الأميلوبلاستس

كتابة: Esraa Gado آخر تحديث: 28 أبريل 2021 , 08:44

ماهو الأميلوبلاست

الأميلوبلاستس هي عضية موجودة في الخلايا النباتية، فالأميلوبلاستيدات هي بلاستيدات تنتج النشا وتخزنه في الأجزاء الداخلية من الغشاء، كما توجد عادة في أنسجة النباتات الخضرية مثل الدرنات (البطاطس) والمصابيح، حيث يُعتقد أيضًا أن الأميلوبلاست تشارك في الإحساس بالجاذبية وتساعد جذور النبات على النمو في اتجاه هبوطي.[1]

الأميلوبلاست والبلاستيدات

  • البلاستيدات هي عضيات نباتية تشارك في تخليق وتخزين العناصر الغذائية. هذه الهياكل من الغشاء السيتوبلازمي المزدوج لها حمضها النووي الخاص بها وتتكاثر بشكل مستقل عن الخلية.
  • تتطور البلاستيدات من خلايا غير ناضجة تسمى بروبلاستيدات، والتي تنضج لتصبح بلاستيدات خضراء، وبلاستيدات الجيولوجية، وبلاستيدات بيضاء.
  • الأميلوبلاست هي “leucoplasts” التي تعمل في المقام الأول كمخازن للنشا، وهي عديمة اللون وتوجد في أنسجة النبات التي لا تخضع لعملية التمثيل الضوئي (الجذور والبذور).
  • تصنع البلاستيدات الأميلوبلاستية النشا غير المشبع، والذي يتم تخزينه مؤقتًا في البلاستيدات الخضراء ويستخدم للطاقة البلاستيدات الخضراء هي مواقع التمثيل الضوئي وإنتاج الطاقة في النباتات.
  • تساعد خلايا الأميلوبلاست أيضًا في توجيه نمو الجذر إلى أسفل في اتجاه الجاذبية.

تأتي الأميلوبلاست من مجموعة من البلاستيدات تعرف بالبلاستيدات البيضاء، حيث إنها لا تلطخ خلايا الدم البيضاء ولا تبدو عديمة اللون، وتم العثور على عدة أنواع أخرى من البلاستيدات في الخلايا النباتية، بما في ذلك البلاستيدات الخضراء (مواقع التمثيل الضوئي)، والبلاستيدات (إنتاج أصباغ النبات)، والبلاستيدات (البلاستيدات الخضراء المتحللة).[1][3]

أنواع البلاستيدات

البلاستيدات هي عضيات تشارك بشكل أساسي في تخليق العناصر الغذائية وتخزين الجزيئات البيولوجية، في حين أن هناك أنواعًا مختلفة من البلاستيدات التي تتخصص في أداء وظائف محددة، فإن البلاستيدات تشترك في بعض الخصائص المشتركة يقع في سيتوبلازم الخلية ويحيط به غشاء شحمي مزدوج، كما تمتلك البلاستيدات أيضًا حمضها النووي الخاص بها ويمكنها التكاثر بشكل مستقل عن باقي الخلية.

بعض البلاستيدات مصطبغة وملونة، والبعض الآخر مصطبغ وعديم اللون،كما تتطور البلاستيدات من خلايا غير متمايزة غير ناضجة تسمى بروبلاستيدات، حيث تنضج البروبلاستيدات إلى أربعة أنواع من البلاستيدات المتخصصة، وهما:[2]

البلاستيدات الخضراء

 هذه البلاستيدات الخضراء مسؤولة عن التمثيل الضوئي وإنتاج الطاقة من خلال تخليق الجلوكوز، كما تحتوي على الكلوروفيل وهو صبغة خضراء تمتص الطاقة الضوئية، حيث توجد البلاستيدات الخضراء بشكل شائع في خلايا متخصصة تسمى الخلايا الحامية، وتقع في أوراق وسيقان النباتات، كما تفتح الخلايا الواقية وتغلق المسام الصغيرة التي تسمى الثغور للسماح بتبادل الغازات اللازمة لعملية التمثيل الضوئي.

البلاستيدات الملونة

 هذه البلاستيدات الملونة مسؤولة عن إنتاج وتخزين أصباغ الكاروتين، كما تنتج الكاروتينات أصباغ حمراء وصفراء وبرتقالية، حيث توجد البلاستيدات الملونة بشكل رئيسي في الثمار الناضجة والزهور والجذور وأوراق كاسيات البذور، وهم مسؤولون عن تلوين أنسجة النبات، مما يؤدي إلى جذب الملقحات. تتحول بعض البلاستيدات الخضراء الموجودة في الفاكهة غير الناضجة إلى منتجي الأصباغ عندما تنضج.

