Co to są plastydy?

Plastidy to wyspecjalizowane struktury w komórkach roślinnych, które produkują i przechowują żywność i pigmenty dla komórki.Myśląc, że ewoluowało z niezależnych organizmów jednokomórkowych, które żyły symbiotycznie z roślinami ponad miliard lat temu, zawierają dużą liczbę genów i produkują wiele białek.Istnieje duże zainteresowanie wykorzystaniem plastydów jako fabryk do produkcji białek, które są interesujące farmaceutyczne.

Najbardziej znanymi plastydami są chloroplasty, które są miejscem fotosyntezy.Inne obejmują chromoplasty, które przechowują pigmenty, takie jak karotenoidy, które są odpowiedzialne za kolorowanie owoców i kwiatów.Leukoplasts przechowuje skrobię, lipidy lub białka i mdash;wszystkie potencjalne źródła żywności.Korzenie przechowywania, podobnie jak ziemniaki i marchewki, mogą zawierać leukoplasty pełne skrobi.Typy plastydów mogą się interpretować, stając się innymi rodzajami plastydów, w zależności od stanu komórki.

Chloroplasty zawierają chlorofil pigmentowy, który pochłania światło i nadaje liściom zielony kolor.Chlorofil rejestruje energię ze światła słonecznego i wykorzystuje ją do oddzielenia wodoru z tlenu w wodzie.To wytwarza tlen, który ludzie i zwierzęta oddychają.Wodór jest włączony do dwutlenku węgla z powietrza.Ten proces fotosyntezy wytwarza glukozę i inne związki stosowane przez roślinę do metabolizmu.

Tkanki roślinne mogą mieć dużą liczbę plastydów w cytoplazmie;Jedna komórka może mieć ponad 50 z nich.Te forma z podziału istniejących plastydów i są dziedziczone tylko od jednego rodzica.

plastydy mają wewnętrzną podwójną błonę, która oddziela je od reszty komórki.W tej membranie znajduje się wiele specjalistycznych cech, takich jak seria dodatkowych membran i plastome lub całkowity DNA plastyd.Ten genom plastydowy koduje około 100 genów potrzebnych przez plastyd, ale reszta jest kodowana przez jądro komórek.Zatem plastyd nie jest całkowicie niezależny od reszty komórki, nawet jeśli dzieli się osobno.

Istnieje agresywne badania wykorzystujące chloroplasty jako źródło produkcji związków biologicznych, takich jak enzymy i przeciwciała.Transformacja plastydów ma ogromną przewagę nad tradycyjnymi metodami inżynierii genetycznej, ponieważ w większości przypadków plastydy nie występują w pyłku.Zatem nie powinny one rozprzestrzeniać się na sąsiednie rośliny, a genetycznie zmodyfikowane rośliny byłyby izolowane.Powinno to pomóc złagodzić obawy dotyczące rozprzestrzeniania się zmienionych genów w środowisko.

Wprowadzenie genów do plastyd jest znacznie bardziej skomplikowane niż tradycyjne metody wprowadzania genów do jądra komórek, ponieważ każda komórka może mieć ponad 1000 plastomów.Każdy z nich musi zostać zmodyfikowany w ten sam sposób, aby ta technika odniosła sukces.Gdy jednak się udany, wprowadzony gen może stanowić do 25% całego białka komórkowego.Ponadto rośliny są w stanie dokonać zmian w białkach, których bakterie nie mogą, co daje im przewagę nad produkcją w systemach nadekspresji bakteryjnej.

Kilka różnych gatunków roślin miało skutecznie przekształcone plastydy.Transformacja plastydów zarodków roślinnych lub młodych komórek jest często osiągana za pomocą pistoletu cząstkowego.Ta technikę pokrywa cząstki złota lub wolframu DNA, a następnie strzela je do tkanki.Zastosowane DNA jest plazmidem, okrągłym jednostką DNA zawierającą pożądany gen.Będzie również zawierał sekwencję DNA, która pozwala mu się powtórzyć w komórce, oraz gen dla oporności na antybiotyki w celu identyfikacji, które komórki zostały przekształcone.