بنية أنواع البلاستيدات في النباتات

البلاستيدات هي عضيات دون خلوية محورية تطورت لأداء وظائف متخصصة في الخلايا النباتية بما في ذلك التمثيل الضوئي وإنتاج وتخزين المستقلبات، وتُعرف البلاستيدات غير المتمايز بالبروبلاستيد أو بلاستيدات أولية (proplastid)، وقد يتشكل لاحقًا في أي من البلاستيدات المختلفة، ولكي تتمكن البلاستيدات من إنجاز جميع عمليات إنتاج وتخزين الأغذية التي يحتاجها النبات يجب أن تكون هناك أنواع متعددة منها وهي البلاستيدات الخضراء والملونة والبيضاء والهرمة والشاحبة والأولية.

ما هي البلاستيدات الخضراء

1- من المحتمل أن تكون البلاستيدات الخضراء هي الأكثر شهرة حول البلاستيد.

2- البلاستيدات الخضراء هي المسؤولة عن التمثيل الضوئي.

3- يتم تحميل البلاستيدات الخضراء بالثيلاكويدات أو تيلاكويدات، حيث يحدث التمثيل الضوئي ويبقى الكلوروفيل.

4- يعد وجود الحمض النووي العامل في البلاستيدات الخضراء -الحمض النووي للبلاستيدات الخضراء (cpDNA)- والبلاستيدات المختلفة أحد الاكتشافات الرئيسية التي تدعم نقطة انطلاقها باعتبارها متعايشات بدائية النواة (البكتيريا الزرقاء) خلال التقدم المبكر للحياة.

5- لا يمكن تمييز الحمض النووي الموجود في الأنواع المختلفة من البلاستيدات في النبات الأعلى، وبشكل مناسب تحتوي أوراق البناء الضوئي على (cpDNA) بالإضافة إلى الأنسجة النباتية الأخرى بما في ذلك الجذور والأنسجة الخشبية، وعلى النقيض من أسلافها من البكتيريا الزرقاء فقدت البلاستيدات الخضراء الغالبية العظمى من صفاتها.

6- يتغير حجم الخارطة الجينية البلاستيدات الخضراء في مكان ما في حدود 100 و 200 كيلو بايت لمعظم النباتات، ولكن توجد خرائط جينية للبلاستيدات خضراء أكثر تواضعًا وأكبر.

7- يتم تنظيم الحمض النووي الملتوي للنباتات العليا بشكل أساسي في عمليتي إعادة صياغة معدلة (IRs) مع طرف تبديل يعزل منطقة ضخمة وقليلة مكررة.

8- في البلاستيدات الخضراء توجد أكوام مختلفة من طبقات الدهون المفردة الشبيهة بالصفائح تسمى ثايلاكويدات هيكل جرانا، وهذه تشكل طبقات سطحية دهنية ضخمة تثبت صروح البروتين الضوئي.

9- تعمل حواف الثايلاكويدات الشبيهة بالصفائح أيضًا على بناء هياكل مثيرة للاهتمام للجيب الكارهة للماء تسمى الكريات البلاستوجلية، والتي تساعد على توسيع المنطقة الداخلية للطبقة الدهنية الثنائية.

ما هي البلاستيدات الملونة

1- البلاستيدات الملونة (Chromoplasts) هي وحدات يتم فيها وضع الألوان بعيدًا ودمجها في النبات.

2- يتم تعقبها في النباتات المزهرة والمنتجات الطبيعية والأوراق الناضجة.

3- تتحول البلاستيدات الخضراء حقًا إلى صانعات صبغية.

4- تأخذ ظلال الكاروتين في الاعتبار الأنواع المختلفة الموجودة في الأطعمة الورقية والأوراق المتساقطة، وأحد التفسيرات الرئيسية وراء هذه التصميمات والأصناف هو جذب الملقحات.

5- هذه هي البلاستيدات التي تنتج وتخزن الظلال وتحتوي على الكاروتين والزانثوفيل، وتعد البلاستيدات الملونة مسؤولة عن الأصناف المختلفة التي يتم تعقبها في الأوراق والمنتجات العضوية والأزهار والخضروات.

6- يعطون ألوانًا أخرى غير اللون الأخضر، وهذه متوفرة في البتلات والمنتجات العضوية القديمة، وتساعد البلاستيدات الملونة أيضًا في إخصاب البذور ونثرها.

