Amyloplasten und andere Arten von Plastiden

Ein Amyloplast ist eine in Pflanzenzellen vorkommende Organelle. Amyloplasten sind Plastiden diese produzieren und lagern Stärke in inneren Membranfächern. Sie kommen häufig in vegetativen Pflanzengeweben wie Knollen (Kartoffeln) und Zwiebeln vor. Es wird auch angenommen, dass Amyloplasten an der Schwerkraftmessung (Gravitropismus) beteiligt sind und das Wachstum der Pflanzenwurzeln nach unten fördern.

Wichtige Imbissbuden: Amyloplast und andere Plastiden

• Plastiden sind pflanzliche Organellen, die bei der Nährstoffsynthese und -speicherung eine Rolle spielen. Diese zytoplasmatischen Doppelmembranstrukturen haben ihre eigene DNA und replizieren sich unabhängig von der Zelle.
• Plastiden entwickeln sich aus sogenannten unreifen Zellen proplastids die zu Chloroplasten, Chromoplasten, Gerontoplasten und Leukoplasten reifen.
• Amyloplasten sind Leukoplasten diese Funktion hauptsächlich in der Stärkelagerung. Sie sind farblos und kommen in Pflanzengeweben vor, die keine Photosynthese durchlaufen (Wurzeln und Samen)..
• Amyloplasten synthetisieren transitorische Stärke, die in Chloroplasten zwischengespeichert und zur Energiegewinnung verwendet wird. Chloroplasten sind die Orte der Photosynthese und Energieerzeugung in Pflanzen.
• Amyloplasten helfen auch dabei, das Wurzelwachstum nach unten in Richtung der Schwerkraft auszurichten.

Amyloplasten stammen aus einer Gruppe von Plastiden, die als Leukoplasten bekannt sind. Leukoplasten haben keine Pigmentierung und erscheinen farblos. Mehrere andere Arten von Plastiden sind in Pflanzenzellen zu finden, einschließlich Chloroplasten (Orte der Photosynthese), Chromoplasten (Pflanzenpigmente herstellen) und Gerontoplasten (abgebaute Chloroplasten).

Arten von Plastiden

Dieses Bild eines Vertikalschnitts eines Blattes wurde mit einem Rasterelektronenmikroskop aufgenommen. In den Zellen sind Chloroplasten (grüne Plastiden, die für die Photosynthese verantwortlich sind) und andere Organellen zu sehen. Clouds Hill Imaging Ltd./Corbis Dokumentarfilm / Getty Images

Plastiden sind Organellen, die in erster Linie bei der Nährstoffsynthese und Speicherung biologischer Moleküle fungieren. Während es verschiedene Arten von Plastiden gibt, die darauf spezialisiert sind, bestimmte Rollen zu erfüllen, haben Plastiden einige gemeinsame Eigenschaften. Sie befinden sich im Zellzytoplasma und sind von einer doppelten Lipidmembran umgeben. Plastiden haben auch ihre eigene DNA und können sich unabhängig vom Rest der Zelle replizieren. Einige Plastiden enthalten Pigmente und sind bunt, während andere keine Pigmente aufweisen und farblos sind. Plastiden entstehen aus unreifen, undifferenzierten Zellen, sogenannten Proplastiden. Proplastiden reifen in vier Arten von spezialisierten Plastiden: Chloroplasten, Chromoplasten, Gerontoplasten, und Leukoplasten.

• Chloroplasten: Diese grünen Plastiden sind für die Photosynthese und Energieerzeugung durch die Glukosesynthese verantwortlich. Sie enthalten Chlorophyll, ein grünes Pigment, das Lichtenergie absorbiert. Chloroplasten werden üblicherweise in spezialisierten Zellen genannt Schließzellen Befindet sich in Pflanzenblättern und Stängeln. Schutzzellen öffnen und schließen winzige Poren, sogenannte Stomata, um den für die Photosynthese erforderlichen Gasaustausch zu ermöglichen.
• Chromoplasten: Diese bunten Plastiden sind für die Produktion und Lagerung der kartenoiden Pigmente verantwortlich. Carotinoide produzieren rote, gelbe und orange Pigmente. Chromoplasten befinden sich hauptsächlich in gereiften Früchten, Blüten, Wurzeln und Blättern von Angiospermen. Sie sind für die Gewebefärbung in Pflanzen verantwortlich, die dazu dient, Bestäuber anzuziehen. Einige Chloroplasten, die in nicht gereiften Früchten gefunden werden, wandeln sich im Laufe der Fruchtreife in Chromoplasten um. Diese Änderung der Farbe von grün zu einer Carotinoidfarbe zeigt an, dass die Frucht reif ist. Die Veränderung der Blattfarbe im Herbst ist auf den Verlust des grünen Pigments Chlorophyll zurückzuführen, das die Carotinoidfärbung der Blätter erkennen lässt. Amyloplasten können auch zu Chromoplasten umgewandelt werden, indem zuerst zu Amylochromoplasten (stärkehaltigen Plastiden und Carotinoiden) und dann zu Chromoplasten übergegangen wird.
• Gerontoplasten: DiesePlastiden entstehen durch den Abbau von Chloroplasten, der beim Absterben von Pflanzenzellen auftritt. Dabei wird Chlorophyll in Chloroplasten abgebaut, wobei nur Cartotinoidpigmente in den resultierenden Gerontoplastenzellen verbleiben.
• Leukoplasten: Diesen Plastiden fehlt es an Farbe und Funktion, Nährstoffe zu speichern.

