดยปกติจำนวนจะแตกต่างกันระหว่าง 10 ถึง 100 คลอโรพลาสต์ต่อเซลล์แม้ว่าจะสามารถเข้าถึง 200

มีความยาว 5 ถึง 10 µm และกว้าง 2 ถึง 5 µm พวกเขาส่วนใหญ่อยู่ในใบของพืชแม้ว่าพวกมันจะมีอยู่ในลำต้นก้านใบกลีบดอกที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะเป็นต้น

คลอโรพลาสต์พัฒนาในโครงสร้างของพืชที่ไม่ได้อยู่ใต้ดินจากโปรพลาสทิเดีย การเปลี่ยนแปลงที่เห็นได้ชัดเจนที่สุดคือการผลิตเม็ดสีเพื่อรับสีเขียวลักษณะเฉพาะของออร์แกเนลล์นี้

เช่นเดียวกับพลาสรอยด์อื่น ๆ พวกมันถูกล้อมรอบด้วยเมมเบรนสองชั้นและภายในพวกมันมีระบบเยื่อที่สามคือไทลาคอยด์ซึ่งฝังอยู่ในสโตรมา

Thylakoids เป็นโครงสร้างรูปแผ่นดิสก์ที่ซ้อนกันเป็นธัญพืช ด้วยวิธีนี้คลอโรพลาสต์สามารถแบ่งโครงสร้างออกเป็นสามช่อง: ช่องว่างระหว่างเมมเบรนสโตรมาและลูเมนของไทลาคอยด์

เช่นเดียวกับในไมโตคอนเดรียการถ่ายทอดทางพันธุกรรมของคลอโรพลาสต์จากพ่อแม่ไปสู่ลูกเกิดขึ้นโดยพ่อแม่คนใดคนหนึ่ง (คนเดียว) และพวกเขามีสารพันธุกรรมของตัวเอง

คุณสมบัติ

ในคลอโรพลาสต์กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้นซึ่งทำให้พืชสามารถจับแสงจากดวงอาทิตย์และเปลี่ยนเป็นโมเลกุลอินทรีย์ ในความเป็นจริงคลอโรพลาสต์เป็นพลาสรอยด์ชนิดเดียวที่มีความสามารถในการสังเคราะห์แสง

กระบวนการนี้เริ่มต้นในเยื่อไธลาคอยด์ด้วยระยะแสงซึ่งมีการยึดส่วนประกอบของเอนไซม์และโปรตีนที่จำเป็นสำหรับกระบวนการนี้ ขั้นตอนสุดท้ายของการสังเคราะห์แสงหรือระยะมืดเกิดขึ้นในสโตรมา

อะมิโลพลาสต์

อะมิโลพลาสต์มีความเชี่ยวชาญในการจัดเก็บเมล็ดแป้ง ส่วนใหญ่พบในเนื้อเยื่อสำรองของพืชเช่นเอนโดสเปิร์มในเมล็ดและหัว

อะมิโลพลาสต์ส่วนใหญ่เกิดขึ้นโดยตรงจากโปรโตพลาสต์ในระหว่างการพัฒนาของสิ่งมีชีวิต จากการทดลองการสร้างอะมิโลพลาสต์ทำได้โดยการแทนที่ไฟโตฮอร์โมนออกซินด้วยไซโตไคนินทำให้ลดการแบ่งตัวของเซลล์และทำให้เกิดการสะสมของแป้ง

พลาสปิดเหล่านี้เป็นแหล่งกักเก็บเอนไซม์หลากหลายชนิดคล้ายกับคลอโรพลาสต์แม้ว่าจะไม่มีคลอโรฟิลล์และเครื่องจักรสังเคราะห์แสง

การรับรู้แรงโน้มถ่วง

อะมิโลพลาสต์เกี่ยวข้องกับการตอบสนองต่อความรู้สึกของแรงโน้มถ่วง ในรากความรู้สึกของแรงโน้มถ่วงจะรับรู้โดยเซลล์ของ columella

ในโครงสร้างนี้คือ statoliths ซึ่งเป็นอะมิโลพลาสต์เฉพาะทาง ออร์แกเนลล์เหล่านี้อยู่ที่ด้านล่างของเซลล์ของ columella ซึ่งบ่งบอกถึงความรู้สึกของแรงโน้มถ่วง

ตำแหน่งของ statoliths ทำให้เกิดสัญญาณหลายชุดที่นำไปสู่การกระจายฮอร์โมนออกซินใหม่ทำให้โครงสร้างเติบโตตามแรงโน้มถ่วง

เม็ดแป้ง

แป้งเป็นโพลีเมอร์กึ่งผลึกที่ไม่ละลายน้ำซึ่งประกอบด้วยหน่วยกลูโคสที่ทำซ้ำซึ่งผลิตโมเลกุลสองประเภทคืออะไมโลเปปตินและอะมิโลส

อะไมโลเปปตินมีโครงสร้างแตกแขนงในขณะที่อะไมโลสเป็นพอลิเมอร์เชิงเส้นและสะสมในกรณีส่วนใหญ่ในสัดส่วนของอะไมโลเปปติน 70% และอะมิโลส 30%

เม็ดแป้งมีโครงสร้างที่เป็นระเบียบซึ่งเกี่ยวข้องกับโซ่อะไมโลเปปติน

ในอะมิโลพลาสต์ที่ศึกษาจากเอนโดสเปิร์มของธัญพืชแกรนูลจะมีเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 1 ถึง 100 µm แตกต่างกันไปและสามารถแยกความแตกต่างระหว่างแกรนูลขนาดใหญ่และขนาดเล็กที่โดยทั่วไปสังเคราะห์ในอะมิโลพลาสต์ที่แตกต่างกัน

