Amyloplaste et autres types de plastes

Un amyloplaste est une organite présente 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 végétaux végétatifs, comme les tubercules (pommes de terre) et les bulbes. On pense également que les amyloplastes sont impliqués dans la détection de la gravité (gravitropisme) et aident les racines des plantes à pousser vers le bas.

Points clés à retenir: Amyloplaste et autres plastes

• Les plastes sont des organites végétaux qui fonctionnent 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 plastes se développent à partir de cellules immatures appelées proplastides qui se transforment en chloroplastes, chromoplastes, gérontoplastes et leucoplastes.
• Les amyloplastes sont leucoplastes qui fonctionnent 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 des chloroplastes et utilisé pour l'énergie. Les chloroplastes sont les sites de photosynthèse et de production d'énergie dans les plantes.
• Les amyloplastes aident également à orienter la croissance des racines vers le bas vers la direction de la gravité.

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

Types de plastes

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

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

• Chloroplastes: Ces plastes verts sont responsables de la photosynthèse et de la production d'énergie par la synthèse du glucose. Ils contiennent de la chlorophylle, un pigment vert qui absorbe l'énergie lumineuse. Les chloroplastes se trouvent généralement dans des cellules spécialisées appelées cellules de garde situé dans les feuilles et les tiges des plantes. Les cellules de garde ouvrent et ferment de minuscules pores appelés stomates pour permettre l'échange de gaz nécessaire à la photosynthèse.
• Chromoplastes: Ces plastes colorés sont responsables de la production et du stockage des pigments carténoïdes. Les caroténoïdes produisent des pigments rouges, jaunes et oranges. Les chromoplastes se trouvent principalement dans les fruits mûrs, les fleurs, les racines et les feuilles des angiospermes. Ils sont responsables de la coloration des tissus des plantes, qui sert à attirer les pollinisateurs. Certains chloroplastes trouvés dans les fruits non mûrs se convertissent en chromoplastes à mesure que le fruit mûrit. 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 du pigment vert chlorophylle, qui révèle la coloration caroténoïde sous-jacente des feuilles. Les amyloplastes peuvent également être convertis en chromoplastes en effectuant d'abord une transition vers des amylochromoplastes (plastes contenant de l'amidon et des caroténoïdes), puis vers des chromoplastes.
• Gérontoplastes: Celles-ciles plastes se développent à partir de la dégradation des chloroplastes, qui se produit lorsque les cellules végétales meurent. Dans le processus, la chlorophylle est décomposée dans les chloroplastes ne laissant que des pigments cartoténoïdes dans les cellules gérontoplastes résultantes.
• Leucoplastes: Ces plastes manquent de couleur et de fonction pour stocker les nutriments.

Leucoplast Plastids

Cette micrographie électronique à transmission de fausses couleurs montre un amyloplaste (grand corps central), un plaste contenant de l'amidon, trouvé dans une cellule de la calotte radiculaire d'un oignon. Les amyloplastes contiennent de grandes quantités d'amidon (globules bleus). Dr. Jeremy Burgess / Photothèque scientifique / Getty Images

Les leucoplastes se trouvent généralement dans les tissus qui ne subissent pas de photosynthèse, comme 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 en réponse à la gravité. Cela induit une croissance vers le bas. Les amyloplastes synthétisent également l'amidon transitoire. Ce type d'amidon est stocké temporairement dans des chloroplastes pour être décomposé et utilisé pour l'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 les acides gras et stockent les 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 ont le pigment précurseur pour la production de chlorophylle. Une fois exposée à la lumière, la 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 des amyloplastes

Cette image montre des grains d'amidon (vert) 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

Amyloplastes sont responsables de toute la synthèse de l'amidon dans les plantes. On les trouve dans le tissu du parenchyme végétal qui compose les couches externes et internes des tiges et des racines; la couche intermédiaire des feuilles; et les tissus mous des fruits. Les amyloplastes se développent à partir de proplastides et se divisent par le processus de fission binaire. Les amyloplastes qui mûrissent 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: amylopectine et amylose. Les granules d'amidon sont composés à la fois de molécules d'amylopectine et d'amylose disposées de manière très organisée. La taille et le nombre de grains d'amidon contenus dans les amyloplastes varient en fonction des espèces végétales. Certains contiennent un seul grain de forme sphérique, tandis que d'autres contiennent plusieurs petits grains. La taille de l'amyloplaste elle-même dépend de la quantité d'amidon stockée.

Sources

• Horner, H. T. et al. "La conversion de l'amyloplaste en chromoplaste dans le développement des nectaires floraux du 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 coll. "Le rôle de l'amidon transitoire dans le métabolisme C3, CAM et C4 et les opportunités pour l'accumulation d'amidon foliaire." Journal of Experimental Botany 62.9 (2011). 3109-3118., .