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Amyloplaste et autres types de plastides

Amyloplaste et autres types de plastides

Un amyloplaste est un organite trouvé dans les cellules végétales. Les amyloplastes sont plastides qui produisent et stockent l'amidon dans les compartiments internes de la membrane. On les trouve couramment dans les tissus végétatifs végétaux, tels que les tubercules (pommes de terre) et les bulbes. On pense également que les amyloplastes participent à la détection de la gravité (gravitropisme) et aident les racines des plantes à pousser vers le bas.

À retenir: amyloplaste et autres plastides

  • Les plastides sont des organites de plantes qui interviennent dans la synthèse et le stockage des nutriments. Ces structures cytoplasmiques à double membrane ont leur propre ADN et se répliquent indépendamment de la cellule.
  • Les plastides se développent à partir de cellules immatures appelées proplastides qui se transforment en chloroplastes, chromoplastes, gérontoplastes et leucoplastes.
  • Les amyloplastes sont leucoplastes cette fonction principalement dans le stockage de l'amidon. Ils sont incolores et se trouvent dans les tissus végétaux qui ne subissent pas de photosynthèse (racines et graines).
  • Les amyloplastes synthétisent de l'amidon transitoire qui est stocké temporairement dans les chloroplastes et utilisé comme énergie. Les chloroplastes sont les sites de la photosynthèse et de la production d'énergie chez les plantes.
  • Les amyloplastes aident également à orienter la croissance des racines vers le bas dans la direction de la gravité.

Les amyloplastes sont dérivés d'un groupe de plastides appelés leucoplastes. Leucoplastes n'ont pas de pigmentation et semblent incolores. Plusieurs autres types de plastides se trouvent dans les cellules végétales, notamment chloroplastes (sites de photosynthèse), chromoplastes (produire des pigments végétaux), et gérontoplastes (chloroplastes dégradés).

Types de plastides

Cette image de coupe verticale d'une feuille a été prise au microscope électronique à balayage. Des chloroplastes (plastides verts responsables de la photosynthèse) et d'autres organites sont observés à l'intérieur des cellules. Clouds Hill Imaging Ltd. / Documentaire Coris / Getty Images

Les plastides sont des organites qui fonctionnent principalement dans la synthèse des nutriments et le stockage des molécules biologiques. Bien qu'il existe différents types de plastides spécialisés pour remplir des rôles spécifiques, les plastides partagent certaines caractéristiques communes. Ils sont situés dans le cytoplasme cellulaire et sont entourés d'une double membrane lipidique. Les plastides ont également leur propre ADN et peuvent se répliquer indépendamment du reste de la cellule. Certains plastides contiennent des pigments et sont colorés, tandis que d'autres en sont dépourvus et incolores. Les plastides se développent à partir de cellules immatures indifférenciées appelées proplastidés. Proplastides matures en quatre types de plastides spécialisés: chloroplastes, chromoplastes, gérontoplastes, et leucoplastes.

  • Chloroplastes: Ces plastides verts sont responsables de la photosynthèse et de la production d'énergie via la synthèse du glucose. Ils contiennent de la chlorophylle, un pigment vert qui absorbe l’énergie lumineuse. Les chloroplastes se trouvent couramment dans des cellules spécialisées appelées cellules de garde situé dans les feuilles et les tiges des plantes. Les cellules de garde ouvrent et ferment les pores minuscules appelés stomates pour permettre les échanges gazeux nécessaires à la photosynthèse.
  • Chromoplastes: Ces plastides colorés sont responsables de la production et du stockage des pigments carténoïdes. Les caroténoïdes produisent des pigments rouges, jaunes et oranges. Les chromoplastes sont principalement situés dans les fruits mûrs, les fleurs, les racines et les feuilles des angiospermes. Ils sont responsables de la coloration des tissus chez les plantes, ce qui attire les pollinisateurs. Certains chloroplastes trouvés dans les fruits non mûrs se transforment en chromoplastes à mesure que les fruits mûrissent. Ce changement de couleur du vert à une couleur caroténoïde indique que le fruit est mûr. Le changement de couleur des feuilles à l’automne est dû à la perte de la chlorophylle pigmentaire verte, qui révèle la coloration caroténoïde sous-jacente des feuilles. Les amyloplastes peuvent également être convertis en chromoplastes en effectuant une transition en amylochromoplastes (plastides contenant de l'amidon et des caroténoïdes), puis en chromoplastes.
  • Gérontoplastes: Ces plastides se développent à partir de la dégradation des chloroplastes, qui survient lorsque les cellules de la plante meurent. Dans le processus, la chlorophylle est décomposée dans les chloroplastes, ne laissant que les pigments cartoténoïdes dans les cellules de gérontoplaste résultantes.
  • Leucoplastes: Ces plastides n'ont ni couleur ni fonction pour stocker les nutriments.

