Una delle principali differenze tra vegetale euna cellula animale consiste nella presenza nel citoplasma dei primi organelli come i plastidi. La struttura, le caratteristiche dei loro processi vitali, nonché l'importanza di cloroplasti, cromoplasti e leucoplasti saranno discussi in questo articolo.
Struttura del cloroplasto
Plastidi verdi, la struttura di cui siamo orastudieremo, appartengono agli organelli obbligatori delle cellule di spore superiori e piante da seme. Sono organelli cellulari a due membrane e sono di forma ovale. Il loro numero nel citoplasma può variare. Ad esempio, le cellule del parenchima colonnare della lamina fogliare del tabacco contengono fino a mille cloroplasti, nei fusti delle piante della famiglia dei cereali da 30 a 50.
Entrambe le membrane che compongono l'organoide hannostruttura diversa: esterna - liscia, a tre strati, simile alla membrana della cellula vegetale stessa. Quello interno contiene molte pieghe chiamate lamelle. Sono uniti da sacche piatte - tilacoidi. Le lamelle formano una rete di canali paralleli. Tra le lamelle ci sono corpi tilacoidi. Sono raccolti in pile - grani che possono essere collegati tra loro. Il loro numero in un cloroplasto è 60-150. L'intera cavità interna del cloroplasto è riempita con una matrice.
Organella ha segni di autonomia:il proprio materiale ereditario - DNA circolare, grazie al quale i cloroplasti possono riprodursi. C'è anche una membrana esterna chiusa che limita l'organello dai processi che avvengono nel citoplasma della cellula. I cloroplasti hanno i propri ribosomi, molecole i-RNA e t-RNA, il che significa che sono in grado di sintetizzare proteine.
Funzioni tilacoidi
Come accennato in precedenza, i plastidi vegetalicellule - cloroplasti, contengono speciali sacche appiattite chiamate tilacoidi. Contengono pigmenti - clorofille (che partecipano alla fotosintesi) e carotenoidi (che svolgono funzioni di supporto e trofiche). Esiste anche un sistema enzimatico che fornisce le reazioni delle fasi chiare e scure della fotosintesi. I tilacoidi funzionano come antenne: focalizzano i quanti di luce e li dirigono verso le molecole di clorofilla.
La fotosintesi è il processo principale dei cloroplasti
Le cellule autotrofiche sono in grado disintetizzare sostanze organiche, in particolare glucosio, utilizzando anidride carbonica ed energia luminosa. I plastidi verdi, le cui funzioni stiamo ora studiando, sono parte integrante dei fototrofi - organismi multicellulari come:
- piante di spore superiori (muschi, equiseti, liscivie, felci);
- seme (gimnosperme - ging, conifere, efedra e angiosperme o piante da fiore).
La fotosintesi è un sistema di reazioni redox, che si basano sul trasferimento di elettroni da sostanze donatrici a composti che le "percepiscono", i cosiddetti accettori.
Queste reazioni portano alla sintesi di organicosostanze, in particolare il glucosio, e il rilascio di ossigeno molecolare. La fase leggera della fotosintesi si verifica sulle membrane tilacoidi sotto l'influenza dell'energia luminosa. I quanti di luce assorbiti eccitano gli elettroni degli atomi di magnesio che compongono il pigmento verde, la clorofilla.
L'energia degli elettroni viene utilizzata per la sintesisostanze che consumano energia: ATP e NADP-H2. Sono scissi dalla cellula per le reazioni della fase oscura che si verificano nella matrice dei cloroplasti. La combinazione di queste reazioni sintetiche porta alla formazione di molecole di glucosio, amminoacidi, glicerolo e acidi grassi, che fungono da materiale costruttivo e trofico della cellula.
Tipi di plastidi
Plastidi verdi, la struttura e le funzioni di cuiconsiderati in precedenza, si trovano nelle foglie, negli steli verdi e non sono l'unica specie. Quindi, nella pelle dei frutti, nei petali delle piante da fiore, nelle coperture esterne dei germogli sotterranei - tuberi e bulbi, ci sono altri plastidi. Sono chiamati cromoplasti o leucoplasti.