โครโมพลาสต์

โครโมพลาสต์เป็นพลาสปิดที่แตกต่างกันอย่างมากซึ่งเก็บเม็ดสีที่แตกต่างกันในดอกไม้ผลไม้และโครงสร้างเม็ดสีอื่น ๆ นอกจากนี้ยังมีแวคิวโอลบางชนิดในเซลล์ที่สามารถเก็บเม็ดสีได้

ใน angiosperms จำเป็นต้องมีกลไกบางอย่างเพื่อดึงดูดสัตว์ที่รับผิดชอบในการผสมเกสร ด้วยเหตุนี้การคัดเลือกโดยธรรมชาติจึงช่วยสะสมเม็ดสีที่สดใสและน่าดึงดูดในโครงสร้างพืชบางชนิด

โดยทั่วไปแล้วโครโมพลาสต์จะพัฒนามาจากคลอโรพลาสต์ในระหว่างกระบวนการสุกของผลไม้ซึ่งผลไม้สีเขียวจะมีสีที่เป็นลักษณะเฉพาะเมื่อเวลาผ่านไป ตัวอย่างเช่นมะเขือเทศที่ยังไม่สุกจะมีสีเขียวและเมื่อสุกจะมีสีแดงสด

เม็ดสีหลักที่สะสมในโครโมพลาสต์คือแคโรทีนอยด์ซึ่งมีความแปรปรวนและสามารถนำเสนอสีที่แตกต่างกันได้ แคโรทีนเป็นสีส้มไลโคปีนเป็นสีแดงซีแซนทีนและวิโอลาแซนธินมีสีเหลือง

สีสุดท้ายของโครงสร้างถูกกำหนดโดยการผสมของเม็ดสีดังกล่าว

Oleoplasts

Plastids ยังสามารถกักเก็บโมเลกุลของไขมันหรือโปรตีนได้ โอลีโอพลาสต์สามารถกักเก็บไขมันไว้ในร่างกายพิเศษที่เรียกว่าพลาสโตโกลบูลส์

พบหนวดดอกไม้และเนื้อหาของพวกมันถูกปล่อยออกมาบนผนังของเมล็ดเรณู นอกจากนี้ยังพบได้บ่อยใน cacti บางชนิด

นอกจากนี้โอลีโอพลาสต์ยังมีโปรตีนที่แตกต่างกันเช่นไฟบริลลินและเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการเผาผลาญของไอโซพรีนอยด์

เม็ดเลือดขาว

Leukoplasts เป็นพลาสติดที่ปราศจากเม็ดสี ตามคำจำกัดความนี้อะมิโลพลาสต์โอลีโอพลาสต์และโปรตีนโอพลาสต์สามารถจัดเป็นชนิดของเม็ดเลือดขาว

Leukoplasts พบได้ในเนื้อเยื่อของพืชส่วนใหญ่ พวกมันไม่มีเมมเบรนไทลาคอยด์ที่เด่นชัดและมีพลาสมาโกลเบิลน้อย

พวกมันมีหน้าที่เผาผลาญในรากซึ่งพวกมันสะสมแป้งจำนวนมาก

Gerontoplasts

เมื่อพืชมีอายุมากขึ้นจะเกิดการเปลี่ยนคลอโรพลาสต์ไปเป็นแกโรนโตพลาสต์ ในระหว่างกระบวนการชราภาพเมมเบรนไธลาคอยด์จะแตกออก, ก้อนพลาสมาจะสะสมและคลอโรฟิลล์แตกตัว

เอทิโอพลาสต์

เมื่อพืชเติบโตในสภาพแสงน้อยคลอโรพลาสต์จะไม่พัฒนาอย่างเหมาะสมและพลาสติดที่เกิดขึ้นเรียกว่าเอธิโอพลาสต์

เอทิโอพลาสต์ประกอบด้วยธัญพืชที่เป็นแป้งและไม่มีเมมเบรนไทลาคอยด์ที่พัฒนาอย่างกว้างขวางเช่นเดียวกับคลอโรพลาสต์ที่โตเต็มที่ หากเงื่อนไขเปลี่ยนไปและมีแสงเพียงพอเอทิโอพลาสต์สามารถพัฒนาเป็นคลอโรพลาสต์ได้

อ้างอิง

Biswal, UC, & Raval, MK (2003). Chloroplast biogenesis: จาก proplastid ไปยัง gerontoplast Springer Science & Business Media
คูเปอร์, GM (2000). เซลล์: แนวทางระดับโมเลกุล พิมพ์ครั้งที่ 2. ซันเดอร์แลนด์ (MA): Sinauer Associates คลอโรพลาสต์และพลาสติดอื่น ๆ มีจำหน่ายที่: ncbi.nlm.nih.gov
โกลด์, SB, Waller, RF, & McFadden, GI (2008) วิวัฒนาการของพลาสติด การทบทวนชีววิทยาพืชประจำปี 59, 491–517
โลเปซ - Juez, E. , & Pyke, KA (2004) Plastids ปลดปล่อย: การพัฒนาและการผสมผสานในการพัฒนาพืช International Journal of Developmental Biology, 49 (5–6), 557–577
Pyke, K. (2552). ชีววิทยาพลาสติด สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์
Pyke, K. (2010). การแบ่ง Plastid พืช AoB, plq016
ฉลาด, RR (2550). ความหลากหลายของรูปแบบและฟังก์ชันพลาสติด ในโครงสร้างและหน้าที่ของพลาสปิด (หน้า 3–26) สปริงเกอร์, Dordrecht.

ลักษณะของ PLASTOS โครงสร้างและประเภท - ชีววิทยา - 2026