Plastiques de leucoplastes

Cette micrographie électronique à transmission par fausses couleurs montre un amyloplaste (grand corps central), un plastide contenant de l'amidon, trouvé dans une cellule à partir du capuchon racinaire d'un oignon. Les amyloplastes contiennent de grandes quantités d'amidon (globules bleus). Dr. Jeremy Burgess / Photothèque de sciences / Getty Images

Les leucoplastes se trouvent généralement dans des tissus qui ne subissent pas de photosynthèse, tels que les racines et les graines. Les types de leucoplastes comprennent:

  • Amyloplastes: Ces leucoplastes convertissent le glucose en amidon pour le stockage. L'amidon est stocké sous forme de granulés dans des amyloplastes de tubercules, de graines, de tiges et de fruits. Les grains d'amidon denses provoquent la sédimentation des amyloplastes dans les tissus végétaux sous l'effet de la gravité. Cela induit une croissance à la baisse. Les amyloplastes synthétisent également l'amidon transitoire. Ce type d'amidon est stocké temporairement dans des chloroplastes pour être décomposé et utilisé comme énergie la nuit lorsque la photosynthèse ne se produit pas. L'amidon transitoire se trouve principalement dans les tissus où se produit la photosynthèse, comme les feuilles.
  • Elaioplastes: Ces leucoplastes synthétisent des acides gras et stockent des huiles dans des microcompartiments remplis de lipides appelés plastoglobules. Ils sont importants pour le bon développement des grains de pollen.
  • Etioplastes: Ces chloroplastes privés de lumière ne contiennent pas de chlorophylle mais possèdent le pigment précurseur pour la production de chlorophylle. Une fois exposé à la lumière, une production de chlorophylle se produit et les étioplastes sont convertis en chloroplastes.
  • Protéinoplastes: Aussi appelé aleuroplastes, ces leucoplastes stockent des protéines et se trouvent souvent dans les graines.

Développement d'amyloplaste

Cette image montre des grains d'amidon (verts) dans le parenchyme d'une Clematis sp. plante. L'amidon est synthétisé à partir du saccharose glucidique, un sucre produit par la plante lors de la photosynthèse et utilisé comme source d'énergie. Il est stocké sous forme de grains dans des structures appelées amyloplastes (jaune). Steve Gschmeissner / photothèque scientifique / Getty Images

Les amyloplastes sont responsables de toute la synthèse d'amidon chez les plantes. On les trouve dans les tissus de parenchyme végétal qui composent les couches externe et externe des tiges et des racines; la couche intermédiaire de feuilles; et les tissus mous dans les fruits. Les amyloplastes se développent à partir de proplastides et se divisent par le processus de fission binaire. Les amyloplastes en cours de développement développent des membranes internes qui créent des compartiments pour le stockage de l'amidon.

L'amidon est un polymère de glucose qui existe sous deux formes: l'amylopectine et amylose. Les granules d'amidon sont composés à la fois d'amylopectine et de molécules d'amylose disposées de manière très organisée. La taille et le nombre de grains d'amidon contenus dans les amyloplastes varient selon les espèces de plantes. Certains contiennent un seul grain de forme sphérique, alors que d'autres contiennent plusieurs petits grains. La taille de l'amyloplaste dépend de la quantité d'amidon stockée.

Sources

  • Horner, H.T. et al. "La conversion d'amyloplaste en chromoplaste dans le développement de nectaires floraux de tabac ornemental fournit du sucre pour le nectar et des antioxydants pour la protection." American Journal of Botany 94.1 (2007). 12-24.
  • Weise, Sean E. et al. "Le rôle de l'amidon transitoire dans le métabolisme des C3, des CAM et du C4 et les opportunités d'accumulation d'ingénierie dans l'amidon en feuilles." Journal of Experimental Botany 62.9 (2011). 3109-3118., .


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