Caractéristiques, structure et types de Plastos

Le plast ou les plastides sont un groupe d'organelles cellulaires semi-autonomes avec des fonctions variées. Ils se trouvent dans les algues, les mousses, les fougères, les gymnospermes et les angiospermes. Le plastide le plus notable est le chloroplaste, responsable de la photosynthèse dans les cellules végétales.

Selon sa morphologie et sa fonction, il existe une grande variété de plastides: chromoplastes, leucoplastos, amiloplastos, étioplastos, oléoplastes, etc. Les chromoplastes se spécialisent dans le stockage des pigments caroténoïdes, les amyloplastes stockent l'amidon et les plastides qui poussent dans l'obscurité sont appelés étioplastos.

De manière surprenante, des plastes ont été signalés chez certains vers parasites et chez certains mollusques marins.

Index

• 1 Caractéristiques générales
• 2 structure
• 3 types
  • 3.1 Proplastides
  • 3.2 Chloroplastes
  • 3.3 Amyloplastes
  • 3.4 Chromoplastes
  • 3.5 oléoplastes
  • 3.6 Leucoplastos
  • 3.7 Gerontoplastos
  • 3.8 Ethioplastes
• 4 références

Caractéristiques générales

Les plastes sont des organites présents dans les cellules végétales recouvertes d'une double membrane lipidique. Ils ont leur propre génome, conséquence de leur origine endosymbiotique.

Il y a environ 1,5 milliard d'années, une cellule protoeucariote aurait avalé une bactérie photosynthétique, donnant naissance à la lignée eucaryote.

Sur le plan de l'évolution, on distingue trois lignées de plastides: les glaucophytes, la lignée des algues rouges (rhodoplastos) et la lignée des algues vertes (chloroplastes). La lignée verte a donné naissance aux plastides des algues et des plantes.

Le matériel génétique contient de 120 à 160 kb - chez les plantes supérieures - et est organisé en une molécule d'ADN double brin fermée et circulaire.

L'une des caractéristiques les plus frappantes de ces organites est la capacité d'interconvertir. Ce changement se produit grâce à la présence de stimuli moléculaires et environnementaux. Par exemple, lorsqu'un Ethioplast reçoit la lumière du soleil, il synthétise la chlorophylle et se transforme en chloroplaste.

En plus de la photosynthèse, les plastes remplissent diverses fonctions: synthèse des lipides et des acides aminés, stockage des lipides et de l'amidon, fonctionnement des stomates, coloration des structures végétales telles que les fleurs et les fruits et perception de la gravité.

Structure

Tous les plastides sont entourés d'une double membrane lipidique et à l'intérieur ils ont de petites structures membraneuses appelées thylakoïdes, qui peuvent s'étendre considérablement dans certains types de plastes.

La structure dépend du type de plastide et chaque variante sera décrite en détail dans la section suivante.

Types

Il existe une série de plastides qui remplissent différentes fonctions dans les cellules végétales. Cependant, la limite entre chaque type de plastide n'est pas très claire, car il existe une interaction significative entre les structures et il existe une possibilité d'interconversion.

De même, en comparant différents types de cellules, on constate que la population de plastides n’est pas homogène. Parmi les types de base de plastides trouvés dans les plantes supérieures sont les suivants:

Proplastides

Ce sont des plastides qui ne se sont pas encore différenciés et qui sont à l'origine de tous les types de plastides. Ils se trouvent dans les méristèmes des plantes, à la fois aux racines et aux tiges. Ils se trouvent également dans les embryons et autres jeunes tissus.

Ce sont de petites structures, d'un ou deux micromètres de long et ne contiennent aucun pigment. Ils ont la membrane thylakoïde et leurs propres ribosomes. Dans les graines, les proplastidies contiennent des grains d'amidon, constituant une source importante de réserve pour l'embryon.

Le nombre de proplastidies par cellules est variable, et entre 10 et 20 de ces structures peuvent être trouvées.

La distribution des proplastides dans le processus de division cellulaire est essentielle au bon fonctionnement des méristèmes ou d'un organe spécifique. Lorsqu'une ségrégation inégale se produit et qu'une cellule ne reçoit pas les plastides, elle est destinée à une mort rapide.

Par conséquent, la stratégie visant à assurer une division équitable des plastides aux cellules filles doit être distribuée de manière homogène dans le cytoplasme cellulaire.

De même les proplastidies doivent être héritées par les descendants et sont présentes dans la formation des gamètes.

Chloroplastes

Les chloroplastes sont les plastides les plus importants et les plus visibles des cellules végétales. Sa forme est ovale ou sphéroïdale et son nombre varie généralement entre 10 et 100 chloroplastes par cellule, bien qu’il puisse atteindre 200.

Ils mesurent de 5 à 10 µm de longueur et de 2 à 5 µm de largeur. Ils se trouvent principalement dans les feuilles des plantes, bien qu'ils puissent être présents dans les tiges, les pétioles, les pétales immatures, entre autres.

Les chloroplastes se développent dans les structures de la plante qui ne sont pas souterraines, à partir des proplastidies. Le changement le plus notoire est la production de pigments, pour prendre la couleur verte caractéristique de cet organite.

Comme les autres plastes, ils sont entourés d'une double membrane et à l'intérieur ils ont un troisième système membranaire, les thylakoïdes, intégrés dans le stroma.

