Amiloplastes: caractéristiques, fonctions, structure

Les amyloplastes sont un type de plastes spécialisé dans le stockage de l'amidon. On les trouve en grande proportion dans les tissus de réserve non photosynthétiques, tels que l'endosperme dans les graines et les tubercules.

Comme la synthèse complète de l'amidon est limitée aux plastides, il doit exister une structure physique servant de site de réserve pour ce polymère. En effet, tout l’amidon contenu dans les cellules végétales se trouve dans des organites revêtues d’une double membrane.

En général, les plastides sont des organites semi-autonomes trouvés dans différents organismes, des plantes et des algues aux mollusques marins et à certains protistes parasites.

Les plastides participent à la photosynthèse, à la synthèse des lipides et des acides aminés, fonctionnent comme un site de réserve lipidique, sont responsables de la coloration des fruits et des fleurs et sont liés à la perception de l'environnement.

De même, les amyloplastes participent à la perception de la gravité et stockent les enzymes clés de certaines voies métaboliques.

Caractéristiques et structure

Les amyloplastes sont des organites cellulaires présents dans les légumes, constituent une source d'amidon et ne contiennent pas de pigments - tels que la chlorophylle - et sont donc incolores.

Comme les autres plastides, les amyloplastes ont leur propre génome, qui code pour certaines protéines dans leur structure. Cette caractéristique est le reflet de son origine endosymbiotique.

L'une des caractéristiques les plus remarquables des plastides est leur capacité d'interconversion. En particulier, les amyloplastes peuvent être convertis en chloroplastes. Ainsi, lorsque les racines sont exposées à la lumière, elles acquièrent une teinte verdâtre grâce à la synthèse de la chlorophylle.

Les chloroplastes peuvent se comporter de la même manière, car ils stockent temporairement les grains d’amidon. Cependant, dans les amyloplastes, la réserve est à long terme.

Sa structure est très simple et consiste en une double membrane externe qui les sépare du reste des composants cytoplasmiques. Les amyloplastes matures développent un système membraneux interne dans lequel se trouve l'amidon.

La formation

La plupart des amyloplastes sont formés directement à partir de protoplastidies lorsque les tissus de réserve se développent et se divisent par fission binaire.

Aux débuts du développement de l’endosperme, les proplastidies sont présentes dans un endosperme cénocitique. Ensuite, les processus de Cellularisation commencent, où les Proplastidia commencent à accumuler les granules d’amidon, formant des amyloplastes.

D'un point de vue physiologique, le processus de différenciation des proplastides en amyloplastes se produit lorsque l'hormone végétale auxine est remplacée par la cytokinine, ce qui réduit le taux de division cellulaire, induisant une accumulation. d'amidon.

Fonctions

Stockage d'amidon

L'amidon est un polymère complexe d'aspect semi-cristallin et insoluble, produit de l'union du D-glucopyranose au moyen de liaisons glycosidiques. Deux molécules d'amidon peuvent être différenciées: l'amylopectine et l'amylose. Le premier est très ramifié, tandis que le second est linéaire.

Le polymère est déposé sous forme de grains ovales dans des cristaux de sphère et, en fonction de la région où les grains sont déposés, ils peuvent être classés en grains concentriques ou excentriques.

Les granules d’amidon peuvent varier en taille, certaines s’approximant 45 um et d’autres plus petites, environ 10 um.

Synthèse d'amidon

Les plastides sont responsables de la synthèse de deux types d'amidon: le transitoire, qui est produit pendant la journée et stocké temporairement dans les chloroplastes jusqu'à la nuit, et l'amidon de réserve qui est synthétisé et stocké dans les amyloplastes. de tiges, graines, fruits et autres structures.

Il existe des différences entre les granules d'amidon présentes dans les amyloplastes et les grains que l'on trouve de manière transitoire dans les chloroplastes. Dans ce dernier cas, la teneur en amylose est inférieure et l'amidon est ordonné en structures en forme de plaque.

Perception de la sévérité

Les grains d'amidon sont beaucoup plus denses que l'eau et cette propriété est liée à la perception de la force de gravitation. Au cours de l'évolution des plantes, cette capacité des amyloplastes à se déplacer sous l'influence de la gravité a été exploitée pour la perception de ladite force.

En résumé, les amyloplastes réagissent à la stimulation de la gravité par des processus de sédimentation dans la direction dans laquelle cette force agit, vers le bas. Lorsque les plastides entrent en contact avec le cytosquelette de la plante, il envoie une série de signaux pour que la croissance se produise dans la bonne direction.

En plus du cytosquelette, il existe d'autres structures dans les cellules, telles que les vacuoles, le réticulum endoplasmique et la membrane plasmique, qui participent à l'absorption des amyloplastes qui sédimentent.

Dans les cellules des racines, la sensation de gravité est capturée par les cellules de la columelle, qui contiennent un type spécialisé d'amyloplastes appelé statolithes.

Les statolithes tombent par gravité au bas des cellules de la columelle et initient une voie de transduction du signal où l'hormone de croissance, l'auxine, est redistribuée et provoque une croissance différentielle vers le bas.

Voies métaboliques

Auparavant, on pensait que la fonction des amyloplastes était limitée à l'accumulation d'amidon.

Cependant, des analyses récentes de la composition protéique et biochimique de l'intérieur de cet organite ont révélé une machinerie moléculaire assez similaire à celle du chloroplaste, suffisamment complexe pour mettre en oeuvre les processus photosynthétiques typiques des plantes.

Les amyloplastes de certaines espèces (comme la luzerne, par exemple) contiennent les enzymes nécessaires au bon déroulement du cycle GS-GOGAT, une voie métabolique étroitement liée à l'assimilation de l'azote.

Le nom du cycle vient des initiales des enzymes impliquées, la glutamine synthétase (GS) et la glutamate synthase (GOGAT). Implique la formation de glutamine à partir d'ammonium et de glutamate, et la synthèse de glutamine et de cétoglutarate de deux molécules de glutamate.

L'un est incorporé dans l'ammonium et le reste de la molécule est amené au xylème pour être utilisé par les cellules. De plus, les chloroplastes et les amyloplastes ont la capacité de fournir des substrats à la voie glycolytique.