Строение и функция лейкопластов в клетке

Характеристика и функции лейкопластов в клетке, их роль среди хлоропластов и хромопластов, краткий обзор всех пластид - ключевые пункты, которые будут рассмотрены в данной статье.

Пластиды

Пластидами (греч. plastos - "вылепленный") называют органоиды мембран, присущие эукариотам-автотрофам, питающимся с помощью фотосинтеза - "зеленым" одноклеточным, низшим водорослям (у них пластиды именуются хроматрофами), высшим растениям. Они, как и митохондрии, окружены парой мембран, имеют свои ДНК и РНК. Их основное предназначение - жизнеобеспечение растительной клетки энергией путем синтеза органических веществ.

Все разновидности пластидов, по сути, - это жизненный путь одного органоида. Полным их набором могут похвастаться высшие зеленые растения, однако в одной клетке не может быть больше одного вида этих органелл.

Типы пластид

Существует три типа пластид: лейкопласты, хлоропласты и хромопласты. Как уже говорилось, они "превращаются" одна в другую. Трансформация лейкопластов в хлоропласты знаменуется окраской организма в зеленый цвет, а хлоропластов в хромопласты - пожелтением. Далее мы подробно остановимся на описании лейкопластов, а здесь кратко охарактеризуем остальные пластиды:

• Хлоропласты - пластиды, содержащие хлорофилл. Это пигмент зеленого цвета, поэтому растения, его содержащие, имеют такую же окраску. Хлоропласт - это округлая органелла размером 4-10 мкм. Она наполовину состоит из белка, на 35 % из жиров, на 7 % из пигмента, остальное приходится на РНК и ДНК.
• Хромопласты. Эти органоиды могут быть и игольчатыми, и округлыми, и многоугольными. Тельца содержат желтые, красные, оранжевые пигменты - каротиноиды. Именно они - причина окраски осенних листьев, цветов, зрелых фруктов.
  

Кроме этих основных единиц, также выделяют:

• Пропластиды - предшественники пластид мельчайших размеров (0,2-1 мкм). Иногда содержат фитоферритин - белок, сохраняющий ионы железа.
• Амилопласты - имеют некоторое сходство с пропластидами, однако отличаются от них содержанием частиц крахмала. Их функция - запас питательных веществ (например, в клубнях картофеля). Так же, как и лейкопласты, могут обращаться в хлоропласты и хромопласты.
• Протеинопласты - их предназначением является хранение белков.
• Этиопласты - образуются из пропластид в темновой фазе, при свете трансформируются в хлоропласты.
• Элайопласты запасают в организме растения жиры.

Происхождение

История возникновения пластид, опять же, схожа с историей митохондрии. Считается, что они появились в результате "взятия в плен" предком клетки-эукариота цианобактерии. Внешняя мембрана лейкопластов и прочих пластид схожа с мембраной "захватчика", внутренняя мембрана и строма - с цитоплазмой и мембраной цианобактерии.

Размножение лейкопластов и прочих пластид

Пластиды "рождаются" путем деления. Чаще всего размножаются пропластиды, хлоропласты и этиопласты. Подобная функция лейкопластов развита слабо. Путь их размножения схож с делением прокариотов. Сначала они сжимаются в центре, потом проявляется перетяжка между дочерними пластидами, которая прогрессирует до полного разделения.

Интересно, что наследование пластид не у всех растений происходит одинаково:

• по "отцовской" линии: некоторые голосемянные - саговники, гинкго;
• по "материнской" линии: подавляющая часть цветковых;
• наследование от обоих "родителей": ослинник, свинчатка, герань.

Строение лейкопластов

Перед тем как разобрать, какую функцию выполняют лейкопласты, подробно остановимся на их строении.

Эти органоиды - бесцветные пластиды относительно небольших размеров, не имеющие в своем составе пигментов. Присутствуют в живых клетках растений - в запасающих тканях. Форма их бывает самой разной: округлая, слегка продолговатая, амебоидная, эллипсоидная, шаровидная, гантелевидная. В процессе изготовления препаратов лейкопласты легко теряют свою форму при незначительном повреждении, расплываются. Их бывает трудно отличить от пропластид и от митохондрий, т. к. они не имеют ярко выраженных особенностей строения.

Если разглядывать лейкопласт под электронным микроскопом, нельзя не заметить, что он покрыт двумя слоями мембраны, а в строме заметно несколько выростов. Внешняя часть мембраны гладкая, а внутренняя покрыта незначительным количеством тилакоидов. Все остальное пространство органеллы заполнено органическими веществами. От веществ, которые "хранятся" в строме, зависит тип и функция лейкопластов: элеопласты, протеинопласты, амилопласты. Обычно строма содержит рибосомы типа 70-S, кольцевую ДНК, ферменты гидролиза и синтеза веществ.

Также лейкопласты, в отличие от хлоропластов, не имеют ламеллярной системы. Но при этом на свету способны образовывать нормальные тилакоидные структуры, тем самым обретая зеленый окрас и "обращаясь" в хлоропласты. В темноте же они накапливают различные питательные элементы в проламеллярных образованиях и гранулы крахмала в строме. В клубнях и корневищах, эндосперме злаковых лейкопласты выполняют функцию амилопластов, заполнив целиком строму "запасными" крахмальными зернами.

Какую функцию выполняют лейкопласты?

Лейкопласты (греч. "белый" + "вылепленный") имеют в своем составе ферменты, позволяющие из глюкозы, полученной в результате фотосинтеза, получить крахмал. Основная функция лейкопластов напрямую связана с этой их особенностью - они синтезируют и накапливают в себе питательные вещества. А чаще всего образуют крахмал из поступающей к ним глюкозы. Затем это вещество откладывается в их строме. Крахмал, содержащийся в лейкопластах, именуют вторичным. Первичный содержится в хлоропластах, образуясь в процессе фотосинтеза.

Кроме накопления крахмала, функция лейкопластов может состоять и в накоплении других веществ - белков, жиров, масел. Как уже говорилось, она влияет на то, как эти органеллы будут называться - амилопластами, протеинопластами или элайопластами. Важно отметить, что в клетке растения могут одновременно содержаться лейкопласты всех этих типов.

Вот и все, что мы хотели рассказать про лейкопласты, строение и функции этих органелл, а также про их общие с иными пластидами (хлоропластами, хромопластами, пропластидами и др.) качества.