Plastos: Características, Estrutura e Tipos - Ciência - 2023

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o plastos ou plastídios são um grupo de organelas celulares semiautônomas com funções variadas. Eles são encontrados em células de algas, musgos, samambaias, gimnospermas e angiospermas. O plastídio mais notável é o cloroplasto, responsável pela fotossíntese nas células vegetais.

De acordo com sua morfologia e função, existe uma grande variedade de plastídios: cromoplastos, leucoplastos, amiloplastos, etioplastos, oleoplastos, entre outros. Os cromoplastos se especializam no armazenamento de pigmentos carotenóides, os amiloplastos armazenam amido e os plastídios que crescem no escuro são chamados de etioplastos.

Surpreendentemente, os plastídios foram relatados em alguns vermes parasitas e em certos moluscos marinhos.

Características gerais

Os plastídeos são organelas presentes nas células vegetais cobertas por uma membrana lipídica dupla. Eles têm seu próprio genoma, consequência de sua origem endossimbiótica.

Sugere-se que há cerca de 1,5 bilhão de anos uma célula proto-eucariótica engolfou uma bactéria fotossintética, dando origem à linhagem eucariótica.

Evolutivamente, três linhas de plastídeos podem ser distinguidas: os glaucófitos, a linhagem das algas vermelhas (rodoplastos) e a linhagem das algas verdes (cloroplastos). A linhagem verde deu origem a plastídios tanto de algas quanto de plantas.

O material genético tem 120 a 160 kb –em plantas superiores– e está organizado em uma molécula de DNA de banda dupla fechada e circular.

Uma das características mais marcantes dessas organelas é sua capacidade de se interconverter. Essa mudança ocorre graças à presença de estímulos moleculares e ambientais. Por exemplo, quando um etioplasto recebe luz solar, ele sintetiza clorofila e se torna um cloroplasto.

Além da fotossíntese, os plastídios cumprem várias funções: síntese de lipídios e aminoácidos, armazenamento de lipídios e amido, funcionamento dos estômatos, coloração de estruturas vegetais como flores e frutos e percepção da gravidade.

Estrutura

Todos os plastídios são circundados por uma membrana lipídica dupla e, em seu interior, apresentam pequenas estruturas membranosas chamadas tilacóides, que podem se estender consideravelmente em certos tipos de plastídios.

A estrutura depende do tipo de plastídio e cada variante será descrita em detalhes na próxima seção.

Tipos

Existe uma série de plastídios que desempenham diferentes funções nas células vegetais. No entanto, a fronteira entre cada tipo de plastídio não é muito clara, pois existe uma interação significativa entre as estruturas e existe a possibilidade de interconversão.

Da mesma forma, ao comparar diferentes tipos de células, verifica-se que a população de plastídios não é homogênea. Entre os tipos básicos de plastídios encontrados em plantas superiores estão os seguintes:

Proplastídeos

São plastídios ainda não diferenciados e responsáveis por dar origem a todos os tipos de plastídios. Eles são encontrados nos meristemas das plantas, tanto nas raízes quanto nos caules. Eles também estão em embriões e outros tecidos jovens.

São estruturas pequenas, com um ou dois micrômetros de comprimento e não contêm nenhum pigmento. Eles têm a membrana tilacóide e seus próprios ribossomos. Nas sementes, os proplastídios contêm grãos de amido, sendo uma importante fonte de reserva para o embrião.

O número de proplastídios por célula é variável, e entre 10 e 20 dessas estruturas podem ser encontradas.

A distribuição dos proplastídios no processo de divisão celular é essencial para o correto funcionamento dos meristemas ou de um órgão específico. Quando ocorre uma segregação desigual e uma célula não recebe os plastídios, ela está condenada à morte rápida.

Portanto, a estratégia para garantir a divisão eqüitativa dos plastídios às células-filhas é a distribuição homogênea no citoplasma celular.

Da mesma forma, os proplastídios devem ser herdados por descendentes e estão presentes na formação dos gametas.

Cloroplastos

Os cloroplastos são os plastídios mais proeminentes e conspícuos das células vegetais. Sua forma é oval ou esferoidal e o número normalmente varia entre 10 e 100 cloroplastos por célula, embora possa chegar a 200.

Eles têm 5 a 10 µm de comprimento e 2 a 5 µm de largura. Localizam-se principalmente nas folhas das plantas, embora possam estar presentes em caules, pecíolos, pétalas imaturas, entre outros.

Os cloroplastos se desenvolvem em estruturas de plantas que não estão no subsolo, a partir de proplastídios. A mudança mais perceptível é a produção de pigmentos, para assumir a cor verde característica desta organela.

Como os outros plastídeos, eles são circundados por uma membrana dupla e, em seu interior, possuem um terceiro sistema membranoso, os tilacóides, embutidos no estroma.

Os tilacóides são estruturas em forma de disco empilhadas em grãos. Dessa forma, o cloroplasto pode ser estruturalmente dividido em três compartimentos: o espaço entre as membranas, o estroma e o lúmen do tilacóide.

