Das Amyloplasten Sie sind eine Art von Plastiden, die auf die Lagerung von Stärke spezialisiert sind und in hohen Anteilen in nicht photosynthetischen Reservegeweben wie dem Endosperm in Samen und Knollen vorkommen..
Da die vollständige Stärkesynthese auf Plastiden beschränkt ist, muss eine physikalische Struktur vorhanden sein, die als Reservestelle für dieses Polymer dient. Tatsächlich befindet sich die gesamte in Pflanzenzellen enthaltene Stärke in Organellen, die von einer Doppelmembran bedeckt sind..
Im Allgemeinen sind Plastiden halbautonome Organellen, die in verschiedenen Organismen vorkommen, von Pflanzen und Algen über Meeresmollusken bis hin zu einigen parasitären Protisten..
Plastiden sind an der Photosynthese beteiligt, an der Synthese von Lipiden und Aminosäuren, sie fungieren als Lipidreservestelle, sie sind für die Färbung von Früchten und Blumen verantwortlich und hängen mit der Wahrnehmung der Umwelt zusammen.
Ebenso sind Amyloplasten an der Wahrnehmung der Schwerkraft beteiligt und speichern Schlüsselenzyme einiger Stoffwechselwege..
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Amyloplasten sind zelluläre Orgenelas, die in Pflanzen vorhanden sind. Sie sind eine Reservequelle für Stärke und enthalten keine Pigmente wie Chlorophyll. Sie sind daher farblos.
Wie andere Plastiden haben Amyloplasten ein eigenes Genom, das für einige Proteine in ihrer Struktur kodiert. Dieses Merkmal spiegelt seinen endosymbiotischen Ursprung wider..
Eine der herausragendsten Eigenschaften von Plastiden ist ihre gegenseitige Umwandlungskapazität. Insbesondere können Amyloplasten zu Chloroplasten werden. Wenn die Wurzeln Licht ausgesetzt werden, erhalten sie dank der Synthese von Chlorophyll einen grünlichen Farbton..
Chloroplasten können sich ähnlich verhalten und Stärkekörner vorübergehend speichern. Bei Amyloplasten ist die Reserve jedoch langfristig.
Ihre Struktur ist sehr einfach, sie bestehen aus einer doppelten Außenmembran, die sie vom Rest der zytoplasmatischen Komponenten trennt. Reife Amyloplasten entwickeln ein inneres Membransystem, in dem Stärke gefunden wird.
Die meisten Amyloplasten bilden sich direkt aus Protoplastiden, wenn sich Reservegewebe entwickeln und durch binäre Spaltung teilen..
In den frühen Stadien der Endospermentwicklung sind Proplastidien in einem coenocytischen Endosperm vorhanden. Als nächstes beginnen die Zellularisierungsprozesse, bei denen die Proplastidien beginnen, das Stärkekörnchen anzusammeln und so die Amyloplasten zu bilden..
Aus physiologischer Sicht tritt der Prozess der Differenzierung von Proplastidien unter Bildung von Amyloplasten auf, wenn das Pflanzenhormon Auxin durch Cytokinin ersetzt wird, wodurch die Geschwindigkeit, mit der die Zellteilung stattfindet, verringert wird und eine Anreicherung von Stärke induziert wird.
Stärke ist ein komplexes Polymer mit einem teilkristallinen und unlöslichen Aussehen, ein Produkt der Vereinigung von D-Glucopyranose mittels glucosidischer Bindungen. Es können zwei Stärkemoleküle unterschieden werden: Amylopektin und Amylose. Der erste ist stark verzweigt, während der zweite linear ist.
Das Polymer wird in Form von ovalen Körnern in Sphärokristallen abgeschieden und kann in Abhängigkeit von dem Bereich, in dem die Körner abgeschieden werden, in konzentrische oder exzentrische Körner eingeteilt werden..
Stärkekörnchen können unterschiedlich groß sein, einige nähern sich 45 um, andere sind kleiner, etwa 10 um.
Plastiden sind für die Synthese von zwei Stärketypen verantwortlich: Transient, das bei Tageslicht erzeugt und bis in die Nacht vorübergehend in Chloroplasten gelagert wird, und Reservestärke, die in Amyloplasten von Stängeln, Samen, Früchten und anderen Strukturen synthetisiert und gelagert wird.
Es gibt Unterschiede zwischen den in Amyloplasten vorhandenen Stärkekörnern in Bezug auf die Körner, die vorübergehend in Chloroplasten gefunden werden. In letzterem ist der Amylosegehalt geringer und die Stärke ist in plattenartigen Strukturen angeordnet..
Stärkekörner sind viel dichter als Wasser und diese Eigenschaft hängt mit der Wahrnehmung der Gravitationskraft zusammen. Im Verlauf der Pflanzenentwicklung wurde diese Fähigkeit von Amyloplasten, sich unter dem Einfluss der Schwerkraft zu bewegen, für die Wahrnehmung dieser Kraft ausgenutzt.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Amyloplasten auf die Stimulation der Schwerkraft durch Sedimentationsprozesse in der Richtung reagieren, in der diese Kraft nach unten wirkt. Wenn Plastiden mit dem pflanzlichen Zytoskelett in Kontakt kommen, sendet es eine Reihe von Signalen, damit das Wachstum in die richtige Richtung erfolgt.
Neben dem Zytoskelett gibt es in Zellen andere Strukturen wie Vakuolen, das endoplasmatische Retikulum und die Plasmamembran, die an der Aufnahme sedimentierender Amyloplasten beteiligt sind..
In Wurzelzellen wird das Gefühl der Schwerkraft von Columella-Zellen erfasst, die eine spezielle Art von Amyloplasten enthalten, die als Statolyte bezeichnet werden..
Die Statolithen fallen durch die Schwerkraft auf den Boden der Columella-Zellen und initiieren einen Signaltransduktionsweg, auf dem sich das Wachstumshormon Auxin neu verteilt und ein differenzielles Wachstum nach unten verursacht..
Bisher wurde angenommen, dass die Funktion von Amyloplasten ausschließlich auf die Anreicherung von Stärke beschränkt war.
Jüngste Analysen des Proteins und der biochemischen Zusammensetzung des Inneren dieser Organelle haben jedoch eine molekulare Maschinerie ergeben, die der des Chloroplasten sehr ähnlich ist und komplex genug ist, um die typischen Photosyntheseprozesse von Pflanzen durchzuführen..
Amyloplasten einiger Spezies (wie zum Beispiel Luzerne) enthalten die Enzyme, die für das Auftreten des GS-GOGAT-Zyklus erforderlich sind, ein Stoffwechselweg, der eng mit der Stickstoffassimilation zusammenhängt.
Der Name des Zyklus stammt von den Initialen der daran beteiligten Enzyme Glutaminsynthetase (GS) und Glutamatsynthase (GOGAT). Umfasst die Bildung von Glutamin aus Ammonium und Glutamat sowie die Synthese von Glutamin und Ketoglutarat aus zwei Glutamatmolekülen.
Eines wird in das Ammonium eingebaut und das verbleibende Molekül wird zum Xylem gebracht, um von den Zellen verwendet zu werden. Zusätzlich haben Chloroplasten und Amyloplasten die Fähigkeit, Substrate für den glykolytischen Weg bereitzustellen..
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