Gli organelli incolori (leucoplasti) hannoforma diversa e differiscono dai cloroplasti in quanto la loro cavità interna non ha lamelle sottili - lamelle e il numero di tilacoidi immersi nella matrice è piccolo. La matrice stessa contiene acido desossiribonucleico, organelli che sintetizzano le proteine - ribosomi ed enzimi proteolitici che scompongono proteine e carboidrati.
I leucoplasti hanno anche enzimi - sintetasi,partecipando alla formazione di molecole di amido dal glucosio. Di conseguenza, i plastidi incolori delle cellule vegetali accumulano nutrienti di riserva: granuli proteici e granuli di amido. Questi plastidi, le cui funzioni sono di accumulare sostanze organiche, possono essere trasformati in cromoplasti, ad esempio, durante la maturazione dei pomodori allo stadio di maturazione del latte.
Sotto un microscopio a scansione con un altorisoluzione, le differenze nella struttura di tutti e tre i tipi di plastidi sono chiaramente visibili. Ciò riguarda principalmente i cloroplasti, che hanno la struttura più complessa associata alla funzione della fotosintesi.
Cromoplasti - plastidi colorati
Insieme a verde e incolore nelle celluleNelle piante esiste un terzo tipo di organelli chiamati cromoplasti. Hanno una varietà di colori: giallo, viola, rosso. La loro struttura è simile ai leucoplasti: la membrana interna ha un piccolo numero di lamelle e un piccolo numero di tilacoidi. I cromoplasti contengono vari pigmenti: xantofille, caroteni, carotenoidi, che sono sostanze fotosintetiche ausiliarie. Sono questi plastidi che forniscono il colore delle radici delle barbabietole, delle carote, dei frutti degli alberi da frutto e delle bacche.
Come nascono i plastidi e si trasformano reciprocamente
Leucoplasti, cromoplasti, cloroplasti - plastidi(la struttura e le funzioni di cui stiamo studiando), avendo un'unica origine. Sono derivati di tessuti meristematici (educativi), da cui si formano i protoplastidi - organelli sacciformi a due membrane fino a 1 μm di dimensione. Alla luce, complicano la loro struttura: si forma una membrana interna contenente lamelle e viene sintetizzata la clorofilla del pigmento verde. I protoplastidi diventano cloroplasti. I leucoplasti possono anche essere convertiti dall'energia luminosa in plastidi verdi e quindi in cromoplasti. La modificazione dei plastidi è un fenomeno molto diffuso nel mondo vegetale.
Cromatofori come precursori dei cloroplasti
Organismi procarioti fototrofi - verdee batteri viola, effettuano il processo di fotosintesi con l'aiuto della batterioclorofilla A, le cui molecole si trovano sulle escrescenze interne della membrana citoplasmatica. I microbiologi considerano i cromatofori batterici come precursori dei plastidi.
Ciò è confermato dalla loro somiglianza con i cloroplasti.struttura, ovvero la presenza di centri di reazione e sistemi di intrappolamento della luce, nonché i risultati generali della fotosintesi, che portano alla formazione di composti organici. Va notato che le piante inferiori - le alghe verdi, come i procarioti, non hanno plastidi. Ciò è dovuto al fatto che le formazioni contenenti clorofilla - i cromatofori, hanno assunto la loro funzione - la fotosintesi.
Come sono nati i cloroplasti
Tra le tante ipotesi sull'origine dei plastidisoffermiamoci sulla simbiogenesi. Secondo lui, i plastidi sono cellule (cloroplasti) sorte nell'era Archean a seguito della penetrazione di batteri fototrofi nella cellula eterotrofa primaria. Furono loro che in seguito portarono alla formazione di plastidi verdi.
In questo articolo abbiamo studiato la struttura e la funzione degli organelli delle cellule vegetali a due membrane: leucoplasti, cloroplasti e cromoplasti. E ha anche scoperto la loro importanza nella vita cellulare.