يشير هذا التغير في اللون من الأخضر إلى الكاروتينويد إلى نضج الثمرة، ويرجع التغيير في لون الأوراق في الخريف إلى فقدان الصباغ الأخضر الكلوروفيل، والذي يكشف عن لون الكاروتين الرئيسي للأوراق، حيث يمكن أيضًا تحويل الأميلوبلاست إلى الكروبلاستس، حيث تنتقل أولاً إلى “amylochromoplasts “(البلاستيدات التي تحتوي على النشا والكاروتينات) ثم إلى”chromoplasts”.

جيرونتوبلاستس

 تتطور هذه البلاستيدات نتيجة تحلل البلاستيدات الخضراء، والذي يحدث عندما تموت الخلايا النباتية، وفي هذه العملية يتحلل الكلوروفيل إلى بلاستيدات خضراء تاركًا فقط أصباغ كاروتينويد في الخلايا التي تسبب الشيخوخة.

ليوكوبلاست

 تفتقر هذه البلاستيدات إلى لون ووظيفة تخزين العناصر الغذائية.

ليوكوبلاست بلاستيدات

عادة ما توجد ليوكوبلاست في الأنسجة التي لا تخضع لعملية التمثيل الضوئي، مثل الجذور والبذور، كما تشمل أنواع البلاستيدات البيضاء ما يلي:[2]

الأميلوبلاستس

تقوم هذه الخلايا البيضاء بتحويل الجلوكوز إلى نشا للتخزين، كما يتم تخزين النشا على شكل حبيبات في روائح الأميلوبلاست للدرنات والبذور والسيقان والفواكه، حيث تتسبب حبيبات النشا الكثيفة في استقرار خلايا المينوبلاست في أنسجة النبات عن طريق الجاذبية، وهذا يعزز النمو في اتجاه هبوطي، حيث تقوم خلايا الأميلوبلاست أيضًا بتجميع النشا غير المشبع يتم تخزين هذا النوع من النشا مؤقتًا في البلاستيدات الخضراء للتحلل واستخدامه كطاقة في الليل عندما لا يحدث التمثيل الضوئي تم العثور على النشا المؤقت بشكل رئيسي في الأنسجة حيث يحدث التمثيل الضوئي مثل الأوراق.

اليوبلاستس

 تنتج هذه الخلايا البيضاء الأحماض الدهنية وتخزن الزيوت في أجزاء صغيرة مليئة بالدهون تسمى بلاستوجلوبولين، فهي ضرورية للتطوير السليم لحبوب اللقاح.

إيتوبلاستس

 هذه البلاستيدات الخضراء المحرومة من الضوء لا تحتوي على الكلوروفيل، ولكنها تحتوي على صبغة طليعة لإنتاج الكلوروفيل تحت تأثير الضوء،  كما يتم إنتاج الكلوروفيل ويتم تحويل البلاستيدات إلى البلاستيدات الخضراء.

البروتينات

 تخزن هذه الخلايا البيضاء، والتي تُسمى أيضًا أرومات الليوروبلاست البروتين وغالبًا ما توجد في البذور.

تطوير الأميلوبلاست

الأميلوبلاستس هي المسؤولة عن تخليق النشا في النباتات، حيث توجد في أنسجة حمة النبات، والتي تتكون من الطبقات الخارجية والداخلية من السيقان والجذور، والطبقة الوسطى هي الأوراق والأنسجة الرخوة للفاكهة، كما تتطور خلايا الأميلوبلاست من بروبلاستيدات وتنقسم عن طريق الانشطار الثنائي، كما تطور خلايا الأميلوبلاست الناضجة أغشية داخلية تخلق حجرات تخزين النشا.