7- إنّ البلاستيدات الملونة التي تجمع الظلال أثناء شيخوخة المنتجات العضوية وتحسين الزهر لا تشبه عمليًا البلاستيدات المحددة للشيخوخة.

8- يرجع الظل الأصفر للبلاستيدات الشائخة إلى اختفاء الكلوروفيل والحفاظ على الكاروتينات دون أي تخليق حيوي كاروتين مرة أخرى.

9- تُستخدم هذه البلاستيدات الملوّنة مع الكريات البلستوجلوبية التي تم إنشاؤها بشكل استثنائي لجذب الملقحات وناشرات البذور في الأنسجة المفاهيمية أو لقدرة الكاروتينات والأيضات الكارهة للماء.

ما هي البلاستيدات عديمة اللون

1- بلاستيدة عديمة اللون أو البلاستيدات البيضاء (Leucoplasts) هي عضيات غير مصطبغة.

2- يتم تعقبهم في القطع غير الضوئية للنبات مثل الجذور.

3- اعتمادًا على ما يحتاجه النبات قد يتحولون إلى مخزون أساسي لتخزين النشويات والدهون والبروتينات، ويتم استخدامها بشكل أسرع لدمج الأحماض الأمينية والدهون غير المشبعة.

5- قد تكون البلاستيدات البيضاء عبارة عن بلاستيدات أمايلوزية (amyloplast) تخزن النشا، أو بلاستيدة زينية (elaioplast) يخزن الدهون أو الصانعات البروتينية أو بلاستيدة بروتينية (proteinoplast) يخزن البروتينات.

6- يتناقض مترجم الجلوكوز 6-فوسفات / الفوسفات (GPT) الخاص ببلاستيدة عديمة اللون مع ناقل ثلاثي الفوسفات / الفوسفات (TPT) للبلاستيدات الخضراء في شحن الجلوكوز 6-فوسفات على الرغم من الفوسفات ، ثلاثي الفوسفات وحمض 3-فوسفوغليسيريك.

7- في مسار فوسفات البنتوز المؤكسد يتم تغيير ثلاث جسيمات من الجلوكوز 6-فوسفات بالكامل إلى ثلاث ذرات من ريبولوز 5 فوسفات مع وصول ثلاث جسيمات من ثاني أكسيد الكربون مما ينتج عنه ستة جزيئات من نيكوتيناميد أدينين ثنائي نوكليوتيد الفوسفات (NADPH).

8- تنتج الاستجابات الناتجة ذرة واحدة من ثلاثي الفوسفات وجسيمين من الفركتوز 6 فوسفات حيث يتم إعادة الخيار الأخير إلى الجلوكوز 6 فوسفات عن طريق 6 فوسفات أيزوميراز (GPI).

ما هي البلاستيدات الهرمة

هذه البلاستيدات هي بلاستيدات خضراء قديمة لذا فهي متشابهة جدًا من الناحية الهيكلية باستثناء بعض التحلل، ويتم تكسير أغشية الثايلاكويد والكلوروفيل المتبقي عن طريق تراكم الجسيمات البلاستوجلوبية وجزيئات البروتين الدهني في السدى، ويحدث هذا الانتقال من البلاستيدات الخضراء إلى البلاستيدات عندما تمر الأوراق بالشيخوخة أو التدهور مع تقدم العمر.

خلال أشهر الخريف يتغير لون الأوراق (بسبب تكسر الكلوروفيل) ثم تموت وتتساقط، ولم تعد الأوراق تخضع لعملية التمثيل الضوئي في هذا الوقت لذلك ليست هناك حاجة للكلوروفيل، وعندما تموت الورقة تبتلع البلاستيدات الهرمة وتهضمها بواسطة جسيمات بلعمية ذاتيّة أو ما تعرف بالبلعمة الذاتية.

خصائص البلاستيدات الهرمة

1- البلاستيدات الهرمة أو جرونتوپلاست (gerontoplasts) هي في الأساس بلاستيدات خضراء تمر بنظام النضج.

2- هذه هي البلاستيدات الخضراء للأوراق التي بدأت في التحول إلى عضيات مختلفة أو يتم إعادة استخدامها لأنّ الورقة تتم باستخدام التمثيل الضوئي (كما هو الحال في أشهر الخريف)، واعتمادًا على شكلها وقدرتها يمكن للبلاستيدات أن تنفصل أو تعيد التمييز بين هذه الهياكل والمختلفة.

