Definition: Was sind Plastids?
Plastiden sind eine Gruppe phylogenetischer und physiologisch verwandter Organellen, die in allen Arten von Pflanzen und Algen vorkommen. In ihren Rollen tragen die verschiedenen Arten von Plastiden zum Pflanzenstoffwechsel bei und fördern so das Pflanzenwachstum und die Pflanzenentwicklung. Eines der Hauptmerkmale dieser Organellen ist die Tatsache, dass sie eine Doppelmembran haben.,
In den Zellen sind Plastiden in erster Linie an der Herstellung und Lagerung von Lebensmitteln beteiligt. Sie sind daher an Prozessen wie Photosynthese, Synthese von Aminosäuren und Lipiden sowie Lagerung verschiedener Materialien unter einigen anderen Funktionen beteiligt.,br>
- Fern
- Moss
- Some parasitic worms
- Some marine mollusks (some sea slugs)
Examples
- Chromoplasts
- Chloroplasts
- Leucoplasts
Types of Plastids
Like all plant cells, plastids are derived from meristem cells within the plant., Meristeme befinden sich an den Trieb-und Wurzelspitzen und sind die Quelle undifferenzierter Zellen in Pflanzen.
Proplastide, die Vorläuferplastide, sind undifferenzierte Plastide, die von Meristemen abgeleitet sind. Die weitere Entwicklung dieses Vorläufers führt zur Produktion verschiedener Arten von Plastiden, die wiederum verschiedenen Funktionen dienen, die zum Gesamtstoffwechsel beitragen.,
Chloroplasten
Chloroplasten sind Plastiden, die sich in die Mesophyllzellen auf Pflanzenblättern. Hier bilden Chloroplasten eine Monoschicht, wenn sie durch die Vakuole gegen die Zellwand gedrückt werden. Einige Chloroplasten können auch in den Epidermiszellen der Pflanze gefunden werden, sind aber im Vergleich zu Mesophyllzellen weniger entwickelt.,
Für verschiedene Pflanzenarten und sogar innerhalb der Pflanze variieren Chloroplasten in der Größe. Zum Beispiel, während Chloroplasten in Epidermiszellen kleiner und weniger gut entwickelt sind, sind diejenigen in der Mesophyllzelle größer und gut entwickelt.
In Bezug auf die Struktur enthalten Chloroplasten eine Thylakoidmembran, eine umfangreiche innere Membran, die die Photosynthese verbessert., Die Thylakoidmembran beherbergt Proteinkomplexe, die Chlorophyllmoleküle enthalten, die direkt an der Photosynthese beteiligt sind (Erfassung von Licht-und Energiebahnen).
* Je größer die Oberfläche der Thylakoidmembran ist, desto mehr Chlorophyllgehalt ist in der Zelle vorhanden.
* Die Thylakoidmembran nimmt im Chloroplasten eine Fläche von etwa 500 Mikrometern ein.,
Allgemeine Struktur
Im Allgemeinen haben Chloroplasten eine sphäroide Form (oval), die durch das Drücken der großen Vakuole gegen die Zellwand entstehen kann. Dies kann jedoch je nach Lage des Plastids variieren.
Es wurde auch gezeigt, dass die Morphologie dynamisch ist, was bedeutet, dass sich die allgemeine Form im Laufe der Zeit ändern kann. Studien haben auch gezeigt, dass das Plastid polarisiert und je nach Pflanze 5 bis 10 Mikrometer breit ist.,
Wie die anderen Plastiden haben Chloroplasten eine doppelte Membranhülle, die aus der äußeren und inneren Membran (Phospholipidschichten) besteht. Der Raum innerhalb der Doppelmembranen ist mit einer wässrigen Matrix bedeckt, die als Stroma bekannt ist. Diese wässrige Matrix enthält verschiedene Enzyme und Proteine, die für zelluläre Prozesse essentiell sind.,
Some of the other components of a chloroplast include:
- Grana – Thylakoids arranged in stacks (one on top of another)
- Peripheral reticulum – Membranous tubules arising from the inner membrane
- Chloroplast DNA
- Ribosome
Chromoplasts
„Chromo“ comes from Greek word meaning color.,
Chromoplasten sind bunte Plastiden, die als Ort der Pigmentansammlung wirken. Sie sind typischerweise in den fleischigen Früchten, Blüten sowie verschiedenen anderen pigmentierten Teilen der Pflanze wie Blättern zu finden.
