AMILOPLASTOS: CARACTERÍSTIQUES, FUNCIONS, ESTRUCTURA - BIOLOGIA - 2025

Els amiloplastos són un tipus de plastidis especialitzats en l'emmagatzematge de midó i es troben en altes proporcions en teixits no fotosintètics de reserva, com l'endosperma en les llavors i els tubercles.

Com la síntesi completa de l'midó es limita als plastidis, ha d'existir una estructura física que serveixi com lloc de reserva d'aquest polímer. De fet, tot el midó contingut en les cèl·lules vegetals es troba en organel·les recobertes per una doble membrana.

Font: pixabay.com

De manera general, els plastidis són orgànuls semiautónomas trobades en diferents organismes, des de plantes i algues fins mol·luscs marins i alguns protistas paràsits.

Els plastidis participen en la fotosíntesi, en la síntesi de lípids i aminoàcids, funcionen com lloc de reserva de lípids, són els responsables de la coloració de fruites i flors i es relacionen amb la percepció de l'ambient.

Igualment, els amiloplastos participen en la percepció de la gravetat i emmagatzemen enzims claus d'algunes rutes metabòliques.

Característiques i estructura

Els amiloplastos són orgenelas cel·lulars presents en els vegetals, són font de reserva de midó i no posseeixen pigments - com la clorofil·la - pel que són incolors.

A l'igual que altres plastidis, els amiloplastos compten amb el seu propi genoma, que codifica per a algunes proteïnes de la seva estructura. Aquesta característica és un reflex del seu origen endosimbiòtic.

Una de les característiques més resaltantes dels plastidis és la seva capacitat de interconversió. Específicament els amiloplastos poden convertir-se en cloroplasts, per això quan les arrels són exposades a la llum adquireixen una tonalitat verdosa, gràcies a la síntesi de clorofil·la.

Els cloroplasts poden comportar-se de manera similar, ja que emmagatzemen en el seu interior grans de midó temporalment. No obstant això, en els amiloplastos la reserva és a llarg termini.

La seva estructura és molt senzilla, consisteixen una doble membrana externa que els separa de la resta dels components citoplasmàtics. Els amiloplastos madurs desenvolupen un sistema membranós intern on es troba el midó.

By Aibdescalzo, via Wikimedia Commons

formació

La majoria dels amiloplastos es formen directament dels protoplastidios quan els teixits de reserva s'estan desenvolupant i es divideixen per fissió binària.

En les primeres etapes de desenvolupament de l'endosperma dels proplastidios són presents en un endosperma cenocítico. Seguidament inicien els processos de celularización, on els proplastidios comencen a acumular els grànuls de midó, formant-se així els amiloplasts.

Des del punt de vist fisiològic, el procés de diferenciació dels proplastidios per donar origen als amiloplastos passa quan l'hormona vegetal auxina és reemplaçada per la citoquinina, la qual cosa redueix la velocitat a la qual ocorre la divisió de les cèl·lules, induint l'acumulació de l'midó.

funcions

Emmagatzematge de midó

El midó és un polímer complex d'aparença semicristalina i insoluble, producte de la unió de D-glucopiranoses per mitjà d'enllaços glicosídics. Es poden diferenciar dues molècules de midó: amilopectina i amilosa. La primera és altament ramificada, mentre que la segona és lineal.

El polímer es diposita en forma de grans ovalats en esferocristales i depenent de la regió on es dipositin els grans poden classificar-se en grans concèntrics o excèntrics.

Els grànuls de midó poden variar en grandària, alguns s'acosten als 45 um, i altres són més petits, al voltant dels 10 um.

Síntesi de midó

Els plastidis s'encarreguen de la síntesi de dos tipus de midó: el transitori, que és produït durant les hores del dia i emmagatzemat de manera temporal en els cloroplasts fins a la nit, i el midó de reserva que es sintetitza i s'emmagatzema en els amiloplastos de tiges, llavors, fruites i altres estructures.

Hi ha diferències entre els grànuls de midó presents en els amiloplastos pel que fa als grans que es troben de manera transitòria en els cloroplasts. En aquests últims el contingut d'amilosa és menor i el midó s'ordena en estructures similars a plats.

Percepció de la gravetat

Els grans de midó són molt més densos que l'aigua i aquesta propietat es relaciona amb la percepció de la força gravitatòria. En el transcurs de l'evolució dels vegetals, aquesta capacitat dels amiloplastos de moure sota la influència de la gravetat va ser explotada per a la percepció d'aquesta força.

De manera resumida, els amiloplastos reaccionen davant l'estimulació de la gravetat per processos de sedimentació en la direcció en actua aquesta força, cap avall. Quan els plastidis entren en contacte amb el citoesquelet vegetal, envia una sèrie de senyals perquè el creixement passi en la direcció adequada.

A més de l'citoesquelet, hi ha altres estructures en les cèl·lules, com els vacúols, el reticle endoplasmàtic i la membrana plasmàtica, que participen en la captació dels amiloplasts que sedimenten.

En les cèl·lules de les arrels, la sensació de gravetat és captada per les cèl·lules de columel·la, que contenen un tipus especialitzat de amiloplasts anomenats estatolitos.

Els estatolitos cauen per la força de gravetat a el fons de les cèl·lules de la columel·la i inicien una via de transducció de senyals en on l'hormona de creixement, auxina, es redistribueix i causa un creixement diferencial cap avall.

vies metabòliques

Anteriorment es pensava que la funció dels amiloplastos estava restringida exclusivament a l'acumulació de l'midó.

No obstant això, anàlisis recents de la composició proteica i bioquímica de l'interior d'aquesta organel·la ha revelat una maquinària molecular bastant similar a la de l'cloroplast, que és prou complexa per poder dur a terme els processos fotosintètics típics dels vegetals.

Els amiloplastos d'algunes espècies (com l'alfals, per exemple) contenen els enzims necessàries perquè passi el cicle GS-GOGAT, una via metabòlica que està íntimament relacionada a l'assimilació de l'nitrogen.

El nom de l'cicle prové de les inicials dels enzims que participen en ell, la glutamina sintetasa (GS) i glutamat sintasa (GOGAT). Involucra la formació de glutamina partint d'amoni i glutamat, i la síntesi de glutamina i cetoglutarato de dues molècules de glutamat.

Una s'incorpora a l'amoni i la molècula restant és portada a xilema per ser utilitzada per les cèl·lules. A més, els cloroplasts i els amiloplastos tenen la capacitat d'aportar substrats a la via glicolítica.

referències

1. Cooper GM (2000). The Cell: A Molecular Approach. 2nd edition. Sinauer Associates. Chloroplasts and Other Plastids. Disponible a: ncbi.nlm.nih.gov
2. Grajales, O. (2005). Apunts de Bioquimica Vegetal. Bases Per seva Aplicacion fisiològica. UNAM.
3. Pyke, K. (2009). Plastid biology. Cambridge University Press.
4. Raven, PH, Evert, RF, & Eichhorn, ES (1992). Biologia de les plantes (Vol. 2). Reverté.
5. Rose, RJ (2016). Molecular Cell Biology of the Growth and Differentiation of Plant Cells. CRC Press.
6. Taiz, L., & Zeiger, E. (2007). Fisiologia vegetal. Universitat Jaume I.