Como nas mitocôndrias, a herança dos cloroplastos dos pais para os filhos ocorre por um dos pais (uniparental) e eles possuem seu próprio material genético.

Características

Nos cloroplastos, ocorre o processo fotossintético, que permite às plantas captar a luz do sol e convertê-la em moléculas orgânicas. Na verdade, os cloroplastos são os únicos plastídios com capacidade fotossintética.

Esse processo começa nas membranas tilacóides com a fase leve, na qual são ancorados os complexos enzimáticos e as proteínas necessárias ao processo. O estágio final da fotossíntese, ou fase escura, ocorre no estroma.

Amiloplastos

Os amiloplastos são especializados no armazenamento de grãos de amido. Eles são encontrados principalmente nos tecidos de reserva das plantas, como o endosperma em sementes e tubérculos.

A maioria dos amiloplastos é formada diretamente de um protoplasto durante o desenvolvimento do organismo. Experimentalmente, a formação de amiloplastos tem sido realizada pela substituição do fitohormônio auxina por citocininas, causando redução da divisão celular e induzindo o acúmulo de amido.

Esses plastídios são reservatórios para uma ampla variedade de enzimas, semelhantes aos cloroplastos, embora carecem de clorofila e de maquinário fotossintético.

Percepção da gravidade

Os amiloplastos estão relacionados à resposta à sensação de gravidade. Nas raízes, a sensação de gravidade é percebida pelas células da columela.

Nessa estrutura estão os estatólitos, que são amiloplastos especializados. Essas organelas estão localizadas na parte inferior das células da columela, indicando a sensação de gravidade.

A posição dos estatólitos desencadeia uma série de sinais que levam à redistribuição do hormônio auxina, causando o crescimento da estrutura a favor da gravidade.

Grânulos de amido

O amido é um polímero semicristalino insolúvel composto de unidades repetitivas de glicose, produzindo dois tipos de moléculas, amilopeptina e amilose.

A amilopeptina tem estrutura ramificada, enquanto a amilose é um polímero linear e se acumulam na maioria dos casos na proporção de 70% de amilopeptina e 30% de amilose.

Os grânulos de amido têm uma estrutura bastante organizada, relacionada às cadeias de amilopeptinas.

Nos amiloplastos estudados do endosperma de cereais, os grânulos variam em diâmetro de 1 a 100 µm, sendo possível distinguir entre grânulos grandes e pequenos que geralmente são sintetizados em diferentes amiloplastos.

Cromoplastos

Os cromoplastos são plastídios altamente heterogêneos que armazenam diferentes pigmentos em flores, frutos e outras estruturas pigmentadas. Além disso, existem certos vacúolos nas células que podem armazenar pigmentos.

Nas angiospermas é necessário haver algum mecanismo para atrair os animais responsáveis pela polinização; por esse motivo, a seleção natural favorece o acúmulo de pigmentos brilhantes e atraentes em algumas estruturas das plantas.

Geralmente, os cromoplastos se desenvolvem a partir dos cloroplastos durante o processo de amadurecimento da fruta, onde a fruta verde adquire uma cor característica com o tempo. Por exemplo, os tomates verdes são verdes e quando maduros são de um vermelho vivo.

Os principais pigmentos que se acumulam nos cromoplastos são os carotenóides, que são variáveis e podem apresentar cores diferentes. Os carotenos são laranja, o licopeno é vermelho e a zeaxantina e a violaxantina são amarelas.

A coloração final das estruturas é definida pelas combinações dos referidos pigmentos.

Oleoplastos

Os plastídeos também são capazes de armazenar moléculas de natureza lipídica ou proteica. Os oleoplastos são capazes de armazenar lipídios em corpos especiais chamados plastoglóbulos.

As antenas florais são encontradas e seu conteúdo é liberado na parede do grão de pólen. Eles também são muito comuns em certas espécies de cactos.

Além disso, os oleoplastos possuem proteínas diferentes, como a fibrilina, e enzimas relacionadas ao metabolismo dos isoprenóides.

Leucoplastos

Leucoplastos são plastídios desprovidos de pigmentos. Seguindo essa definição, amiloplastos, oleoplastos e proteinoplastos podem ser classificados como variantes de leucoplastos.

Os leucoplastos são encontrados na maioria dos tecidos vegetais. Eles não têm uma membrana tilacóide conspícua e têm poucos glóbulos de plasma.

Eles têm funções metabólicas nas raízes, onde acumulam quantidades significativas de amido.

Gerontoplastos

Quando a planta envelhece, ocorre uma conversão de cloroplastos em gerontoplastos. Durante o processo de senescência, a membrana tilacóide se rompe, os glóbulos plasmáticos se acumulam e a clorofila se decompõe.

Etioplastos

Quando as plantas crescem em condições de pouca luz, os cloroplastos não se desenvolvem adequadamente e o plastídio formado é chamado de etioplasto.

Os etioplastos contêm grãos de amido e não possuem a membrana tilacóide extensamente desenvolvida como nos cloroplastos maduros. Se as condições mudarem e houver luz suficiente, os etioplastos podem se transformar em cloroplastos.

Referências

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