アミロプラストは、特殊な色素デンプン貯蔵のタイプであり、非光合成に高い割合で見られるストレージ例えば種子、塊茎における胚乳のような組織。
デンプンの完全な合成は色素体に限られているため、このポリマーのリザーブサイトとして機能する物理構造が存在する必要があります。実際、植物細胞に含まれるデンプンはすべて、二重膜で覆われた細胞小器官に含まれています。
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一般に、色素体は、植物や藻類から海洋軟体動物や一部の寄生性原生生物まで、さまざまな生物に見られる半自律的な細胞小器官です。
色素体は光合成に参加し、脂質とアミノ酸の合成に関与します。色素予備部位として機能し、果物や花の着色に関与し、環境の認識に関連しています。
同様に、アミロプラストは重力の知覚に参加し、いくつかの代謝経路の主要な酵素を保存します。
特徴と構造
アミロプラストは植物に存在する細胞性のオルゲネラであり、デンプンの予備源であり、クロロフィルなどの色素がないため、無色です。
他の色素体と同様に、アミロプラストには独自のゲノムがあり、構造内のいくつかのタンパク質をコードしています。この特徴は、その内部共生の起源を反映しています。
色素体の最も優れた特徴の1つは、相互変換能力です。具体的には、アミロプラストは葉緑体になる可能性があるため、根が光にさらされると、クロロフィルの合成により、緑がかった色合いになります。
葉緑体も同様に機能し、デンプン粒を一時的に貯蔵します。ただし、アミロプラストでは、予備は長期的です。
それらの構造は非常に単純で、それらを残りの細胞質成分から分離する二重の外膜で構成されています。成熟したアミロプラストは、デンプンが見つかる内部膜系を発達させます。
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トレーニング
ほとんどのアミロプラストは、予備組織が発達しているときにプロトプラスチドから直接形成され、二分裂によって分裂します。
胚乳発達の初期段階では、前胚葉は共原性胚乳に存在します。次に、細胞化プロセスが始まり、そこではプロプラスチジアがデンプン粒を蓄積し始め、アミロプラストを形成します。
生理学的観点から見ると、植物ホルモンのオーキシンがサイトカイニンに置き換わると、プロプラスチジウムが分化してアミロプラストが生じる過程が起こり、細胞分裂の速度が低下して蓄積が誘導されます澱粉の。
特徴
澱粉貯蔵
デンプンは、半結晶性で不溶性の外観を持つ複雑なポリマーであり、グルコシド結合によるD-グルコピラノースの結合の産物です。アミロペクチンとアミロースという2つのデンプン分子を区別できます。前者は高度に分岐しており、後者は線形です。
ポリマーは球状結晶の楕円形の粒子の形で堆積され、粒子が堆積される領域に応じて、同心または偏心粒子に分類できます。
デンプン粒のサイズはさまざまで、45 umに近いものもあれば、10 um程度の小さいものもあります。
でんぷんの合成
色素体は、2種類のデンプンの合成を担っています。日光時間に生成され、葉緑体に夜間まで一時的に保存される一時的なものと、アミロプラストに合成されて保存される予約デンプンです。茎、種子、果物および他の構造の。
葉緑体で一過性に見られる穀粒に関して、アミロプラストに存在するデンプン粒の間には違いがあります。後者では、アミロース含有量は低く、デンプンはプレート状の構造に配置されます。
重力の知覚
澱粉粒は水よりもはるかに密度が高く、この特性は重力の知覚に関連しています。植物の進化の過程で、重力の影響下で移動するこのアミロプラストの能力が、この力の知覚に利用されました。
要約すると、アミロプラストは、この力が作用する方向に下向きに沈降プロセスによる重力の刺激に反応します。色素体が植物の細胞骨格と接触すると、正しい方向に成長するための一連の信号が送信されます。
細胞骨格に加えて、空胞、小胞体、および原形質膜などの細胞には、沈降するアミロプラストの取り込みに関与する他の構造があります。
根の細胞では、重力の感覚は、円柱石と呼ばれる特殊なタイプのアミロプラストを含むコルメラ細胞によって捉えられます。
耳石は、重力の影響でコルメラ細胞の底に落下し、成長ホルモンであるオーキシンがそれ自体を再分配し、異なる下方成長を引き起こすシグナル伝達経路を開始します。
代謝経路
以前は、アミロプラストの機能は澱粉の蓄積のみに限定されていると考えられていました。
しかし、このオルガネラの内部のタンパク質と生化学的組成の最近の分析により、植物の典型的な光合成プロセスを実行するのに十分複雑な葉緑体と非常によく似た分子機構が明らかになりました。
一部の種のアミロプラスト（たとえば、アルファルファなど）には、GS-GOGATサイクルが発生するために必要な酵素が含まれています。これは、窒素の同化に密接に関連する代謝経路です。
サイクルの名前は、それに関与する酵素の頭文字、グルタミン合成酵素（GS）とグルタミン酸合成酵素（GOGAT）に由来しています。これは、アンモニウムとグルタミン酸からのグルタミンの形成、および2つのグルタミン酸分子からのグルタミンとケトグルタル酸の合成を含みます。
1つはアンモニウムに組み込まれ、残りの分子は木部に運ばれ、細胞によって使用されます。さらに、葉緑体とアミロプラストは、解糖経路に基質を提供する能力を持っています。
参考文献
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