КЛЕТКА

ПЛАСТИДЫ

Пластиды являются органеллами, присущими исключительно растениям. В различных количествах они присутствуют в любой живой растительной клетке и в своей совокупности образуют пластидом клетки. Популяция пластид гетерогенна. Выделяют три основных типа пластид: хлоропласты (зеленые), хромопласты (различные пластиды от желтого до красного цветов) и лейкопласты (бесцветные). Всех их объединяет общее происхождение, наличие внутренних мембран, а также собственного генома и аппарата биосинтеза белка, что говорит о некоторой автономности этих органелл. Обычно в каждой клетке можно обнаружить только один тип пластид.

Хлоропласты имеют наибольшее значение для растения. Они встречаются у большинства живых клеток зеленых органов растения и часто занимают большую часть объема протопласта. Форма хлоропластов чаще всего бывает линзовидной, хотя у водорослей (у них чаще всего присутствует всего один огромный хлоропласт, называемый хроматофором) она может быть очень разнообразной - чашеобразной, спиралевидной и др.

Хлоропласты - очень крупные внутриклеточные структуры. Нередко их размер превышает размер ядра, но обычно ширина 2-4 мкм и длина - 5-10 мкм. Хроматофоры водорослей еще больше - до 50 мкм в длину. Численность хлоропластов в различных клетках очень варьирует - от 5-7 в клетках эпидермы тополя до 1000 в гигантских клетках мезофилла листьев махорки. Хлоропласты особенно многочисленны в тех клетках, которые хорошо освещены, клетки корня, как правило, не имеют этих пластид. Нет их и в выделительных клетках. Общая численность хлоропластов взрослого дерева может доходить до ста миллиардов.

В клетке хлоропласт обычно располагается в пристеночной цитоплазме, причем их форма и численность может изменяться в ответ на действие некоторых факторов окружающей среды. Например, у растущих в тени растений хлоропласты становятся крупнее и богаче хлорофиллом. Положение этих органелл в клетке также непостоянно и зависит от интенсивности освещения.

Хлоропласты во многом сходны с митохондриями . Они имеют оболочку, образованную двумя мембранами, между которыми находится межмембранное пространство шириной около 20 - 30 нм. Оболочка ограничивает содержимое хлоропласта, заполненное стромой (ее также называют матриксом). В отличие от митохондрий, хлоропласты имеют еще и третью мембранную систему - ламеллярную. Она происходит от внутренней мембраны оболочки, но связь ее с ламеллами у взрослого хлоропласта представляется спорной.

Внутренние мембраны образуют мешочки двух типов. Одни из них имеют вид небольшого диска с межмембранным пространством около 20 - 30 нм. Такие диски называются тилакоидами. Они образуют стопки - граны, которые лежат очень тесно, но не сообщаются между собой. Количество тилакоидов в гране достигает нескольких десятков, поэтому граны можно различить даже под световым микроскопом.

Другой тип мешочков называют ламеллами стро- мы, или межгранными тилакоидами. Они имеют гораздо большую длину и простираются от одной граны до другой.

Наличие и количество тилакоидов свидетельствует об интенсивности фотосинтетических реакций, потому что именно в их мембранах находятся соединения, осуществляющие фотосинтез.

Подобно митохондриям, хлоропласты имеют собственную ДНК, которая находится в строме и представляет собой кольцевую молекулу, а также рибосомы. Хлоропласты способны самостоятельно синтезировать около сотни белков, которые, в частности, входят в состав рибосом и мембран тилакоидов. Однако автономия далеко не полная и органеллы нуждаются в белках, синтез которых определяется геномом ядра. Полагают, что ни один из синтезированных в пластиде белков не покидает органелл.

Хромопласты представляют собой видоизмененные хлоропласты. Сохраняя общий тип строения, хромопласты имеют ряд существенных отличий. Размеры у них меньше, отсутствует внутренняя мембранная система, поэтому нет и хлорофилла. Красный цвет обусловлен пигментами, которые относят к числу каро- тиноидов. Эти вещества могут находиться в строме хромопласта в двух состояниях. Поскольку каротиноиды принадлежат к числу жирорастворимых соединений, их можно обнаружить растворенными в каплях жира. Такие капли называются пластогло- булами. Они могут занимать значительный объем хлоропласта.

Хромопласты легко обнаружить в клетках лепестков цветов (что придает цветам яркость и, несомненно, способствует привлечению насекомых-опылителей), зрелых плодов, реже в вегетативных органах (свекла, морковь, листья в период опадения).