3- البلاستيدات الهرمة هي بلاستيدات تتكون من البلاستيدات الخضراء أثناء الشيخوخة، والبلاستيدات الخضراء هي بلاستيدات ذات مقاييس عالية من الظلال الخضراء (الكلوروفيل)، ولديهم إطار من ثلاثة أغشية، وهذه هي الطبقة الخارجية والطبقة الداخلية وإطار الثايلاكويد، ويعد إطار الثايلاكويد هو موقع الاستجابات المعتمدة على الضوء لعملية التمثيل الضوئي، كما إنّه كومة من الصفائح (جرانوم) مرتبطة بحبيب آخر بواسطة ثايلاكويدس اللحمية.

4- تراكيب البلاستيدات الهرمة في نسيج نبات أخضر سابقًا يمر بالشيخوخة، وأثناء شيخوخة الورقة تتشكل البلاستيدات الهرمة من البلاستيدات الخضراء الخاضعة للسيطرة الوراثية، كما إنّ البلاستيدات الهرمة هو مثل البلاستيدات الملونة في وجود إطار ثايلاكويد متناقص وعدد قليل من الغلوبات البلاستوجلوبية، وعلى أي حال لا يمكن عزله، وإنّ البلاستيدات الهرمة مناسبة للعودة إلى البلاستيدات الخضراء ومع ذلك بطريقة محسوبة، وعندما تدخل الخلية فترة الشيخوخة النهائية فإنّها ستمر بموت الخلية وبهذه الطريقة يصبح تقدم البلاستيدات الهرمة من البلاستيدات الخضراء أمرًا لا رجوع فيه.

البلاستيدات الشاحبة

1- يمكن تأطير بلاستيدات الشاحبة (Etioplasts) وهي شركاء البلاستيدات الخضراء في الظلام وفي الطبيعة خلال الفترة الأولية لتطور النبتة قبل أن ترتفع خارج التربة.

2- إطار الغشاء الداخلي يختلف تمامًا عن الثايلاكويد الذي تم إنشاؤه في الخلايا الإيضية، وتحتوي معظم الأغشية على خطة لعبة مستديرة ومجموع في منظمة شبه شفافة ثلاثية الأبعاد من الأنابيب المترابطة التي تتميز بالجسم البرولاميلي، والذي تتوسع منه بعض الطبقات الرقائقية (بروثيلاكويدات).

3- تحتوي أغشية الجسم البرولاميلر على (POR) المرتبط بـ (Pchlide) و (NADPH) لتأطير مجمع ثلاثي ثابت وهي غنية بشكل خاص في (MGDG)، والتي تميل نحو الخطة المستديرة بسبب إعدادها الذري المصبوب بشكل مخروطي.

4- يتم تقديم البلاستيدات الشاحبة للضوء يتغير تمامًا إلى البلاستيدات الخضراء، والمناسبة الرئيسية لنظام التخضير هذا هي تقليل (Pchlide) الذي تقوم به الصورة التي تم تشغيلها (POR) من خلال استخدام (NADPH) للمجمع الثلاثي.

5- تدريجيًا تتحسن أغشية البلاستيدات الشاحبة لتأطير الثايلاكويدات الأساسية، وبعد ذلك يؤدي مزيج ضخم مرة أخرى من الكلوروفيل والطبقات إلى تطوير بلاستيدات خضراء فعالة وذات مهارة ضوئية.

البلاستيدات الأولية

1- البلاستيدات الأولية (Proplastids) هي بلاستيدات غير متمايزة تحافظ على بنية بلاستيد ضئيلة، ولذلك يمكن أن يحدث انتقال عضياتهم بين الأعمار، كما إنّها مملة وصغيرة الحجم عند مقارنتها بأنواع مختلفة من البلاستيد مع عدم وجود صفات مورفولوجية ضخمة.

2- توجد في الغالب في الخلايا الإنشائية والبيضية للنباتات وفي بعض الحالات أثناء ترتيب الغبار في أنواع لا لبس فيها مثل غرنوقي (Pelargonium) والحبوب.

3- بالمثل فقد تم احتساب البلاستيدات الأولية القطعة في أنسجة الجذر لتلعب دورًا مهمًا في الكيمياء العضوية لاستحواذ النيتروجين في عائلة الخضروات.