النشا عبارة عن بوليمر جلوكوز يحدث في شكلين، أميلوبكتين وأميلوز حيث تتكون حبيبات النشا من جزيئات أميلوبكتين وأميلوز عالية التنظيم، حيث يختلف حجم وكمية حبوب النشا الموجودة في خلايا الأميلوبلاست اعتمادًا على نوع النبات، يحتوي بعضها على حبة كروية واحدة، بينما يحتوي البعض الآخر على عدة حبيبات صغيرة، حيث يعتمد حجم الأميلوبلاست نفسه على كمية النشا المخزنة.[1][2]

ميزات الأميلوبلاستس

تخزين النشا

النشا عبارة عن بوليمر معقد ذو شكل شبه بلوري وغير قابل للذوبان، وهو نتاج مركب “D-glucopyranose” من خلال روابط الجلوكوزيد، كما يمكن تمييز جزيئين من النشا: أميلوبكتين وأميلوز الأول متشعب بشدة، والثاني خطي، حيث يتم ترسيب البوليمر على شكل حبيبات بيضاوية الشكل في بلورات كروية.

 اعتمادًا على المنطقة التي تترسب فيها الحبيبات، يمكن تقسيمها إلى حبيبات متحدة المركز أو غير مركزية، كما  يمكن أن تختلف حبيبات النشا في الحجم، بعضها قريب من 45 ميكرون، والبعض الآخر أصغر، حوالي 10 ميكرون.

تخليق النشا

تعتبر البلاستيدات مسؤولة عن تخليق نوعين من النشا: النشا الانتقالي، والذي يتم إنتاجه في النهار ويتم تخزينه مؤقتًا في البلاستيدات الخضراء حتى الليل، والنشا الاحتياطي الذي يتم تصنيعه وتخزينه في أروماتاز ​​الأميلوبلاست السيقان والبذور والفواكه والتركيبات الأخرى.

توجد اختلافات بين حبيبات النشا الموجودة في خلايا الأميلوبلاستس بالنسبة للحبيبات الموجودة مؤقتًا في البلاستيدات الخضراء، وفي الحالة الأخيرة يكون محتوى الأميلوز أقل والنشا له هياكل رقائقية.

تصور الجاذبية

حبوب النشا أكثر كثافة من الماء، وهذه الخاصية مرتبطة بإدراك الجاذبية في سياق تطور النبات، تم استخدام قدرة خلايا الأميلوبلاست على التحرك تحت تأثير الجاذبية لإدراك هذه القوة، باختصار تتفاعل أرومات الأميلوبلاست مع تحفيز الجاذبية من خلال عمليات الترسيب في الاتجاه الذي تعمل فيه هذه القوة نحو الأسفل، حيث عندما تتلامس البلاستيدات مع الهيكل الخلوي للنباتات، فإنها ترسل سلسلة من الإشارات لتنمو في الاتجاه الصحيح.

بالإضافة إلى الهيكل الخلوي، حيث تحتوي الخلايا على هياكل أخرى مثل الفجوات والشبكة الإندوبلازمية وغشاء البلازما التي تشارك في امتصاص أروماتاز ​​الأميلوبلازم المترسب، وفي الخلايا الجذرية يتم التقاط الشعور بالثقل من خلال خلايا الكولوميلا، والتي تحتوي على نوع خاص من الخلايا الورمية النشوية تسمى ستاتوليث، تسقط الكتل الحجرية عن طريق الجاذبية أسفل خلايا الكولوميلا وتبدأ مسار إشارات حيث يتم إعادة توزيع هرمون النمو أوكسين، ويسبب نموًا تنازليًا تفاضليًا.

المسارات الأيضية

في السابق ، كان يعتقد أن وظيفة الأميلوبلاستس تقتصر فقط على تراكم النشا، ومع ذلك فقد كشف التحليل الأخير للبروتين والتركيب الكيميائي الحيوي للجزء الداخلي من هذه العضية عن آلية جزيئية مشابهة جدًا لتلك الموجودة في البلاستيدات الخضراء، وهي معقدة بما يكفي لإجراء عملية التمثيل الضوئي النموذجية للنباتات، كما تحتوي خلايا الأميلوبلاست لبعض الأنواع (مثل البرسيم) على الإنزيمات اللازمة لدورة “GS-GOGAT”، وهو مسار استقلابي يرتبط ارتباطًا وثيقًا بامتصاص النيتروجين.

يأتي اسم الدورة من الأحرف الأولى من الإنزيمات المتضمنة فيها  تخليق الجلوتامين “GS” وسينثاز الجلوتامات “GOGAT”، وإنه ينطوي على تخليق الجلوتامين من الأمونيوم والغلوتامات وتخليق الجلوتامين والكيتوجلوتارات من جزيئين من الجلوتامات.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق