Jeden z hlavních rozdílů mezi zeleninou aživočišná buňka je přítomnost prvních organel v cytoplazmě, jako jsou plastidy. V tomto článku bude diskutována struktura, rysy jejich životně důležitých procesů a také význam chloroplastů, chromoplastů a leukoplastů.
Struktura chloroplastu
Zelené plastidy, jejichž strukturu nyní mámePojďme studovat, zda patří k povinným buněčným organelám vyšších spór a semenných rostlin. Jsou to dvoumembránové buněčné organely a mají oválný tvar. Jejich počet v cytoplazmě se může lišit. Například buňky sloupcového parenchymu listové čepele tabáku obsahují až tisíc chloroplastů, ve stoncích rostlin rodiny obilovin od 30 do 50.
Obě membrány, které tvoří organoid, majíodlišná struktura: vnější - hladká, třívrstvá, podobná membráně samotné rostlinné buňky. Vnitřní obsahuje mnoho záhybů nazývaných lamely. Na ně navazují ploché váčky - tylakoidy. Lamely tvoří síť paralelních kanálů. Mezi lamelami jsou tylakoidní těla. Shromažďují se do hromádek - zrn, která lze navzájem spojovat. Jejich počet v jednom chloroplastu je 60–150. Celá vnitřní dutina chloroplastu je vyplněna matricí.
Organella má známky autonomie:svůj vlastní dědičný materiál - kruhovou DNA, díky které se mohou chloroplasty reprodukovat. Existuje také uzavřená vnější membrána, která omezuje organelu v procesech probíhajících v cytoplazmě buňky. Chloroplasty mají své vlastní ribozomy, molekuly i-RNA a t-RNA, což znamená, že jsou schopné syntetizovat proteiny.
Thylakoidové funkce
Jak již bylo zmíněno dříve, rostlinné plastidybuňky - chloroplasty, obsahují speciální zploštělé váčky zvané tylakoidy. Obsahují pigmenty - chlorofyly (účastnící se fotosyntézy) a karotenoidy (plnící podpůrné a trofické funkce). Existuje také enzymatický systém, který zajišťuje reakce světlé a tmavé fáze fotosyntézy. Thylakoidy fungují jako antény: zaostřují kvantová světla a nasměrují je na molekuly chlorofylu.
Fotosyntéza je hlavním procesem chloroplastů
Autotrofní buňky jsou schopné nezávislesyntetizovat organické látky, zejména glukózu, pomocí oxidu uhličitého a světelné energie. Zelené plastidy, jejichž funkce nyní studujeme, jsou nedílnou součástí fototrofů - mnohobuněčných organismů, jako jsou:
- rostliny vyšších výtrusů (mechy, přesličky, louhy, kapradiny);
- osivo (gymnospermy - ging, jehličnany, efedry a krytosemenné rostliny nebo kvetoucí rostliny).
Fotosyntéza je systém redoxních reakcí, které jsou založeny na přenosu elektronů z donorových látek na sloučeniny, které je „vnímají“, takzvané akceptory.
Tyto reakce vedou k syntéze organických láteklátek, zejména glukózy, a uvolňování molekulárního kyslíku. Světelná fáze fotosyntézy nastává na membránách thylakoidů pod vlivem světelné energie. Absorbované světelné kvanta vzrušuje elektrony atomů hořčíku, které tvoří zelený pigment, chlorofyl.
K syntéze se používá elektronová energieenergeticky náročné látky: ATP a NADP-H2. Buňka je štěpí pro reakce tmavé fáze, ke kterým dochází v chloroplastové matrici. Kombinace těchto syntetických reakcí vede k tvorbě molekul glukózy, aminokyselin, glycerolu a mastných kyselin, které slouží jako stavební a trofický materiál buňky.
Druhy plastidů
Zelené plastidy, jejichž strukturu a funkce mámedříve uvažované, se nacházejí v listech, zelených stoncích a nejsou jediným druhem. Takže v kůži ovoce, v okvětních lístcích kvetoucích rostlin, ve vnějších krytech podzemních výhonků - hlíz a cibulí, jsou další plastidy. Říká se jim chromoplasty nebo leukoplasty.