Les thilacoïdes sont des structures en forme de disque empilées en granules.De cette façon, le chloroplaste peut être divisé structurellement en trois compartiments: espace entre les membranes, le stroma et la lumière du thylakoïde.

Comme dans les mitochondries, l'hérédité des chloroplastes des parents aux enfants se produit chez l'un des parents (uniparental) et possède son propre matériel génétique.

Fonctions

Dans les chloroplastes, le processus de photosynthèse se produit, ce qui permet aux plantes de capter la lumière du soleil et de la convertir en molécules organiques. En fait, les chloroplastes sont les seuls plastides dotés de capacités photosynthétiques.

Ce processus commence dans les membranes des thylakoïdes avec la phase légère, dans laquelle les complexes enzymatiques et les protéines nécessaires au processus sont ancrés. L'étape finale de la photosynthèse, ou phase sombre, se produit dans le stroma.

Amiloplastes

Les amyloplastes sont spécialisés dans le stockage des grains d'amidon. Ils se trouvent principalement dans les tissus de réserve des plantes, tels que l'endosperme dans les graines et les tubercules.

La plupart des amyloplastes sont formés directement à partir d'un protoplasma lors du développement de l'organisme. Expérimentalement, la formation d'amyloplastes a été réalisée en remplaçant la phytohormone auxine par des cytokinines, entraînant la réduction de la division cellulaire et induisant l'accumulation d'amidon.

Ces plastides sont des réservoirs d'une grande variété d'enzymes, semblables aux chloroplastes, bien qu'ils manquent de chlorophylle et de machinerie photosynthétique.

Perception de la gravité

Les amyloplastes sont liés à la réponse à la sensation de gravité. Dans les racines, la sensation de gravité est perçue par les cellules de la columelle.

Dans cette structure sont des statolithes, qui sont des amyloplastes spécialisés. Ces organites sont situés au bas des cellules de la columelle, indiquant le sens de la gravité.

La position des statolithes déclenche une série de signaux qui conduit à la redistribution de l'hormone auxine, provoquant la croissance de la structure au profit de la gravité.

Granules d'amidon

L'amidon est un polymère insoluble semi-cristallin formé par des unités répétées de glucose, produisant deux types de molécules, l'amylopeptine et l'amylose.

L'amilopeptine a une structure ramifiée, tandis que l'amylose est un polymère linéaire et s'accumule dans la plupart des cas dans un rapport de 70% d'amylopeptine et de 30% d'amylose.

Les granules d'amidon ont une structure assez organisée, liée aux chaînes d'amylopeptine.

Dans les amyloplastes étudiés à partir de l'endosperme des céréales, le diamètre des granules varie de 1 à 100 µm et permet de distinguer des granules petits et grands généralement synthétisés dans différents amyloplastes.

Chromoplastes

Les chromoplastes sont des plastides très hétérogènes qui stockent différents pigments dans les fleurs, les fruits et d'autres structures pigmentées. En outre, il existe certaines vacuoles dans les cellules qui peuvent stocker des pigments.

Dans les angiospermes, il est nécessaire de disposer d'un mécanisme pour attirer les animaux responsables de la pollinisation. pour cette raison, la sélection naturelle favorise l'accumulation de pigments brillants et attractifs dans certaines structures végétales.

En général, les chromoplastes se développent à partir des chloroplastes au cours du processus de maturation des fruits, où le fruit vert prend une couleur caractéristique au fil du temps. Par exemple, les tomates immatures sont vertes et lorsqu'elles sont mûres, elles sont rouge vif.

Les principaux pigments qui s'accumulent dans les chromoplastes sont les caroténoïdes, qui sont variables et peuvent présenter des couleurs différentes. Les carotènes sont orange, le lycopène est rouge et la zéaxanthine et la violaxanthine sont jaunes.

La coloration finale des structures est définie par les combinaisons desdits pigments.

Oléoplastes

Les plastes sont également capables de stocker des molécules de nature lipidique ou protéique. Les oléoplastes sont aptes à stocker les lipides dans des corps spéciaux appelés plastoglomes.

Les antennes florales sont trouvées et leur contenu est libéré dans la paroi du grain de pollen. Ils sont également très communs chez certaines espèces de cactus.

De plus, les oléoplastes ont des protéines différentes telles que la fibrilline et des enzymes liées au métabolisme des isoprénoïdes.

Leucoplastos

Les leucoplastos sont des plastidios dépourvus de pigments. Suivant cette définition, les amyloplastes, les oléoplastes et les protéinoplastes pourraient être classés comme variants de leucoplastes.

Les leucoplastos se trouvent dans la plupart des tissus végétaux. Ils ne possèdent pas de membrane thylakoïde bien visible et ils ont peu de plastoglobules.

Ils ont des fonctions métaboliques dans les racines, où ils accumulent des quantités importantes d’amidon.

Gerontoplastos

Lorsque la plante vieillit, une conversion des chloroplastes a lieu dans les gérontoplastos. Pendant le processus de sénescence, la membrane thylakoïde se décompose, les cellules de plastogli s'accumulent et la chlorophylle se dégrade.

Etioplastos

Lorsque les plantes poussent dans des conditions de faible luminosité, les chloroplastes ne se développent pas correctement et le plastide formé est appelé éthioplasto.

Les étioplastos contiennent des grains d'amidon et n'ont pas la membrane thylakoïde largement développée comme dans les chloroplastes matures. Si les conditions changent et que la lumière est suffisante, l'étioplaste peut se transformer en chloroplastes.

Références

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