Modifikacije plastida su česta pojava u svetu biljke. Plastidi: struktura, funkcije

Jedna od glavnih razlika između biljaka i životinjske ćelije je prisustvo u citoplazmi prvih takvih organela, kao plastida. U ovom članku razmatraće se struktura, karakteristike procesa njihove vitalne aktivnosti, kao i važnost hloroplasta, hromoplasta i leukoplasta.

Struktura hloroplasta

Zeleni plastidi, čija struktura sada proučavamo, odnose se na obavezne organele ćelija viših spore i biljaka. To su dve membrane ćelijske organele i imaju ovalni oblik. Njihov broj u citoplazmi može biti drugačiji. Na primjer, ćelije kolumne parenhima lista listova duvana sadrže do hiljadu hloroplasta, u stabljima biljaka žitarica od 30 do 50.

Obe membrane koje čine organoid imaju različite strukture: spoljašnja membrana je glatka, troslojna, slična membrani same biljne ćelije. Unutrašnjost sadrži mnoge zube, koje se zovu lamele. Povezuju ih ravne kese - tilakoidi. Lamele formiraju mrežu koja se sastoji od paralelnih tubula. Između lamela nalaze se tele-tilakoidi. Sakupljaju se u skladištima - granulama, koje se mogu povezati zajedno. Njihova količina u jednom hloroplastu je 60-150. Cela unutrašnja šupljina hloroplasta ispunjena je matricom.

Organela ima znake autonomije: svoj nasledni materijal je prstenova DNK, kroz koju se mogu razmnožavati hloroplasti. Postoji i zatvorena spoljna membrana koja ograničava organelu iz procesa koji se odvijaju u citoplazmi ćelije. Hloroplasti imaju svoje ribozome, molekule i-RNK i t-RNK, i stoga su sposobni za sintezu proteina.

Funkcije tilakoida

Kao što je ranije rečeno, plastidovi biljnih ćelija - hloroplasti, u svojoj kompoziciji sadrže specijalne grinirane kese, nazvane tilakoidi. Pronašli su pigmente - hlorofile (učestvovale u fotosintezi) i karotenoidi (izvode potporne i trofične funkcije). Postoji i enzimski sistem koji osigurava reakciju svetlih i tamnih faza fotosinteze. Tiolakoidi funkcionišu kao antene: fokusiraju svjetlosne kvantove i usmeravaju ih na molekule hlorofila.

Fotosinteza je glavni proces hloroplasta

Autotrofne ćelije su sposobne da samostalno sintetišu organske supstance, naročito glukozu, koristeći ugljen-dioksid i energiju svetlosti. Zeleni plastidi, čije funkcije sada proučavamo, su integralni deo fototrofa - višećelijski organizmi kao što su:

• Veće spore bilje (mahovi, konji, mahovi, paprati);
• Seme (gimnospermi - gingovye, četinarci, ephedra i angiospermi ili cvetne biljke).

Fotosinteza je sistem reakcija redukcije oksidacije, zasnovan na procesu prenosa elektrona iz donorskih supstanci u jedinjenja koja ih "percipiraju", tzv. Akceptori.

Ove reakcije dovode do sinteze organskih supstanci, naročito glukoze, i oslobađanja molekularnog kiseonika. Laka faza fotosinteze se javlja na membranama tilakoida pod dejstvom svetlosne energije. Apsorbovani kvanti svetlosti uzbuđuju elektrone atoma magnezijuma koji čine zeleni pigment - hlorofil.

Energija elektrona koristi se za sintetizaciju energetski intenzivnih supstanci: ATP i NADP-H2. Otpuštaju ih ćelija za reakcije tamne faze koja se javlja u matrici hloroplasta. Kombinacija ovih sintetičkih reakcija dovodi do stvaranja molekula glukoze, amino kiselina, glicerola i masnih kiselina, koji služe kao građevinski i trofični materijal ćelije.

Vrste plastida

Zeleni plastidi, struktura i funkcije koje smo ranije razmatrali, nalaze se u listovima, zelenim stabljima i nisu jedina vrsta. Dakle, u koži voća, u laticama cvjetnih biljaka, u vanjskim pokrivačima podzemnih pasa - gomolja i sijalica, postoje i druge plastide. Zove se hromoplastika ili leukoplasta.

