En av hovedforskjellene mellom plante- og dyreceller er tilstedeværelsen i cytoplasmaet til de første organellene som plastider. Strukturen, trekk ved deres vitale prosesser, samt betydningen av kloroplaster, kromoplaster og leukoplaster vil bli diskutert i denne artikkelen.
Kloroplaststruktur
Grønne plastider, hvis struktur vi nå skal studere, tilhører de obligatoriske organellene til celler av høyere spore- og frøplanter. De er dobbeltmembrane cellulære organeller og har en oval form. Antallet deres i cytoplasmaet kan være forskjellig. For eksempel inneholder cellene i søyleparenkymet til et blad av tobakk opptil tusen kloroplaster, i stilkene til planter fra kornfamilien fra 30 til 50.
Begge membranene som utgjør organoiden har en annen struktur: den ytre er glatt, trelags, lik membranen til selve plantecellen. Den indre inneholder mange folder som kalles lameller. Ved siden av dem er flate sekker - thylakoider. Lamellene danner et nettverk avparallelle rør. Mellom lamellene er thylakoidlegemer. De samles i stabler - korn som kan kobles til hverandre. Antallet deres i en kloroplast er 60–150. Hele det indre hulrommet i kloroplasten er fylt med matrise.
Organella har tegn på autonomi: sitt eget arvelige materiale - sirkulært DNA, takket være hvilket kloroplaster kan formere seg. Det er også en lukket ytre membran som begrenser organellen fra prosessene som skjer i cellens cytoplasma. Kloroplaster har sine egne ribosomer, i-RNA og t-RNA-molekyler, noe som betyr at de er i stand til proteinsyntese.
Thylakoid-funksjoner
Som nevnt tidligere inneholder plantecelleplastider - kloroplaster - spesielle flate sekker k alt tylakoider. Pigmenter ble funnet i dem - klorofyll (som deltar i fotosyntesen) og karotenoider (utfører støttende og trofiske funksjoner). Det er også et enzymatisk system som gir reaksjonene til de lyse og mørke fasene av fotosyntesen. Tylakoider fungerer som antenner: de fokuserer lyskvanter og dirigerer dem til klorofyllmolekyler.
Fotosyntese er hovedprosessen for kloroplaster
Autotrofe celler er i stand til uavhengig å syntetisere organiske stoffer, spesielt glukose, ved å bruke karbondioksid og lysenergi. Grønne plastider, hvis funksjoner vi for tiden studerer, er en integrert del av fototrofer - flercellede organismer som:
- høyere sporeplanter (moser, kjerringrokk, klubbmoser,bregner);
- frø (gymnospermer - ginga, bartrær, ephedra og angiospermer eller blomstrende planter).
Fotosyntese er et system med redoksreaksjoner, som er basert på prosessen med elektronoverføring fra donorstoffer til forbindelser som "mottar" dem, de såk alte akseptorene.
Disse reaksjonene fører til syntese av organiske stoffer, spesielt glukose, og frigjøring av molekylært oksygen. Lysfasen av fotosyntesen skjer på thylakoidmembraner under påvirkning av lysenergi. De absorberte lyskvantene begeistrer elektronene til magnesiumatomene som utgjør det grønne pigmentet - klorofyll.
Energi av elektroner brukes til syntese av energikrevende stoffer: ATP og NADP-H2. De sp altes av cellen for mørkfasereaksjoner som oppstår i kloroplastmatrisen. Kombinasjonen av disse syntetiske reaksjonene fører til dannelsen av molekyler av glukose, aminosyrer, glyserol og fettsyrer, som fungerer som bygningens og trofiske materialet i cellen.
Plastid-typer
Grønne plastider, hvis struktur og funksjoner vi diskuterte tidligere, finnes i blader, grønne stengler og er ikke de eneste artene. Så, i fruktens hud, i kronbladene til blomstrende planter, i de ytre dekslene til underjordiske skudd - knoller og pærer, er det andre plastider. De kalles kromoplaster eller leukoplaster.
