Características, Estrutura e Tipos do Plastos

O plast ou plastídios são um grupo de organelas celulares semi-autônomas com funções variadas. Eles são encontrados em algas, musgos, samambaias, gimnospermas e células angiospermas. O plastídio mais notável é o cloroplasto, responsável pela fotossíntese nas células vegetais.

De acordo com sua morfologia e função, existe uma grande variedade de plastídios: cromoplastos, leucoplastos, amiloplastos, etioplastos, oleoplastos, entre outros. Os cromoplastos se especializam no armazenamento de pigmentos carotenóides, os amiloplastos que armazenam amido e os plastídios que crescem no escuro são chamados de etioplastos.

Surpreendentemente, os plastídios foram relatados em alguns vermes parasitas e em certos moluscos marinhos.

Índice

• 1 características gerais
• 2 estrutura
• 3 tipos
  • 3.1 Proplastides
  • 3.2 Cloroplastos
  • 3.3 Amiloplastos
  • 3.4 Cromoplastos
  • 3.5 Oleoplastos
  • 3.6 Leucoplastos
  • 3,7 Gerontoplastos
  • 3.8 etioplastos
• 4 referências

Características gerais

Os plastídios são organelas presentes em células vegetais revestidas por uma membrana lipídica dupla. Eles têm seu próprio genoma, uma conseqüência de sua origem endossimbiótica.

Afirma-se que há cerca de 1,5 bilhão de anos uma célula protoeucutótica engoliu uma bactéria fotossintética, dando origem à linhagem eucariótica.

Evolutivamente, três linhas de plastídios podem ser distinguidas: glaucófitas, a linhagem de algas vermelhas (rodoplastos) e a linhagem de algas verdes (cloroplastos). A linhagem verde deu origem aos plastídios de ambas as algas e plantas.

O material genético tem de 120 a 160 kb - em plantas superiores - e é organizado em uma molécula de DNA de fita dupla fechada e circular.

Uma das características mais marcantes dessas organelas é a capacidade de interconverter. Essa mudança ocorre graças à presença de estímulos moleculares e ambientais. Por exemplo, quando um etioplast recebe a luz do sol, ele sintetiza a clorofila e se transforma em um cloroplasto.

Além da fotossíntese, os plastídios cumprem várias funções: síntese de lipídios e aminoácidos, armazenamento de lipídios e amido, funcionamento dos estômatos, coloração das estruturas das plantas, como flores e frutos, e percepção da gravidade.

Estrutura

Todos os plastídios estão rodeados por uma dupla membrana lipídica e dentro deles têm pequenas estruturas membranosas chamadas tilacóides, que podem se estender consideravelmente em certos tipos de plastídios.

A estrutura depende do tipo de plastídio e cada variante será descrita em detalhes na próxima seção.

Tipos

Existe uma série de plastídios que cumprem diferentes funções nas células vegetais. No entanto, o limite entre cada tipo de plastídio não é muito claro, pois há uma interação significativa entre as estruturas e existe a possibilidade de interconversão.

Da mesma forma, ao comparar diferentes tipos de células, verifica-se que a população de plastídios não é homogênea. Entre os tipos básicos de plastídios encontrados em plantas superiores estão os seguintes:

Proplastides

São plastídios que ainda não se diferenciaram e são responsáveis ​​por originar todos os tipos de plastídios. Eles são encontrados em meristemas vegetais, tanto nas raízes como nos caules. Eles também estão em embriões e outros tecidos jovens.

São estruturas pequenas, com um ou dois micrômetros de comprimento e não contêm nenhum pigmento. Eles têm a membrana tilacoide e seus próprios ribossomos. Nas sementes, a proplastídia contém grãos de amido, sendo uma importante fonte de reserva para o embrião.

O número de proplastídios por células é variável, e entre 10 e 20 dessas estruturas podem ser encontradas.