Bezbojni organeli (leukoplasti) imaju drugačiji oblik i razlikuju se od hloroplasta, jer njihova unutrašnja šupljina nema tanke lamele, a broj tilakoida uronjen u matricu je mali. Sama matrica sadrži dezoksiribonukleinsku kiselinu, organele-sintetizujuće proteine-ribosome i proteolitičke enzime koji razgrađuju proteine i ugljene hidrate.

Leukoplasti takođe imaju enzime - sintetaze, uključene u stvaranje molekula skroba iz glukoze. Kao rezultat, bezbojni plastidovi biljnih ćelija akumuliraju rezervne hranljive materije: proteinske granule i zrna skroba. Ovi plastidi, čije funkcije se sastoje od akumulacije organskih supstanci, mogu se pretvoriti u hromoplastu, na primer, tokom sazrevanja paradajza u fazi zrelosti mleka.

Pod skeniranjem mikroskopom koji ima visoku rezoluciju, jasno su vidljive razlike u strukturi svih tri vrste plastida. Ovo se pre svega odnosi na hloroplaste, koji imaju najsloženiju strukturu, povezanu sa funkcijom fotosinteze.

Chromoplast - obojeni plastidi

Uz zelene i bezbojne biljne ćelije postoji i treća vrsta organela zvanih hromoplasta. Imaju razne boje: žuto, ljubičasto, crveno. Njihova struktura je slična leukoplastima: unutrašnja membrana ima malu količinu lamela i neznatan broj tilakoida. Hromoplasta sadrže različite pigmente: ksantofile, karotene, karotenoide, koji su pomoćne fotosintetičke supstance. Na ovim plastidima se obezbeđuju bojenje korenskih kultura repa, šargarepa, plodova voćaka i jagodičastog voća.

Kako se pojavljuju plastide i međusobno

Leukoplasti, hromoplasti, hloroplasti su plastidi (struktura i funkcije studija) sa jednim poreklom. Izvode se iz meristematskih (obrazovnih) tkiva, od kojih se formiraju protoplastidi - organele veličine 2 membrane vreće do 1 μm. U svetlu, oni komplikuju njihovu strukturu: formira se unutrašnja membrana koja sadrži lamele i sintetiše zeleni pigmentni hlorofil. Protoplastidi postaju hloroplasti. Leukoplasti se takođe mogu transformisati pod dejstvom svetlosne energije u zelene plastide, a zatim u hromoplastike. Modifikacije plastida su rasprostranjeni fenomen u svetu biljke.

Hromatofori kao prekursori hloroplasta

Prokariotski fototrofni organizmi - zelene i ljubičaste bakterije, sprovode proces fotosinteze pomoću bakteriohlorofila A, molekuli koji se nalaze na unutrašnjim rastu citoplazemske membrane. Mikrobiolozi smatraju hromatofore bakterija kao prekursora plastida.

Ovo potvrđuju njihova struktura slična hloroplastima, naime, prisustvo reakcionih centara i sistema za zauzimanje svetla, kao i opšti rezultati fotosinteze koji vode do stvaranja organskih jedinjenja. Treba napomenuti da niže biljke - zelene alge, poput prokariota, nemaju plastide. To se objašnjava činjenicom da formacije koje sadrže hlorofil - hromatofore, preuzmu svoju funkciju - fotosintezu.

Kako su nastali hloroplasti?

Između mnogih hipoteza o poreklu plastida, zadržimo se na simbiogenezi. Prema njegovim idejama, plastide su ćelije (hloroplasti), koje su nastale u arheološkoj eri zbog penetracije fototrofnih bakterija u primarnu heterotrofnu ćeliju. Oni su kasnije doveli do formiranja zelenih plastida.

U ovom članku proučavali smo strukturu i funkcije organjelela dvomembrane biljnih ćelija: leukoplastike, hloroplasti i hromoplasta. I takođe su saznali njihov značaj u ćelijskom životu.