Los plastidios son orgánulos semi-autónomos que pertenecen a las células vegetales. Leucoplastos, cloroplastos y cromoplastos son tres tipos principales según pigmento y función. Aunque los plastidios se diferencian en varios orgánulos, comparten algunas características comunes. Como las mitocondrias, están envueltos por una doble membrana. Los ribosomas internos y el ADN circular están involucrados en la síntesis de algunas proteínas para ellos mismos. La proliferación es por fisión binaria como las bacterias.
Proplastidio, la madre de otro plastidio
Hay varios a docenas de proplastidios en las células jóvenes de la raíz y el brote. Su diámetro es de solo 1-3 micrómetros. La estructura y el sistema de endomembranas son simples, subdesarrollados. Solo algunos túbulos y unas pocas vesículas pequeñas están distribuidos en el estroma. Cuando se exponen a la luz solar, los proplastidios se diferencian en cloroplastos y cromoplastos rápidamente. Los túbulos y vesículas se fusionan, y crecen en tilacoides planos. Las proteínas se sintetizan en grandes cantidades para pigmento y fotosíntesis. El desarrollo de los tilacoides está restringido, y los proplastidios solo se diferencian en leucoplastos o etioplastos en la oscuridad o luz insuficiente. Esta es la razón por la cual las plantas se vuelven amarillas cuando se dejan en una habitación oscura durante demasiado tiempo. Si se proporciona luz nuevamente, los pigmentos, tilacoides y cloroplastos se recuperarán nuevamente.
Recientemente, su papel crítico en el metabolismo de las plantas ha sido descubierto. Participan en la fijación de nitrógeno y la síntesis de compuestos de nitrógeno en los nódulos radiculares. La giberelina también se produce para el crecimiento de la raíz y el brote.
Leucoplastos, plastidios incoloros
Los leucoplastos son gránulos de forma irregular. Están en células jóvenes y tejidos de almacenamiento, como la papa y los embriones de semillas. Se desarrollaron en amiloplastos, proteinoplastos y oleoplastos para almacenar almidón, proteínas y grasas. Los leucoplastos no participan en la fotosíntesis, por lo que tienen una endomembrana subdesarrollada con solo unos pocos tilacoides.
Amiloplastos para el almacenamiento de almidón
A diferencia de los cloroplastos que almacenan temporalmente almidón, los amiloplastos son los sitios para el almacenamiento a largo plazo de almidón. Están distribuidos principalmente en tejidos de almacenamiento como los tubérculos y el endospermo de las semillas. La sacarosa es la materia prima para la fabricación de almidón en los amiloplastos. El sistema conductor (por ejemplo, floema) transporta la sacarosa desde los tejidos fotosintéticos a los tejidos de almacenamiento para sintetizar amilopectina ramificada y amilosa lineal cuya proporción es de aproximadamente 7:3. El almidón está presente dentro del amiloplasto como gránulos que tienen varios anillos concéntricos alternando entre regiones semicristalinas y amorfas. Las regiones semicristalinas son formadas por la amilopectina en una estructura helicoidal doble estable. La amilosa está empaquetada de manera suelta en regiones amorfas.
Un amiloplasto contiene uno o más gránulos de almidón de tipo A o tipo B. El diámetro es de varias decenas de micrómetros en los gránulos de tipo A. La forma es relativamente regular, y es común la esfera o el elipsoide. Este almidón es muy abundante en cereales. El diámetro en los gránulos de tipo B varía desde unos pocos micrómetros hasta unos diez micrómetros. Son poliedros irregulares que se distribuyen en el tubérculo y el maíz de alto contenido de amilosa.
Además, los amiloplastos son el sistema de detección de la gravedad en raíces y tallos. Son más densos que el agua, por lo que se precipitan al fondo y presionan sobre el citoesqueleto para secretar hormonas de crecimiento. La raíz crece hacia el suelo, mientras que el tallo crece hacia el cielo.
Proteinoplastos para el almacenamiento de proteínas
Algunos de ellos que se originan en vacuolas son orgánulos de una sola membrana. Los proteinoplastos envueltos por dobles membranas se desarrollan a partir de proplastidios. Las proteínas son transportadas por vesículas que brotan del RE rugoso y el aparato de Golgi. Las proteínas también ingresan directamente a los proteinoplastos desde el RE porque la membrana interna se invagina para formar muchos túbulos que se conectan al espacio intermembranoso y al RE rugoso. Las proteínas se mueven a lo largo de los túbulos y se depositan en sus extremos. Cuando los extremos se vuelven lo suficientemente grandes, se separan del espacio intermembranoso para ser entidades independientes.
Los proteinoplastos desempeñan un papel crucial en la germinación de semillas o en la respuesta a entornos difíciles. Están distribuidos principalmente en las semillas y tubérculos de las plantas. Las proteínas de almacenamiento cristalinas y las hidrolasas son sus componentes principales, y un poco de minerales cristalinos. El contenido es descompuesto en aminoácidos para nutrientes vegetales por hidrolasas.
Oleoplastos para el almacenamiento de grasas y aceites
Casi todas las células vegetales almacenan energía en forma de almidón, y el almacenamiento de lípidos es relativamente raro. Sin embargo, las semillas y frutas contienen de hecho algunas grasas o aceites, especialmente en cacahuetes, aceitunas y cocos. También son las materias primas para nuestros aceites vegetales. Los oleoplastos están llenos de vesículas esféricas que contienen lípidos, las cuales están recubiertas de fibrina para evitar que se agreguen en una gran gota de aceite.
Es similar a los camellos que almacenan grasa en sus jorobas, los oleoplastos en las plantas también son un buen remedio para entornos difíciles. Comparados con los carbohidratos y las proteínas, la densidad de energía de las grasas y aceites es mucho mayor. Cada gramo de grasa puede liberar alrededor de 9 kcal de energía, mientras que cada gramo de sacáridos y proteínas solo puede proporcionar alrededor de 4 kcal. Los lípidos completamente oxidados también pueden producir el doble de agua que los sacáridos. Esto los hace muy adecuados para cactus y suculentas del desierto que crecen en áreas pobres en recursos.
Recientemente, también se ha descubierto que los oleoplastos participan activamente en otras vías metabólicas, no solo como reservas de energía. El polen expuesto al ambiente externo enfrenta desafíos de deshidratación y oxidación. Cuando el polen está a punto de madurar, los ésteres neutros en los oleoplastos se secretan en la superficie como humectantes y antioxidantes. El polen cubierto por ésteres es más propenso a adherirse a insectos y pistilos para aumentar la probabilidad de fertilización.