Bei Pigmenten wie Carotinoiden, die sich in Chromoplasten ansammeln, spielen die Plastiden eine wichtige Rolle bei der Bestäubung, da sie als visuelle Attraktoren für Tiere wirken, die an der Bestäubung beteiligt sind.,
Strukturell variieren Chromoplasten je nach Art der darin enthaltenen Carotinoide erheblich.,“57f84b8536″>
* Während sich Chromoplasten direkt aus ihrem Vorläufer entwickeln können, hat sich gezeigt, dass sie sich auch während der Reifung fleischiger Früchte aus Chloroplasten bilden.,
* In einigen Fällen, chromoplasts wiederherstellen können Chloroplasten – Seiten der Photosynthese.
Es gibt zwei Arten von Chromoplasten, die umfassen:
- Phaeoplast – Bräunlich und natürlich in Braunalgen gefunden
- Rhodoplast – Plastiden in Rotalgen gefunden.,
Als Standorte für Pigmente spielen Chromoplasten eine wichtige Rolle bei der Bestäubung, da sie verschiedene Tiere und Vögel an die Pflanze anziehen. Sobald das Tier mit dem Pollen der Pflanze in Kontakt kommt, sorgt es für die Bestäubung, wenn sich das Tier von einer Pflanze zur anderen bewegt.
Gerontoplasten
Im Vergleich zu einigen der andere Plastiden, Gerontoplasten werden während der Seneszenz gebildet., Im Wesentlichen beinhaltet die Seneszenz den Abbau verschiedener Organellen einer Pflanzenzelle.
Während dieses Prozesses erfährt der Chloroplast eine umfangreiche strukturelle Modifikation der Thylakoidmembran, gefolgt von der Bildung einer erhöhten Anzahl von Plastoglobuli. Die Grana lösen sich ebenfalls allmählich auf, aber die Gerontoplastmembran bleibt während der Seneszenz intakt.
Es wurde daher vorgeschlagen, dass dieses Plastid eine wichtige Rolle beim kontrollierten Abbau der Chloroplasten spielt., Dadurch kann die Pflanze den größten Teil des in den Chloroplasten enthaltenen Proteins (75 Prozent des gesamten Blattproteins) zurückhalten und Chlorophyll und seine Nebenprodukte, von denen gezeigt wurde, dass sie potenziell toxisch sind, effektiv entfernen.
Leukoplasten
Im Allgemeinen sind Leukoplasten farblose Plastiden, die häufig in farblosen Blättern und schnell wachsenden Geweben (Knollen, Stängeln, Wurzeln usw.) vorkommen. Hier dienen Leukoplasten als Ort der Stärkebildung und-lagerung.,
Im Vergleich zu Plastiden wie Chloroplasten und Chromoplasten fehlen Leukoplasten Pigmente wie Chlorophyll. Darüber hinaus befinden sie sich in tiefem Gewebe wie Pflanzensamen und sind daher nicht direkt Licht ausgesetzt.
Während die Hauptfunktion die Speicherung ist, sind einige der Leukoplasten auch an der Synthese von Fetten und Lipiden beteiligt.,
Im Folgenden sind die drei Haupttypen von Leukoplasten aufgeführt:
Amyloplasten
Das Wort „Amylo“ bedeutet Stärke
Amyloplasten sind eine Art Plastid, das an der Langzeitlagerung von Stärke beteiligt ist. Wie die anderen Plastiden entwickeln sich Amyloplasten aus Proplastiden.
Der Biosyntheseweg von Stärke ist auf Plastiden beschränkt., Hier spielen Amyloplasten eine wichtige Rolle bei der Lagerung von Stärke. Im Vergleich zu einigen anderen Plastiden haben Amyloplasten eine sehr geringe innere Membran und enthalten ein oder mehrere größere Körner.
Wie Chloroplasten sind Amyloplasten jedoch in einer Doppelmembran eingeschlossen, die Stroma enthält. Im Stroma der Amyloplasten werden Stärkegranulate synthetisiert und letztendlich gespeichert.
