Элайопласт
Элайопласты — одна из трех возможных форм лейкопластов , иногда широко называемых таковыми. [1] Основная функция элайопластов — синтез и хранение жирных кислот , терпенов и других липидов ; их можно обнаружить в зародышевых листьях масличных культур , цитрусовых , а также в пыльниках многих цветковых растений . [1] [2] [3] [4]
Описание
[ редактировать ]
Как и большинство лейкопластов, элайопласты представляют собой непигментированные органеллы, способные чередовать разные формы пластид . Элайопласт в первую очередь отвечает за хранение и метаболизм липидов. [5] Среди этих ролей недавние исследования показали, что эти органеллы участвуют в образовании терпенов и жирных кислот. [2] [3] Обычно они выглядят как маленькие округлые органеллы, заполненные каплями масла. [1] Липиды, обнаруженные внутри элайопластов, отражают те, которые синтезируются прокариотами , в основном сложные эфиры триацилглицерина и стерола , которые группируются в капли, видимые под микроскопом. [1] Что касается других компонентов, элайопласты также содержат белки, связанные с пластоглобулами, такие как фибриллины , семейство белков, которое, как полагают, сохранилось от цианобактериальных предков пластид. [4] Наряду с тапетосомами (скоплениями масла и белков, продуцируемых эндоплазматической сетью пыльников покрытосеменных часто обнаруживаются элайопласты ), в тапетуме , где их продукты — масло из пластиды и белок из тапетосомы — используются для формирования пыльцевой оболочки развивающихся зерна . [1] После созревания пыльцевых зерен эти органеллы разрушаются и попадают в гнездо пыльника. [1] Элайопласты этой группы, обнаруженные также в семенах масличных культур, обеспечивают липиды, которые преобразуются в углеводы, которые будут служить топливом при прорастании эмбриона. [4] Было показано, что образцы цитрусовых содержат особенно большое количество элайопластов в кожуре фруктов, где они необходимы для производства терпенов. [5]
Разработка
[ редактировать ]В растении элайопласты, как и все другие пластиды, возникают из пропластид в делящейся части стебля ( меристеме ). Эти пропластиды еще не дифференцировались и, как таковые, могут развиться в любую разновидность известных пластид, что определяется тканями, в которых они присутствуют. [6] В вегетативных клетках пропластиды обычно следуют однонаправленному пути развития без смены одной формы на другую. Однако репродуктивные клетки могут иметь пластиды, которые часто преобразуются друг в друга. [7] В пыльниках цветковых растений элайопласты представляют собой заключительную стадию развития пластид внутри тапетума, возникая либо непосредственно из пропластид, либо превращаясь в другие пластиды, в зависимости от вида и стратегии опыления . [7]
Происхождение и наследование
[ редактировать ]Предполагается, что пластиды возникли в результате эндосимбиотического события между древним эукариотом и предком цианобактерий более 1 миллиарда лет назад, когда бактерии были поглощены другими бактериями и сохранились там, где они служили метаболическим центром фотосинтеза . [8] Доказательства этого можно наблюдать сегодня в независимых геномах, характерных для пластид, которые, как установлено, тесно связаны с современными цианобактериями. [9] С момента их древнего симбиотического события пластидный геном значительно сократился: сами органеллы кодируют около 100 из 2500 связанных белков, а все остальное переносится в ядерный геном. [1]
Как и большинство пластид, элайопласты размножаются путем бинарного деления независимо от деления родительской клетки, что указывает на их бактериальное происхождение. [1] Это деление происходит непосредственно перед цитокинезом , при этом продукты затем транспортируются к дочерним клеткам как компонент цитоплазмы . [1]
В результате способности к взаимопреобразованию между другими типами семейства пластид элайопласты имеют один и тот же пластом (пластидный геном) со всеми другими пластидами и у покрытосеменных преимущественно наследуются по материнской линии. [5] [7] Как следует из названия, материнское наследование исключает пластом отца одним из двух способов: во время развития пыльцы или при формировании пыльцевой трубки . [7] Во время развития пыльцы отцовские пластиды останавливаются микрофиламентами в цитоскелете непосредственно перед микроспор делением или дегенерацией сразу после него. [7] Вклад отцовского пластома также можно предотвратить во время формирования пыльцевой трубки, когда пластиды отделяются от сперматозоидов при слиянии с яйцеклеткой . [7]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я Мудрый Р.Р. (2007). «Разнообразие форм и функций пластид» . Строение и функции пластид . Достижения в области фотосинтеза и дыхания. Том. 23. стр. 3–26. дои : 10.1007/978-1-4020-4061-0_1 . ISBN 978-1-4020-4060-3 .
