Plastydy to organelle, które odróżniają komórkę roślinną od zwierzęcej. Otoczone są dwiema błonami, mają własne DNA i rybosomy, a w zależności od warunków i rodzaju tkanki mogą pełnić zupełnie różne funkcje – od fotosyntezy, przez magazynowanie skrobi, po nadawanie barwy płatkom i owocom. Wszystkie wywodzą się z tych samych form wyjściowych, czyli proplastydów, i potrafią przekształcać się jedne w drugie.
Skąd się wzięły plastydy
Według teorii endosymbiozy plastydy pochodzą od sinic, które ponad miliard lat temu zostały wchłonięte przez komórkę eukariotyczną i zamiast zostać strawione, zaczęły z nią współpracować. Śladem tej historii są: podwójna błona, kolista cząsteczka DNA przypominająca chromosom bakteryjny, rybosomy typu 70S oraz podział przez przewężenie, podobny do podziału bakterii. Większość genów dawnej sinicy przeniosła się jednak do jądra komórkowego, dlatego plastyd nie jest dziś samodzielny – większość białek importuje z cytoplazmy.
Proplastydy – punkt wyjścia
Proplastydy to małe, bezbarwne plastydy obecne w komórkach merystematycznych (np. w stożkach wzrostu korzenia i pędu) oraz w komórkach jajowych. Mają słabo rozwinięty system błon wewnętrznych. To od warunków – przede wszystkim światła i rodzaju tkanki – zależy, w co się przekształcą.
Chloroplasty
Chloroplasty to plastydy zielone, w których zachodzi fotosynteza. Wewnątrz mają system błon zwanych tylakoidami, ułożonych miejscami w stosy (grana). W błonach tylakoidów znajdują się chlorofile a i b, karotenoidy oraz białka fotosystemów – tu przebiega faza zależna od światła, w której powstają ATP i NADPH, a z rozkładu wody uwalnia się tlen. W płynnym wnętrzu, czyli stromie, zachodzi cykl Calvina, w którym dwutlenek węgla zostaje związany w cukry. W komórce miękiszu liścia może być od kilkudziesięciu do ponad stu chloroplastów; u niektórych glonów jest jeden duży chloroplast o nietypowym kształcie (np. spiralny u skrętnicy).
Etioplasty
Gdy roślina kiełkuje w ciemności, proplastydy nie mogą przekształcić się w chloroplasty, bo do syntezy chlorofilu potrzebne jest światło. Powstają wtedy etioplasty z charakterystycznym ciałem prolamellarnym – krystaliczną siecią błon – i prekursorem chlorofilu (protochlorofilidem). Siewki wyrosłe w ciemności są blade i wydłużone (to zjawisko nazywa się etiolacją). Po oświetleniu etioplasty w ciągu kilku godzin zamieniają się w chloroplasty, a roślina zielenieje.
Leukoplasty
Leukoplasty to ogólna nazwa plastydów bezbarwnych, występujących w organach niezielonych: korzeniach, bulwach, nasionach, wewnętrznych tkankach łodyg. Ich główną rolą jest magazynowanie i synteza substancji zapasowych. W zależności od tego, co gromadzą, wyróżnia się:
- amyloplasty – magazynują skrobię (bulwy ziemniaka, ziarniaki zbóż, nasiona fasoli),
- elajoplasty (oleoplasty) – gromadzą tłuszcze,
- proteinoplasty – magazynują białka.
Amyloplasty i grawitropizm
Amyloplasty mają jeszcze jedną ciekawą funkcję. W komórkach czapeczki korzenia (tzw. statocytach) ciężkie ziarna skrobi opadają na dno komórki pod wpływem grawitacji. Komórka „wyczuwa”, gdzie jest dół, i przekazuje sygnał, który sprawia, że korzeń rośnie w kierunku ziemi. Takie amyloplasty nazywa się statolitami.
Chromoplasty
Chromoplasty to plastydy barwne zawierające duże ilości karotenoidów – żółtych, pomarańczowych i czerwonych barwników. Nadają kolor płatkom kwiatów (np. nagietka), owocom (pomidor, papryka, dzika róża) i korzeniom (marchew). Najczęściej powstają z chloroplastów: podczas dojrzewania pomidora chlorofil jest rozkładany, tylakoidy zanikają, a w ich miejsce gromadzi się czerwony likopen. Barwa przyciąga zwierzęta zapylające kwiaty i rozsiewające nasiona.
Przemiany plastydów – zestawienie
| Plastyd | Barwa | Gdzie występuje | Główna funkcja |
|---|---|---|---|
| Proplastyd | bezbarwny | merystemy | forma wyjściowa |
| Chloroplast | zielony | liście, młode łodygi | fotosynteza |
| Etioplast | bladożółty | siewki w ciemności | stadium przejściowe przed chloroplastem |
| Amyloplast | bezbarwny | bulwy, nasiona, czapeczka korzenia | skrobia, odczuwanie grawitacji |
| Chromoplast | żółty–czerwony | owoce, płatki, korzeń marchwi | barwa, przywabianie zwierząt |
Przemiany są w dużej mierze odwracalne. Wystawiona na światło bulwa ziemniaka zielenieje, bo amyloplasty zaczynają przekształcać się w chloroplasty (razem z tym rośnie w niej zawartość solaniny, dlatego zielonych ziemniaków się nie je). Korzeń marchwi wyhodowany w świetle także może się zazielenić.
Najczęstsze pytania
Czy komórki zwierzęce mają plastydy?
Nie. Plastydy występują u roślin i glonów. Wyjątkiem są nieliczne zwierzęta, które „pożyczają” chloroplasty od zjadanych glonów – np. ślimak morski Elysia chlorotica przez pewien czas wykorzystuje je do fotosyntezy (zjawisko kleptoplastii).
Czym plastydy różnią się od mitochondriów?
Oba organelle mają dwie błony i własne DNA, ale mitochondria uwalniają energię z cukrów w oddychaniu komórkowym, a chloroplasty magazynują energię światła w cukrach. Mitochondria są obecne w niemal wszystkich komórkach eukariotycznych, plastydy tylko u organizmów fotosyntetyzujących i ich potomków.
Dlaczego liście jesienią zmieniają kolor?
Jesienią roślina rozkłada chlorofil i odzyskuje z niego azot. Odsłaniają się wtedy żółte karotenoidy, a w części gatunków dodatkowo powstają czerwone antocyjany – te jednak gromadzą się w wakuoli, nie w plastydach.
Źródło i dalsza lektura: Plastydy – Wikipedia, wolna encyklopedia.
Przeczytaj też
Zdjęcie wyróżniające: Chloroplasty w komórkach liścia pod mikroskopem. Fot. Yllyjj, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0.
Czy ten tekst pomógł Ci zrozumieć temat? Oceń go:
Ten tekst nie ma jeszcze ocen – możesz być pierwszy.
Tekst został utworzony przy pomocy sztucznej inteligencji (modeli językowych).