Bezbarvé organely (leukoplasty) majímají odlišný tvar a liší se od chloroplastů tím, že jejich vnitřní dutina nemá tenké destičky - lamely a počet tylakoidů ponořených do matrice je malý. Samotná matrice obsahuje kyselinu deoxyribonukleovou, organely syntetizující bílkoviny - ribozomy a proteolytické enzymy, které štěpí bílkoviny a sacharidy.
Leukoplasty mají také enzymy - syntetázy,podílející se na tvorbě molekul škrobu z glukózy. Výsledkem je, že bezbarvé plastidy rostlinných buněk akumulují rezervní živiny: proteinové granule a škrobová zrna. Tyto plastidy, jejichž funkcí je akumulace organických látek, mohou být přeměněny na chromoplasty například během zrání rajčat ve stadiu zralosti mléka.
Pod skenovacím mikroskopem s vysokýmrozlišení jsou jasně patrné rozdíly ve struktuře všech tří typů plastidů. Jedná se především o chloroplasty, které mají nejsložitější strukturu spojenou s funkcí fotosyntézy.
Chromoplasty - barevné plastidy
Spolu se zelenými a bezbarvými v buňkáchV rostlinách existuje třetí typ organel nazývaný chromoplasty. Mají různé barvy: žlutou, fialovou, červenou. Jejich struktura je podobná leukoplastům: vnitřní membrána má malý počet lamel a malý počet tylakoidů. Chromoplasty obsahují různé pigmenty: xantofyly, karoteny, karotenoidy, což jsou pomocné fotosyntetické látky. Právě tyto plastidy poskytují barvu okopanin řepy, mrkve, plodů ovocných stromů a bobulí.
Jak plastidy vznikají a vzájemně se transformují
Leukoplasty, chromoplasty, chloroplasty - plastidy(struktura a funkce, které studujeme), které mají jediný původ. Jsou to deriváty meristematických (vzdělávacích) tkání, ze kterých se tvoří protoplastidy - dvoumembránové sakulární organely o velikosti až 1 μm. Ve světle komplikují jejich strukturu: vytvoří se vnitřní membrána obsahující lamely a syntetizuje se zelený pigment chlorofyl. Z protoplastidů se stávají chloroplasty. Leukoplasty lze také přeměnit světelnou energií na zelené plastidy a poté na chromoplasty. Modifikace plastidů je v rostlinném světě rozšířeným jevem.
Chromatofory jako prekurzory chloroplastů
Prokaryotické fototrofní organismy - zelenéa purpurové bakterie, provádějí proces fotosyntézy pomocí bakteriochlorofylu A, jehož molekuly se nacházejí na vnitřních výrůstcích cytoplazmatické membrány. Mikrobiologové považují bakteriální chromatofory za prekurzory plastidů.
To potvrzuje jejich podobnost s chloroplasty.struktura, jmenovitě přítomnost reakčních center a systémů zachycujících světlo, jakož i obecné výsledky fotosyntézy, vedoucí k tvorbě organických sloučenin. Je třeba poznamenat, že nižší rostliny - zelené řasy, jako prokaryoty, nemají plastidy. Je to dáno tím, že jejich funkci - fotosyntézu, převzaly formace obsahující chlorofyl - chromatofory.
Jak vznikly chloroplasty
Mezi mnoha hypotézami původu plastidůzastavme se u symbiogeneze. Plastidy jsou podle něj buňky (chloroplasty), které vznikly v archanské éře v důsledku pronikání fototrofních bakterií do primární heterotrofní buňky. Právě oni později vedli ke vzniku zelených plastidů.
V tomto článku jsme studovali strukturu a funkci dvoumembránových organel rostlinných buněk: leukoplastů, chloroplastů a chromoplastů. A také zjistil jejich význam v buněčném životě.