Leucoplast Plastids

Diese transmissionselektronenmikroskopische Falschfarbenaufnahme zeigt einen Amyloplasten (großen zentralen Körper), ein stärkehaltiges Plastid, das in einer Zelle aus der Wurzelkappe einer Zwiebel gefunden wurde. Amyloplasten enthalten große Mengen Stärke (blaue Kügelchen). Dr. Jeremy Burgess / Wissenschaftsfotobibliothek / Getty Images

Leukoplasten werden typischerweise in Geweben wie Wurzeln und Samen gefunden, die keine Photosynthese eingehen. Arten von Leukoplasten umfassen:

• Amyloplasten: Diese Leukoplasten wandeln Glucose zur Lagerung in Stärke um. Die Stärke wird als Granulat in Amyloplasten von Knollen, Samen, Stielen und Früchten gelagert. Die dichten Stärkekörner bewirken, dass sich Amyloplasten in Reaktion auf die Schwerkraft im Pflanzengewebe absetzen. Dies führt zu einem Wachstum nach unten. Amyloplasten synthetisieren auch transitorische Stärke. Dieser Stärketyp wird vorübergehend in Chloroplasten gespeichert, um nachts, wenn keine Photosynthese stattfindet, für die Energiegewinnung verwendet zu werden. Transitorische Stärke kommt vor allem in Geweben vor, in denen Photosynthese stattfindet, beispielsweise in Blättern.
• Elaioplasten: Diese Leukoplasten synthetisieren Fettsäuren und speichern Öle in mit Lipiden gefüllten Mikrokompartimenten, die Plastoglobuli genannt werden. Sie sind wichtig für die richtige Entwicklung von Pollenkörnern.
• Ätioplasten: Diese Chloroplasten mit Lichtmangel enthalten kein Chlorophyll, sondern das Vorläuferpigment für die Chlorophyllproduktion. Sobald sie Licht ausgesetzt sind, entsteht Chlorophyll, und die Ätioplasten werden in Chloroplasten umgewandelt.
• Proteinoplasten: Auch genannt Aleuroplasten, Diese Leukoplasten speichern Eiweiß und kommen häufig in Samen vor.

Amyloplastenentwicklung

Dieses Bild zeigt Stärkekörner (grün) im Parenchym einer Clematis sp. Pflanze. Stärke wird aus dem Kohlenhydrat Saccharose, einem Zucker, der von der Pflanze während der Photosynthese produziert wird, synthetisiert und als Energiequelle verwendet. Es wird in Form von Körnern in sogenannten Amyloplasten (gelb) gelagert. Steve Gschmeissner / Science Photo Library / Getty Images

Amyloplasten sind für die gesamte Stärkesynthese in Pflanzen verantwortlich. Sie kommen im pflanzlichen Parenchymgewebe vor, das die äußere und innere Schicht der Stämme und Wurzeln bildet. die mittlere Blattschicht; und das weiche Gewebe in Früchten. Amyloplasten entwickeln sich aus Proplastiden und teilen sich durch den Prozess der binären Spaltung. Reifende Amyloplasten entwickeln innere Membranen, die Kompartimente für die Lagerung von Stärke bilden.

Stärke ist ein Polymer aus Glucose, das in zwei Formen vorliegt: Amylopektin und Amylose. Stärkekörnchen bestehen sowohl aus Amylopektin- als auch aus Amylosemolekülen, die hochorganisiert angeordnet sind. Die Größe und Anzahl der Stärkekörner in Amyloplasten variiert je nach Pflanzenart. Einige enthalten ein einzelnes kugelförmiges Korn, während andere mehrere kleine Körner enthalten. Die Größe des Amyloplasten selbst hängt von der Menge der gelagerten Stärke ab.

Quellen

• Horner, H. T. et al. "Die Umwandlung von Amyloplasten in Chromoplasten bei der Entwicklung von Tabakblumennektaren für Zierzwecke bietet Zucker für Nektar und Antioxidantien zum Schutz." Amerikanische Zeitschrift für Botanik 94.1 (2007). 12-24.
• Weise, Sean E. et al. "Die Rolle der transitorischen Stärke im C3-, CAM- und C4-Stoffwechsel und die Möglichkeiten zur Anreicherung von Blattstärke." Zeitschrift für experimentelle Botanik 62.9 (2011). 3109-3118., .