- ^ Jump up to: а б Истмонд П.Дж., Деннис Д.Т., Роусторн С. (июль 1997 г.). «Доказательства того, что малатно-неорганический фосфатный обменный транслокатор импортирует углерод через оболочку лейкопласта для синтеза жирных кислот в развитии эндосперма семян клещевины» . Физиология растений . 114 (3): 851–856. дои : 10.1104/стр.114.3.851 . ПМК 158371 . ПМИД 12223747 .
- ^ Jump up to: а б Глейз М., Поли Дж., Карде Дж. П., Марпо А., Бернар-Даган С. (ноябрь 1983 г.). «Биосинтез монотерпеновых углеводородов изолированными лейкопластами Citrofortunella mitis». Планта . 159 (4): 373–81. дои : 10.1007/BF00393177 . ПМИД 24258236 . S2CID 646883 .
- ^ Jump up to: а б с ван Вейк К.Дж., Кесслер Ф. (апрель 2017 г.). «Пластоглобулы: пластидные микрокомпартменты с интегрированными функциями в метаболизме, пластидных переходных процессах развития и адаптации к окружающей среде» . Ежегодный обзор биологии растений . 68 (1): 253–289. doi : 10.1146/annurev-arplant-043015-111737 . ПМИД 28125283 .
- ^ Jump up to: а б с Чжу М, Линь Дж, Е Дж, Ван Р, Ян С, Гун Дж, Лю Ю, Дэн С, Лю П, Чен С, Ченг Ю, Дэн Х, Цзэн Ю (7 февраля 2018 г.). «Комплексный протеомный анализ элайопластов цитрусовых открывает понимание биогенеза и функции элайопластов» . Исследования в области садоводства . 5 (1): 6. дои : 10.1038/s41438-017-0014-x . ПМК 5802726 . ПМИД 29423236 .
- ^ ван Вейк К.Дж., Багинский С. (апрель 2011 г.). «Пластидная протеомика высших растений: современное состояние и цели на будущее» . Физиология растений . 155 (4): 1578–88. дои : 10.1104/стр.111.172932 . ПМК 3091083 . ПМИД 21350036 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж Клеман С., Пачини Э. (январь 2001 г.). «Пластиды пыльников покрытосеменных». Ботаническое обозрение . 67 (1): 54–73. дои : 10.1007/BF02857849 . S2CID 28435753 .
- ^ Макфадден Дж.И. (декабрь 1999 г.). «Эндосимбиоз и эволюция растительной клетки». Современное мнение в области биологии растений . 2 (6): 513–519. дои : 10.1016/s1369-5266(99)00025-4 . ПМИД 10607659 .
- ^ Мартин В., Стобе Б., Горемыкин В., Хапсманн С., Хасегава М., Коваллик К.В. (май 1998 г.). «Перенос генов в ядро и эволюция хлоропластов». Природа . 393 (6681): 162–5. Бибкод : 1998Natur.393..162M . дои : 10.1038/30234 . ПМИД 11560168 . S2CID 205000315 .
Библиография
[ редактировать ]- Квятковска М., Стемпиньски Д., Поплоньска К., Войчак А., Полит Ю.Т. (2010) «Элайопласты», идентифицированные как липотубулоиды у Althaea rosea, Funkia sieboldiana и Vanilla planifolia, содержат липидные тела, связанные с микротрубочками . Acta Soc Bot Pol 80(3):211–219