Plastīdas

Plastīdas ir augu organoīdi, kuru virsmu sedz divas membrānas. Tās nodrošina fotosintēzes procesa norisi augos un aļģēs.

Plastīdu veidi

Ir pazīstami vairāki plastīdu veidi, kas atgriezeniski var pārveidoties cits citā. Augu zaļajām daļām ir raksturīgi hloroplasti. Saknēs un citos bezkrāsainajos audos var novērot leikoplastus. Ziedu krāsainajās daļās — ziedos, augļos, stumbrā, kā arī saknēs ir novērojami hromoplasti.
Hloroplasti nodrošina visefektīvāko fotosintēzi, ATF, taukskābju, aminoskābju un fitohormonu sintēzi, īslaicīgu ogļhidrātu un taukskābju uzkrāšanu.
Hromoplasti veic nelielu fotosintēzi, ATF, taukskābju, aminoskābju un fitohormonu sintēzi, ogļhidrātu un taukskābju uzkrāšanu.
Leikoplasti nodrošina ogļhidrātu uzkrāšanu cietes formā un pārvēršanu atpakaļ mazmolekluāros savienojumos, ATF, taukskābju un aminoskābju sintēzi.
Dažādos audos atšķiras hloroplastu skaits, lielums un novietojums. Visvairāk un vislielākie hloroplasti ir lapu parenhīmas šūnās, mazs plastīdu skaits un izmēri ir epidermas šūnās. Augu šūnām novecojot, plastīdu skaits un izmēri samazinās.

Plastīdu veidošanās

Atkarībā no plastīdu atrašanās vietas, ir iespējami dažādi plastīdu attīstības varianti. Attīstību ietekmē arī gaismas un tumsas klātbūtne. Embrioģenēzes sākumā, plastīdas veidojas no iniciatorķermenīšiem. Tālāk attīstības gaitā, iniciatorķermenīšu izmērs palielinās un izveidojas apmēram 2µm garas proplastīdas.
Proplastīdām ir ļoti tumša stroma t. i., tās satur daudz olbaltumvielu un ribosomu, bet tām ir maz iekšējās tilakoīdu membrānas. Ja proplastīdas attīstās gaismā, tad sākas atsevišķu iekšējās apvalka membrānas zonu ieliekšanās. Ieliekumi pagarinās, un izveidojas tilakoīdu membrānas. Vienlaikus prohlorofils membrānās pārveidojas par hlorofilu. Plastīdu lielums parasti šajā laikā palielinās. Plastīdu ar pilnībā izveidojušos iekšējo membrānu sistēmu sauc par hloroplastu.
Proplastīdai attīstoties tumsā, novērojama vienīgi tilpuma palielināšanās un leikoplastu veidošanās. Leikoplasti ir bezkrāsainas plastīdas, kurām nav attīstījusies iekšējā membrānu sistēma. Šāda attīstība ir augu saknēs esošajām plastīdām vai arī tumsā augošu lapu plastīdām. Gaismas ietekmē no leikoplastiem veidojas hloroplasti.
Stresa apstākļos hloroplastos pastiprināti uzkrājas ciete un norādās tilakoīdu membrānas. Tādējādi hloroplasti pārvēršas par leikoplastiem līdzīgām plastīdām — amiloplastiem.
Ontoģenēzes gaitā hloroplastu skaits lapās pakāpeniski samazinās. Hloroplastiem var daļēji norādīties tilakoīdu membrāna un hlorofils un sākt uzkrāties citi pigmenti, tādējādi mainās plastīdu krāsa. Plastīdas, kuru membrānās ir maz hlorofila, bet daudz citu pigmentu, sauc par hromoplastiem. Hromoplasti ziedu, lapu un augļu gadījumā ir pēdējie plastīdu pārstāvji. Taču saknēs, burkānos, bietēs un citās — hromoplasti gaismas ietekmē var atsākt dalīšanos un pakāpeniski pārveidoties par hloroplastiem.

Endosimbiozes teorija

Endosimbiozes teorijas aizsākumi meklējami 1905. gadā, kad krievu biologs Konstantīns Meresčkovskis rakstīja, ka plastīdas ir evolucionārie pēcteči endosimbiotiskiem zilaļģēm līdzīgiem organismiem.
Endosimbiozes teorija apraksta plastīdu izcelšanos no zilaļģēm līdzīgiem prokariotiem, kas dzīvojuši eikariotiskās šūnās. Lai gan endosimbionti ir daudz mazāki par zilaļģēm, morfoloģiskie, bioķīmiskie un molekulārie pētījumi pierāda, ka plastīdas ir šo prokariotu priekšteči.
Primārajā endosimbiozē brīvi dzīvojoša fotosintezējoša zilaļģe, nonākot vienšūnu heteretorfā protistā, kļūst par tā sastāvdaļu. Tādējādi veidojas divām membrānām klātas plastīdas, tādas kā zaļaļģēs, augos un sārtaļģēs.
Sekundārajā endosimbiozē eikariotiskas šūnas sastāvā ietverta sārtaļģe vai zaļaļģe, tādējādi pārnesot fotosintēzes spēju citiem eikariotiem. Šādas plastīdas parasti sedz trīs vai četras membrānas. Šāda tipa plastīdas parasti ir atrodamas planktonos.