Fargeløse organeller (leukoplaster) har en annen form og skiller seg fra kloroplaster ved at dedet indre hulrommet har ikke tynne plater - lameller, og antallet thylakoider nedsenket i matrisen er lite. Selve matrisen inneholder deoksyribonukleinsyre, proteinsyntetiserende organeller - ribosomer og proteolytiske enzymer som bryter ned proteiner og karbohydrater.
Leukoplaster har også enzymer - syntetaser involvert i dannelsen av stivelsesmolekyler fra glukose. Som et resultat akkumulerer fargeløse plantecelleplastider reservenæringsstoffer: proteingranulat og stivelseskorn. Disse plastidene, hvis funksjon er å akkumulere organiske stoffer, kan bli til kromoplaster, for eksempel under modning av tomater som er i melkemodningsstadiet.
Under et høyoppløselig skanningsmikroskop er forskjeller i strukturen til alle tre typer plastider tydelig synlige. Dette gjelder først og fremst kloroplaster, som har den mest komplekse strukturen knyttet til funksjonen til fotosyntese.
Kromoplaster - fargede plastider
Sammen med grønne og fargeløse planteceller finnes det en tredje type organeller som kalles kromoplaster. De har en rekke farger: gul, lilla, rød. Strukturen deres ligner leukoplaster: den indre membranen har et lite antall lameller og et lite antall thylakoider. Kromoplaster inneholder ulike pigmenter: xantofyller, karotener, karotenoider, som er fotosyntetiske hjelpestoffer. Det er disse plastidene som gir fargen på røttene til rødbeter, gulrøtter, frukter av frukttrær og bær.
Hvordan oppstår deog gjensidig transformere plastider
Leukoplaster, kromoplaster, kloroplaster er plastider (strukturen og funksjonene vi studerer) som har en felles opprinnelse. De er derivater av meristematiske (pedagogiske) vev, hvorfra protoplastider dannes - to-membran-sekklignende organeller opp til 1 mikron i størrelse. I lyset kompliserer de strukturen deres: en indre membran som inneholder lameller dannes, og det grønne pigmentet klorofyll syntetiseres. Protoplastider blir til kloroplaster. Leukoplaster kan også omdannes av lysenergi til grønne plastider og deretter til kromoplaster. Plastidmodifikasjon er et utbredt fenomen i planteverdenen.
Kromatoforer som forløpere til kloroplaster
Prokaryote fototrofiske organismer - grønne og lilla bakterier, utfører prosessen med fotosyntese ved hjelp av bakterioklorofyll A, hvis molekyler er lokalisert på de indre utvekstene av den cytoplasmatiske membranen. Mikrobiologer anser bakteriekromatoforer som forløpere til plastider.
Dette bekreftes av deres lignende struktur som kloroplaster, nemlig tilstedeværelsen av reaksjonssentre og lysfangende systemer, samt de generelle resultatene av fotosyntese, som fører til dannelsen av organiske forbindelser. Det skal bemerkes at lavere planter - grønne alger, som prokaryoter, ikke har plastider. Dette skyldes at klorofyllholdige formasjoner - kromatoforer, har overtatt deres funksjon - fotosyntese.
Hvordan kloroplaster oppsto
Blant mange hypoteseropprinnelsen til plastidene, la oss dvele ved symbiogenese. I følge hans ideer er plastider celler (kloroplaster) som oppsto i den arkeiske epoken som et resultat av penetrasjon av fototrofe bakterier inn i den primære heterotrofe cellen. Det var de som senere førte til dannelsen av grønne plastider.
I denne artikkelen studerte vi strukturen og funksjonene til tomembranorganeller i en plantecelle: leukoplaster, kloroplaster og kromoplaster. Og fant også ut deres betydning i mobillivet.