* Es wurde auch vorgeschlagen, dass Amyloplasten eine wichtige Rolle als gravimetrische Sensoren spielen., Als solche sind sie daran beteiligt, das Wurzelwachstum auf den Boden zu lenken.
Abgesehen von der Lagerung von Stärke und Gravisensing wurde gezeigt, dass Amyloplasten bei einigen Arten auch Enzyme (im GSGOGAT-Zyklus) produzieren, die die Stickstoffassimilation fördern.
Elaioplast (Lipoplasten)
Das Wort „Elaiov“ ist ein griechisches Wort für Olive.
Im Gegensatz zum Amyloplasten sind Elaioplasten eine Art von Leukoplasten, die Öl enthalten., Sie dienen zur Speicherung von Ölen und Lipiden, die die kleinen Fetttropfen in den Plastiden erklären.
Strukturell haben Elaioplasten keine spezifischen internen Strukturen. Infolgedessen sind nur Lipide/Öltröpfchen (Plastoglobuli) vorhanden. Obwohl andere Arten von Plastiden ein gewisses Maß an Plastoglobuli enthalten können, sind es die hohen Mengen an Plastoglobuli und seine Zusammensetzung, die es von den anderen Plastiden unterscheiden.
Elaioplasten zeichnen sich auch durch ihre kleine und kugelförmige Form aus., Sie sind jedoch im Vergleich zu den anderen Plastiden selten. Typischerweise finden sich Elaioplasten in den Sortenzellen einiger Pflanzen, wo sie zur Reifung der Pollenwand beitragen.
Proteinoplasten
Proteinoplasten enthalten im Vergleich zu den anderen Plastiden höhere Proteingehalte. Diese Proteine sind auch groß genug, um unter dem Lichtmikroskop gesehen zu werden. Die Proteine reichern sich entweder als amorphe oder kristalline Einschlüsse an und sind durch eine Membran gebunden.,
Einige der anderen Komponenten (Enzyme) der Organelle umfassen:
- Peroxidasen li>
- Polyphenoloxidasen
Allgemeine Struktur und Eigenschaften von Plastiden
Bei Landpflanzen hat sich gezeigt, dass die Anzahl der Plastiden pro Zelle relativ hoch ist von 30 bis 40 und 100 bis 150 in diploiden Zellen., Die Plastiden von Pflanzen sind auch einfacher im Vergleich zu denen in anderen Organismen wie Algen.
Plastiden können je nach Art (Pflanzenart, Algen usw.) eine Vielzahl von Formen annehmen, die von diskoiden, kugelförmigen, kurzhantelförmigen oder linsenförmigen unter einigen anderen reichen.
* Unter stressigen Bedingungen wurden auch Mitochondrien bei Plastiden beobachtet (durch Eindringen). Es wurde gezeigt, dass dies bei Plastiden wie Chloroplasten der Fall ist, die die Mitochondrien umgeben.,
Eine der anderen wichtigen Strukturen, die Plastiden zugeordnet sind, ist das Stromule. Durch die Verbindung der Plastiden zu einem Netzwerk (Plasidom) spielt das Stromule eine wichtige Rolle bei der Sicherstellung der Kommunikation zwischen den Plastiden und anderen Zellorganellen wie den Mitochondrien und dem Zellkern. Stromuli sind ebenfalls hochdynamisch und erstrecken sich nachweislich von der Oberfläche aller Arten von Plastiden.,
Abgesehen von diesen Aspekten von Pflanzenplastiden umfassen einige der anderen Funktionen, die von allen Plastiden gemeinsam genutzt werden:
Doppelmembran (Hüllkurvenmembran)
Für alle Arten von Plastiden wurde gezeigt, dass die Doppelmembran die einzige Membran ist, die intakt bleibt (permanent). Es besteht aus Galaktolipiden wie MGDG unter anderen Lipiden und Proteinen., Aufgrund der Genomreduzierung von Plastiden, insbesondere in den Zellen, sind Plastiden nur in der Lage, für eine kleine Anzahl von Proteinen zu kodieren.