A distribuição de proplastides no processo de divisão celular é essencial para o bom funcionamento dos meristemas ou de um órgão específico. Quando a segregação desigual ocorre e uma célula não recebe os plastídios, ela é destinada a morte rápida.

Portanto, a estratégia para garantir a divisão equitativa dos plastídios às células-filhas deve ser distribuída homogeneamente no citoplasma da célula.

Da mesma forma, a proplastidia deve ser herdada pelos descendentes e estar presente na formação dos gametas.

Cloroplastos

Os cloroplastos são os plastídios mais proeminentes e visíveis das células vegetais. Sua forma é oval ou esferoidal e o número geralmente varia entre 10 e 100 cloroplastos por célula, embora possa chegar a 200.

Eles medem 5 a 10 μm de comprimento e 2 a 5 μm de largura. Localizam-se principalmente nas folhas das plantas, embora possam estar presentes em caules, pecíolos, pétalas imaturas, entre outros.

Os cloroplastos se desenvolvem nas estruturas da planta que não são subterrâneas, a partir de proplastídios. A mudança mais notória é a produção de pigmentos, para tirar a cor verde característica desta organela.

Como os outros plastídios, eles são circundados por uma membrana dupla e dentro deles têm um terceiro sistema membranoso, os tilacóides, embutidos no estroma.

Thilacoids são estruturas em forma de disco que são empilhadas em grânulos.Desta forma, o cloroplasto pode ser estruturalmente dividido em três compartimentos: espaço entre as membranas, o estroma e o lúmen do tilacoide.

Como nas mitocôndrias, a herança de cloroplastos de pais para filhos ocorre por parte de um dos pais (uniparental) e possui seu próprio material genético.

Funções

Nos cloroplastos, ocorre o processo fotossintético, que permite às plantas capturar a luz do sol e convertê-la em moléculas orgânicas. De fato, os cloroplastos são os únicos plastídios com capacidade fotossintética.

Este processo começa nas membranas dos tilacoides com a fase leve, na qual os complexos enzimáticos e as proteínas necessárias para o processo são ancorados. O estágio final da fotossíntese, ou fase escura, ocorre no estroma.

Amiloplastos

Os amiloplastos são especializados no armazenamento de grãos de amido. Eles são encontrados principalmente nos tecidos de reserva das plantas, como o endosperma em sementes e tubérculos.

A maioria dos amiloplastos é formada diretamente a partir de um protoplasd durante o desenvolvimento do organismo. Experimentalmente, a formação de amiloplastos foi conseguida substituindo a auxina fito-hormona por citocininas, causando a redução da divisão celular e induzindo a acumulação de amido.

Esses plastídios são reservatórios de uma ampla variedade de enzimas, semelhantes aos cloroplastos, embora não possuam clorofila e maquinaria fotossintética.

Percepção da gravidade

Amiloplastos estão relacionados com a resposta à sensação de gravidade. Nas raízes, a sensação de gravidade é percebida pelas células da columela.

Nesta estrutura estão os estatolitos, que são amiloplastos especializados. Essas organelas estão localizadas no fundo das células da columela, indicando a sensação de gravidade.

A posição dos estatólitos desencadeia uma série de sinais que levam à redistribuição do hormônio auxina, causando o crescimento da estrutura em favor da gravidade.

Grânulos de amido

O amido é um polímero insolúvel semicristalino formado por unidades repetidas de glicose, produzindo dois tipos de moléculas, amilopeptina e amilose.

A amilopeptina tem uma estrutura ramificada, enquanto a amilose é um polímero linear e se acumula na maioria dos casos em 70% de amilopeptina e 30% de amilose.

Os grânulos de amido possuem uma estrutura bastante organizada, relacionada às cadeias de amilopeptina.

Nos amiloplastos estudados a partir do endosperma dos cereais, os grânulos variam em diâmetro de 1 a 100 μm, e podem distinguir entre grânulos grandes e pequenos que são geralmente sintetizados em diferentes amiloplastos.

