Plastider – definition, typer och funktioner i växter och alger
Plastider – allt om definition, typer och funktioner i växter och alger. Förstå deras roll i fotosyntes, lagring och cellens metabolism.
En plastid är en självreproducerande organell i växter och alger. En plastom är en plastids DNA-genom.p341 De är som små maskiner inuti cellerna: var och en tillverkar eller lagrar viktiga kemikalier som används av växten.
Exempel på plastider är:
Typer av plastider och deras funktioner
- Kloroplaster – de mest kända plastiderna. De innehåller klorofyll och utför fotosyntes, det vill säga omvandlar ljusenergi till kemisk energi (socker). Kloroplaster har ett inre membransystem med tilakoider och ofta staplade sektioner kallade grana samt ett flytande stroma där många biosyntetiska reaktioner sker.
- Kromoplaster – innehåller färgpigment som karotenoider (rött, orange, gult). De ger färg åt frukter, blommor och mognande rötter och spelar en roll i signalering till pollinatörer och fröspridande djur. Kromoplaster kan utvecklas från kloroplaster vid fruktmognad (t.ex. blad → gula/orange frukter).
- Leukoplaster – icke-fotosyntetiska plastider som främst lagrar ämnen. De delas ofta upp i undergrupper:
- Amyloplaster – lagrar stärkelse (viktiga i rötter och knölar som potatis).
- Elaioplaster – lagrar lipider/fetter.
- Proteinoplaster – lagrar proteiner, vanliga i fröer.
- Proplastider – odifferentierade plastider i tillväxande celler (t.ex. i meristem). De kan differentieras till kloroplaster, leukoplaster eller kromoplaster beroende på cellens signaler och miljö.
- Etioplaster – utvecklas när plantdelar växer i mörker. De har ett omoget membransystem och omvandlas snabbt till kloroplaster när de utsätts för ljus.
- Gerontoplaster – förändrade plastider i åldrande blad under nedbrytningsprocesser; involverade i återvinning av näringsämnen.
Plastider i alger
Alger har plastider med stora variationer beroende på evolutionär bakgrund. Grönalger har plastider liknande landväxters kloroplaster (klorofyll a och b), medan rödalger (rhodofyter) har röda plastider (rhodoplaster) med phycobiliproteiner som ger röd färg. Många marina protister har plastider som är resultat av sekundära eller tertiära endosymbioser och kan ha flera membran och andra pigment (t.ex. klorofyll c). Ett känt exempel ur parasitvärlden är apicoplasten hos apicomplexa, en rest av ett algiskt plastid som inte längre utför fotosyntes men har viktiga metaboliska funktioner.
Struktur och biogenes
Plastider har vanligtvis två omslutande membran (från den primära endosymbiosen) och ett eget genom (plastomet). Inuti finns tilakoidsystem, stroma och ibland plastoglobuli (lipiddroppar). Plastider bildas och delas genom binär fission och kan differentieras mellan olika plastidtyper beroende på cellens utvecklingsstadium och yttre faktorer (ljus, hormoner).
Plastidgenomet och proteinsyntes
Plastom innehåller gener för t.ex. fotosyntetiska proteiner och för vissa ribosomala RNA och tRNA. Många gener som behövs för plastidens funktion finns dock i cellkärnans DNA; de proteinerna syntetiseras i cytosolen och importeras in i plastiden via speciella transportkomplex (TOC/TIC) efter att ha letts dit av transitpeptider. Arvet av plastider är oftast maternellt hos många växter, men kan vara paternt eller biparentalt i andra arter.
Ursprung och evolution
Plastider härstammar från en endosymbiotisk händelse där en tidig eukaryot cell tog upp en cyanobakterie. Denna primära endosymbios gav upphov till de primära plastiderna i gröna alger, rödalger och glaukofyter. Senare sekundära och tertiära endosymbioser spred plastider vidare till många andra linjer och förklarar den stora variationen i algplastider.
Betydelse för växter och mänsklig användning
- Färdiga produkter från plastider (socker, stärkelse, lipider, pigment) är centrala för växtens tillväxt och ekosystemets näringsflöde.
- I jordbruk och bioteknik manipuleras plastider för att förbättra stärkelseinnehåll, oljekvalitet eller för att uttrycka främmande proteiner (plastidgenomisk transformation erbjuder ibland begränsad könlig spridning av transgener).
- Studier av plastiders evolution hjälper oss förstå fotosyntesens uppkomst och eukaryot diversifiering.
Snabböversikt
- Plastider är mångsidiga organeller i växter och alger med egna genom.
- De kan fungera i fotosyntes, pigmentbildning, lagring och biosyntes av viktiga ämnen.
- Olika plastidtyper kan omvandlas mellan varandra beroende på utveckling och miljö.
typer av plastider
Kloroplaster synliga i cellerna hos Plagiomnium affine
Plastider i alger
Plastiderna i alger och hornvårtor kan skilja sig från växtplastiderna. I alger används termen "leucoplast" för alla opigmenterade plastider och deras funktion skiljer sig från växternas leucoplaster.
Glaukocystofytiska alger innehåller muroplaster, som liknar kloroplaster, men som har en cellvägg som liknar den hos prokaryoter. Rhodofytiska alger innehåller rhodoplaster, som är röda kloroplaster som gör det möjligt för algerna att göra fotosyntes på upp till 268 meters djup.
Genetik och evolution
Plastider är en av många olika typer av organeller i cellen. Enligt endosymbiontteorin har plastiderna sitt ursprung i cyanobakterier. Detta föreslogs först av Mereschkowsky 1905. Schimper hade 1883 sagt att kloroplasterna liknade cyanobakterier i hög grad.
Nästan alla kloroplaster tros härstamma direkt eller indirekt från en enda endosymbiotisk händelse. Mitokondrier härrör också från symbios, men kloroplaster finns endast hos växter och protister. Kloroplasten är omgiven av ett kompositmembran i dubbla lager med ett mellanrum mellan membranen, och den har retikuleringar eller många veckningar som fyller de inre utrymmena. Kloroplasten har sitt eget DNA, som kodar för redoxproteiner som är involverade i elektrontransporten i fotosyntesen.
Sök