Једна од главних разлика између поврћа иживотињска ћелија је присуство у цитоплазми првих органела, попут пластида. У овом чланку ће се расправљати о структури, карактеристикама њихових виталних процеса, као ио значају хлоропласта, хромопласта и леукопласта.
Структура хлоропласта
Зелени пластиди, чија смо структура садапроучаваћемо, припадају обавезним органелама ћелија виших спора и семенских биљака. Они су дво мембрански ћелијски органели и овалног су облика. Њихов број у цитоплазми може варирати. На пример, ћелије стубастог паренхима листне плоче дувана садрже до хиљаду хлоропласта, у стабљикама биљака породице житарица од 30 до 50.
Обе мембране које сачињавају органоид имајуразличита структура: споља - глатка, трослојна, слична мембрани саме биљне ћелије. Унутрашња садржи много набора који се називају ламеле. Придружују им се равне врећице - тилакоиди. Ламеле чине мрежу паралелних канала. Између ламела налазе се тилакоидна тела. Сакупљају се у гомиле - зрна која се могу међусобно повезати. Њихов број у једном хлоропласту је 60-150. Цела унутрашња шупљина хлоропласта испуњена је матрицом.
Органела има знакове аутономије:сопствени наследни материјал - кружна ДНК, захваљујући којој се хлоропласти могу размножавати. Постоји и затворена спољна мембрана која ограничава органеле у процесима који се одвијају у цитоплазми ћелије. Хлоропласти имају сопствене молекуле рибосома, и-РНК и т-РНК, што значи да су способни да синтетишу протеине.
Функције тилакоида
Као што је раније поменуто, биљни пластидићелије - хлоропласти, садрже посебне спљоштене врећице које се називају тилакоиди. Садрже пигменте - хлорофиле (који учествују у фотосинтези) и каротеноиде (обављајући потпорне и трофичне функције). Постоји и ензимски систем који обезбеђује реакције светле и тамне фазе фотосинтезе. Тилакоиди функционишу као антене: фокусирају светлосне кванте и усмеравају их на молекуле хлорофила.
Фотосинтеза је главни процес хлоропласта
Аутотрофне ћелије су способне независнода синтетишу органске супстанце, посебно глукозу, користећи угљен -диоксид и светлосну енергију. Зелени пластиди, чије функције сада проучавамо, саставни су део фототрофа - вишећелијских организама као што су:
- више споре биљке (маховине, преслице, лужине, папрати);
- семе (гимносперме - гинге, четинари, ефедре и критосемењаче или цветнице).
Фотосинтеза је систем редокс реакција, које се заснивају на преносу електрона из донорских супстанци у једињења која их „опажају“, такозване акцепторе.
Ове реакције доводе до синтезе органскогсупстанци, посебно глукозе, и ослобађање молекуларног кисеоника. Лака фаза фотосинтезе јавља се на мембранама тилакоида под утицајем светлосне енергије. Квантови апсорбоване светлости побуђују електроне атома магнезијума који чине зелени пигмент, хлорофил.
За синтезу се користи енергија електронаматерије које троше енергију: АТП и НАДП-Х2. Ћелија их цепа ради реакција тамне фазе у матрици хлоропласта. Комбинација ових синтетичких реакција доводи до стварања молекула глукозе, аминокиселина, глицерола и масних киселина, који служе као грађевни и трофични материјал ћелије.
Врсте пластида
Зелени пластиди, чију структуру и функције миразматрани раније, налазе се у лишћу, зеленим стабљикама и нису једина врста. Дакле, у љусци плодова, у латицама цветних биљака, у спољним омотачима подземних изданака - гомоља и луковица, постоје и други пластиди. Зову се хромопласти или леукопласти.
Безбојни органели (леукопласти) имајуразличитог облика и разликују се од хлоропласта по томе што њихова унутрашња шупљина нема танке плоче - ламеле, а број тилакоида уроњених у матрицу је мали. Сам матрикс садржи деоксирибонуклеинску киселину, органеле који синтетишу протеине - рибосоме и протеолитичке ензиме који разлажу протеине и угљене хидрате.
Леукопласти такође имају ензиме - синтетазе,учествујући у стварању молекула скроба из глукозе. Као резултат, безбојни пластиди биљних ћелија акумулирају резервне хранљиве материје: протеинске грануле и зрна скроба. Ови пластиди, чија је функција акумулација органских материја, могу се трансформисати у хромопласте, на пример, током сазревања парадајза у фази млечне зрелости.
Под скенирајућим микроскопом са високимрезолуције, разлике у структури све три врсте пластида су јасно видљиве. Ово се првенствено односи на хлоропласте, који имају најсложенију структуру повезану са функцијом фотосинтезе.
Хромопласти - обојени пластиди
Заједно са зеленим и безбојним у ћелијамаУ биљкама постоји трећа врста органела која се назива хромопласти. Имају различите боје: жуту, љубичасту, црвену. Њихова структура је слична леукопластима: унутрашња мембрана има мали број ламела и мали број тилакоида. Хромопласти садрже различите пигменте: ксантофиле, каротене, каротеноиде, који су помоћне фотосинтетске супстанце. Управо ти пластиди дају боју коренастог усева репе, шаргарепе, плодова воћака и бобица.
Како настају и међусобно се трансформишу пластиде
Леукопласти, хромопласти, хлоропласти - пластиди(структуру и функције које проучавамо), који имају једно порекло. Они су деривати меристематских (образовних) ткива, од којих настају протопластиди - дво мембранске врећасте органеле величине до 1 μм. У светлу, они компликују своју структуру: формира се унутрашња мембрана која садржи ламеле и синтетише се зелени пигмент хлорофил. Протопластиди постају хлоропласти. Леукопласти се такође могу светлосном енергијом претворити у зелене пластиде, а затим у хромопласте. Модификација пластида је распрострањена појава у биљном свету.
Хроматофори као прекурсори хлоропласта
Прокариотски фототрофни организми - зелении љубичасте бактерије, спроводе процес фотосинтезе уз помоћ бактериохлорофила А, чији се молекули налазе на унутрашњим изданцима цитоплазматске мембране. Микробиолози сматрају да су бактеријске хроматофоре претходници пластида.
То потврђује њихова сличност са хлоропластима.структуру, наиме присуство реакционих центара и система за хватање светлости, као и опште резултате фотосинтезе, што доводи до стварања органских једињења. Треба напоменути да ниже биљке - зелене алге, попут прокариота, немају пластиде. То је због чињенице да су формације које садрже хлорофил - хроматофори, преузеле своју функцију - фотосинтезу.
Како су настали хлоропласти
Међу многим хипотезама о пореклу пластидазадржимо се на симбиогенези. Према његовим речима, пластиде су ћелије (хлоропласти) које су настале у архејској ери као резултат продора фототрофних бактерија у примарну хетеротрофну ћелију. Они су касније довели до стварања зелених пластида.
У овом чланку смо проучавали структуру и функцију дво-мембранских биљних ћелијских органела: леукопласта, хлоропласта и хромопласта. Такође су открили њихову важност у ћелијском животу.