Cromoplastos

Os cromoplastos são plastídios muito heterogêneos que armazenam diferentes pigmentos em flores, frutas e outras estruturas pigmentadas. Além disso, existem certos vacúolos nas células que podem armazenar pigmentos.

Em angiospermas é necessário ter algum mecanismo para atrair os animais responsáveis ​​pela polinização; Por esse motivo, a seleção natural favorece o acúmulo de pigmentos brilhantes e atraentes em algumas estruturas de plantas.

Geralmente, os cromoplastos se desenvolvem a partir de cloroplastos durante o processo de maturação dos frutos, onde a fruta verde assume uma cor característica ao longo do tempo. Por exemplo, os tomates imaturos são verdes e, quando maduros, são vermelhos vivos.

Os principais pigmentos que se acumulam nos cromoplastos são os carotenóides, que são variáveis ​​e podem apresentar cores diferentes. Os carotenos são laranja, o licopeno é vermelho e a zeaxantina e violaxantina são amarelos.

A coloração final das estruturas é definida pelas combinações dos referidos pigmentos.

Oleoplastos

Os plastídios também são capazes de armazenar moléculas de natureza lipídica ou protéica. Os oleoplastos são capazes de armazenar lipídios em corpos especiais chamados plastoglob.

As antenas florais são encontradas e seu conteúdo é liberado na parede do grão de pólen. Eles também são muito comuns em certas espécies de cactos.

Além disso, os oleoplastos possuem proteínas diferentes, como a fibrilina e enzimas relacionadas ao metabolismo dos isoprenóides.

Leucoplastos

Os leucoplastos são plastidios desprovidos de pigmentos. Seguindo esta definição, os amiloplastos, oleoplastos e proteinoplastos podem ser classificados como variantes do leucoplasto.

Leucoplastos são encontrados na maioria dos tecidos vegetais. Eles não possuem uma membrana tilacoide conspícua e possuem poucas plastoglobulinas.

Eles têm funções metabólicas nas raízes, onde acumulam quantidades importantes de amido.

Gerontoplastos

Quando a planta envelhece, ocorre uma conversão dos cloroplastos em gerontoplastos. Durante o processo de senescência, a membrana tilacoide se quebra, as células plastogli se acumulam e a clorofila se degrada.

Etioplastos

Quando as plantas crescem em condições de pouca luz, os cloroplastos não se desenvolvem adequadamente e o plastídio formado é chamado de ethioplasto.

Os etioplastos contêm grãos de amido e não possuem a membrana tilacoide amplamente desenvolvida como nos cloroplastos maduros. Se as condições mudarem e houver luz suficiente, o etioplasto pode se transformar em cloroplastos.

Referências

1. Biswal, U. C., & Raval, M. K. (2003). Biogênese do cloroplasto: da proplastida ao gerontoplasto. Springer Science & Business Media.
2. Cooper, G.M. (2000). A Célula: Uma Abordagem Molecular. 2ª edição. Sunderland (MA): Sinauer Associates. Cloroplastos e outros plastídios. Disponível em: ncbi.nlm.nih.gov
3. Gould, S.B., Waller, R.F. & McFadden, G.I. (2008). Evolução plastidial. Revisão Anual da Biologia Vegetal, 59, 491-517.
4. Lopez-Juez, E., e Pyke, K. A. (2004). Plastids desencadeada: seu desenvolvimento e sua integração no desenvolvimento de plantas. Revista Internacional de Biologia do Desenvolvimento, 49(5-6), 557-577.
5. Pyke, K. (2009). Biologia plastidial. Cambridge University Press.
6. Pyke, K. (2010). Divisão plastidial. Plantas AoB, plq016.
7. Wise, R. R. (2007). A diversidade da forma e função plastidial. Em A estrutura e função dos plastídios (pp. 3-26). Springer, Dordrecht.