Dadurch sind sie stark abhängig von den Proteinen, die vom Zellkern kodiert werden. Hier spielt dann die Doppelmembranhülle der Plastiden eine entscheidende Rolle beim Transport von Protein aus dem Zytoplasma der Zelle in das Plastid. Neben dem Proteintransport spielt auch die Membran eine wichtige Rolle im Signalprozess., Die Kommunikation zwischen Plastiden und dem Zellkern ist besonders während der Genexpression wichtig. Die Membran spielt daher eine wichtige Rolle bei der Zellsignalisierung und damit bei der Regulation der Genexpression.,zu den Plastid-Hüllkurven gehören:
- Transport von anderem Material einschließlich lebenswichtiger Metalle und Metaboliten
- Metabolismus von Fettsäure, Lipiden und Carotinoiden unter anderen Verbindungen
- Produktion von Pflanzenwachstumsregulatoren
- Interaktion mit den Endomembransystemen der Zelle
Plastid Stoma
Stroma bezieht sich auf den Innenraum, der von der Doppelmembran des Plastids umschlossen ist., Es wird von einer farblosen Flüssigkeit/Matrix gefüllt, die das Thylakoid sowie eine Reihe anderer Organellen innerhalb des Plastids umgibt.
Einige der anderen Komponenten des Stroma umfassen:
Ribosom – ist ein Hauptmerkmal von plastid Stroma. In einigen Zellen können sie als Polyribosom vorhanden sein, ein Komplex des mRNA-Moleküls (eine Gruppe von Ribosomen, die durch die Boten-RNA verbunden sind). In einem Plastid zeigt das Vorhandensein von Ribosomen Proteinsyntheseaktivitäten an.,
Proteine werden für verschiedene Funktionen benötigt, darunter verschiedene chemische Prozesse sowie Schadensreparaturen. Daher ist das Vorhandensein eines Ribosoms für verschiedene Plastidprozesse innerhalb einer Zelle unerlässlich.
Nukleoide – Dazu gehören Kopien der Plastid-DNA und der RNA. Wie der Zellkern sind diese Nukleoide die funktionelle Einheit des Plastid-Genoms. Innerhalb des Plastids sind die Nukleoide an die Thylakoide in Chloroplasten gebunden oder können zufällig im Stroma verteilt sein.,
Die Anzahl der Nukleoide variiert signifikant von Organismus zu Organismus. Zum Beispiel enthalten Chloroplasten im Vergleich zu nicht grünen Plastiden eine höhere Anzahl von Nukleoiden.
* In Plastiden können die Nukleoide entlang eines Rings organisiert und zu einem kontinuierlichen DNA-Ring entwickelt werden. Lineare Genome wurden jedoch auch in Plastiden identifiziert.
Plastiden sind wie Mitochondrien halbautonome Körper., Als solche enthalten sie ihr eigenes genetisches Material und sind daher in der Lage, Proteine zu synthetisieren, die für ein normales Funktionieren erforderlich sind. Eine enge Koordination zwischen den Plastiden und der Zelle ist jedoch während der Plastidentwicklung wichtig, da sie für bestimmte Materialien, die während der Prozesse benötigt werden, von der Zelle abhängen können.
Einige der anderen Komponenten der plastid, die auch im Stroma zu finden sind, umfassen:
- Einschlusskörper
- Mikrotubuli – z. B., etioplasts
- Stromacenter
- >
- plastoglobuli
Interne Membran
Die interne Membran von Plastiden findet sich meist in Landpflanzen. Es entwickelt sich allmählich aus der inneren Membranhülle (der Doppelmembran) sowie gegebenen Lipidkomponenten.
In einigen Fällen kann sich diese Membran an die innere Membran des Plastids anlagern, um ein Membransystem zu bilden, das als peripheres Retikulum bekannt ist., Dieses System spielt eine wichtige Rolle beim Transport verschiedener Materialien aus dem Zytoplasma der Zelle in das Plastid und umgekehrt.,8175e42″>Return to Plant biology overview
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Gangaram Mohabir and Philip John., (1988). Wirkung der Temperatur auf die Stärkesynthese im Kartoffelknollengewebe und in Amyloplasten. Pflanzenphysiol.
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Links