Cromoplasto - Chromoplast
Los cromoplastos son plástidos , orgánulos heterogéneos responsables de la síntesis y el almacenamiento de pigmentos en eucariotas fotosintéticos específicos . Se cree que, como todos los demás plastidios, incluidos los cloroplastos y los leucoplastos , descienden de procariotas simbióticos .
Función
Los cromoplastos se encuentran en frutas , flores , raíces y hojas estresadas y envejecidas , y son responsables de sus colores distintivos. Esto siempre está asociado con un aumento masivo en la acumulación de pigmentos carotenoides . La conversión de cloroplastos en cromoplastos en la maduración es un ejemplo clásico.
Por lo general, se encuentran en tejidos maduros y se derivan de plástidos maduros preexistentes. Las frutas y las flores son las estructuras más comunes para la biosíntesis de carotenoides, aunque allí también ocurren otras reacciones, incluida la síntesis de azúcares, almidones, lípidos, compuestos aromáticos, vitaminas y hormonas. El ADN de los cloroplastos y los cromoplastos es idéntico. Se encontró una diferencia sutil en el ADN después de que se realizó un análisis de cromatografía líquida de cromoplastos de tomate, que reveló un aumento de la metilación de citosina .
Los cromoplastos sintetizan y almacenan pigmentos como el caroteno naranja , xantofilas amarillas y varios otros pigmentos rojos. Como tal, su color varía según el pigmento que contengan. El principal propósito evolutivo de los cromoplastos es probablemente atraer polinizadores o comedores de frutas de colores, que ayudan a dispersar las semillas . Sin embargo, también se encuentran en raíces como zanahorias y batatas . Permiten la acumulación de grandes cantidades de compuestos insolubles en agua en partes de las plantas que de otro modo serían acuosas.
Cuando las hojas cambian de color en otoño, se debe a la pérdida de clorofila verde , que desenmascara los carotenoides preexistentes. En este caso, se produce relativamente poco carotenoide nuevo; el cambio en los pigmentos plástidos asociados con la senescencia de las hojas es algo diferente de la conversión activa a cromoplastos observada en frutas y flores.
Hay algunas especies de plantas con flores que contienen poco o nada de carotenoides. En tales casos, hay plástidos presentes dentro de los pétalos que se parecen mucho a los cromoplastos y, a veces, son visualmente indistinguibles. Las antocianinas y los flavonoides ubicados en las vacuolas celulares son responsables de otros colores de pigmento.
El término "cromoplasto" se usa ocasionalmente para incluir cualquier plastidio que tenga pigmento, principalmente para enfatizar la diferencia entre ellos y los diversos tipos de leucoplastos , plastidios que no tienen pigmentos. En este sentido, los cloroplastos son un tipo específico de cromoplasto. Aún así, "cromoplasto" se usa con más frecuencia para denotar plástidos con pigmentos distintos a la clorofila.
Estructura y clasificación
Utilizando un microscopio óptico, los cromoplastos se pueden diferenciar y se clasifican en cuatro tipos principales. El primer tipo está compuesto por estroma proteico con gránulos. El segundo está compuesto por cristales de proteínas y gránulos de pigmentos amorfos . El tercer tipo está compuesto por cristales de proteínas y pigmentos. El cuarto tipo es un cromoplasto que solo contiene cristales. Un microscopio electrónico revela aún más, lo que permite la identificación de subestructuras como glóbulos, cristales, membranas, fibrillas y túbulos . Las subestructuras que se encuentran en los cromoplastos no se encuentran en el plástido maduro del que se dividió.
La presencia, frecuencia e identificación de subestructuras utilizando un microscopio electrónico ha llevado a una clasificación adicional, dividiendo los cromoplastos en cinco categorías principales: cromoplastos globulares, cromoplastos cristalinos, cromoplastos fibrilares, cromoplastos tubulares y cromoplastos membranosos. También se ha encontrado que pueden coexistir diferentes tipos de cromoplastos en un mismo órgano. Algunos ejemplos de plantas en las diversas categorías incluyen mangos , que tienen cromoplastos globulares y zanahorias que tienen cromoplastos cristalinos.
Aunque algunos cromoplastos se categorizan fácilmente, otros tienen características de múltiples categorías que dificultan su ubicación. Los tomates acumulan carotenoides, principalmente cristaloides de licopeno en estructuras en forma de membrana, lo que podría colocarlos en la categoría cristalina o membranosa.
Evolución
Los plastos que recubren los polinizadores visitan una flor, ya que los colores específicos atraen a polinizadores específicos. Las flores blancas tienden a atraer a los escarabajos , las abejas se sienten atraídas con mayor frecuencia por las flores violetas y azules, y las mariposas a menudo se sienten atraídas por colores más cálidos como amarillos y naranjas.
Investigar
Los cromoplastos no se estudian ampliamente y rara vez son el foco principal de la investigación científica. A menudo juegan un papel en la investigación de la planta de tomate ( Solanum lycopersicum ). El licopeno es responsable del color rojo de una fruta madura en el tomate cultivado , mientras que el color amarillo de las flores se debe a las xantofilas, violaxantina y neoxantina .
La biosíntesis de carotenoides ocurre tanto en cromoplastos como en cloroplastos . En los cromoplastos de las flores de tomate, la síntesis de carotenoides está regulada por los genes Psyl, Pds, Lcy-b y Cyc-b. Estos genes, además de otros, son responsables de la formación de carotenoides en órganos y estructuras. Por ejemplo, el gen Lcy-e se expresa en gran medida en las hojas , lo que da como resultado la producción del carotenoide luteína.
Las flores blancas son causadas por un alelo recesivo en las plantas de tomate. Son menos deseables en cultivos cultivados porque tienen una tasa de polinización más baja. En un estudio, se encontró que los cromoplastos todavía están presentes en las flores blancas. La falta de pigmento amarillo en sus pétalos y anteras se debe a una mutación en el gen CrtR-b2 que interrumpe la ruta de biosíntesis de carotenoides.
El proceso completo de formación de cromoplastos aún no se comprende completamente a nivel molecular. Sin embargo, la microscopía electrónica ha revelado parte de la transformación de cloroplasto a cromoplasto. La transformación comienza con la remodelación del sistema de membranas internas con la lisis de los tilacoides intergranales y el grana . Se forman nuevos sistemas de membranas en complejos organizados de membranas llamados plexos tilacoides . Las nuevas membranas son el sitio de formación de cristales de carotenoides. Estas membranas recién sintetizadas no provienen de los tilacoides, sino de vesículas generadas a partir de la membrana interna del plastidio. El cambio bioquímico más obvio sería la regulación a la baja de la expresión de genes fotosintéticos, lo que da como resultado la pérdida de clorofila y detiene la actividad fotosintética .
En las naranjas , la síntesis de carotenoides y la desaparición de la clorofila hace que el color del fruto cambie de verde a amarillo. El color naranja a menudo se agrega artificialmente; el amarillo anaranjado claro es el color natural creado por los cromoplastos reales.
Las naranjas Valencia Citris sinensis L son una naranja cultivada extensivamente en el estado de Florida. En invierno, las naranjas de Valencia alcanzan su color óptimo de cáscara de naranja, mientras que vuelven a un color verde en primavera y verano. Si bien originalmente se pensó que los cromoplastos eran la etapa final del desarrollo de los plástidos, en 1966 se demostró que los cromoplastos pueden volver a convertirse en cloroplastos, lo que hace que las naranjas vuelvan a ponerse verdes.
Comparar
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Plástido
- Cloroplasto y etioplasto
- Cromoplasto
- Leucoplasto