Τι είναι τα πλαστίδια;

Τα πλαστίδια είναι εξειδικευμένες δομές μέσα σε φυτικά κύτταρα που κατασκευάζουν και αποθηκεύουν τρόφιμα και χρωστικές για το κύτταρο.Θεωρήθηκε ότι εξελίχθηκε από ανεξάρτητους μονοκύτταρους οργανισμούς που ζούσαν συμβιωτικά με φυτά πριν από ένα δισεκατομμύριο χρόνια, περιέχουν μεγάλο αριθμό γονιδίων και κατασκευάζουν μια σειρά πρωτεϊνών.Υπάρχει μεγάλο ενδιαφέρον για τη χρήση πλαστίδων ως εργοστασίων για την παραγωγή πρωτεϊνών που έχουν φαρμακευτικό ενδιαφέρον.

Οι πιο γνωστές πλαστίδες είναι οι χλωροπλάστες, οι οποίοι αποτελούν τη θέση της φωτοσύνθεσης.Άλλοι περιλαμβάνουν χρωμοπλάστες που αποθηκεύουν χρωστικές, όπως καροτενοειδή, τα οποία είναι υπεύθυνα για το χρωματισμό φρούτων και λουλουδιών.Οι λευκοπλάστες αποθηκεύουν άμυλο, λιπίδια ή πρωτεΐνες mdash;Όλες οι πιθανές πηγές τροφίμων.Οι ρίζες αποθήκευσης, όπως οι πατάτες και τα καρότα, μπορούν να περιέχουν λευκοπλάστες γεμάτες άμυλο.Οι τύποι πλαστίδων μπορούν να αλληλοσυνδέονται, να γίνουν άλλοι τύποι πλαστίδων, ανάλογα με την κατάσταση του κυττάρου. Οι χλωροπλάστες περιέχουν την χλωροφύλλη χρωστικής, η οποία απορροφά το φως και δίνει πράσινο χρώμα στα φύλλα.Η χλωροφύλλη καταγράφει την ενέργεια από το ηλιακό φως και την χρησιμοποιεί για να χωρίσει το υδρογόνο από το οξυγόνο στο νερό.Αυτό παράγει το οξυγόνο που αναπνέουν οι άνθρωποι και τα ζώα.Το υδρογόνο ενσωματώνεται σε διοξείδιο του άνθρακα από τον αέρα.Αυτή η διαδικασία φωτοσύνθεσης παράγει τη γλυκόζη και άλλες ενώσεις που χρησιμοποιεί το φυτό για τον μεταβολισμό.Ένα κελί μπορεί να έχει πάνω από 50 από αυτά.Αυτές οι μορφές από τη διαίρεση των υφιστάμενων πλαστίδων και κληρονομούνται μόνο από έναν γονέα

πλαστίδια έχουν μια εσωτερική διπλή μεμβράνη που τα χωρίζει από το υπόλοιπο κύτταρο.Μέσα σε αυτή τη μεμβράνη υπάρχουν πολλά εξειδικευμένα χαρακτηριστικά, όπως μια σειρά πρόσθετων μεμβρανών και το

πλαστόμα

ή το ολικό DNA του πλαστιδίου.Αυτό το γονιδίωμα πλαστίδων κωδικοποιεί περίπου 100 από τα γονίδια που απαιτούνται από το πλαστίδιο, αλλά τα υπόλοιπα κωδικοποιούνται από τον πυρήνα του κυττάρου.Έτσι, το πλαστίδιο δεν είναι εντελώς ανεξάρτητο από το υπόλοιπο κύτταρο, παρόλο που διαιρείται ξεχωριστά.

Υπάρχει επιθετική έρευνα για να χρησιμοποιήσει τους χλωροπλάστες ως πηγή παραγωγής για βιολογικές ενώσεις, όπως ένζυμα και αντισώματα.Ο μετασχηματισμός πλαστίδων έχει ένα μεγάλο πλεονέκτημα έναντι των παραδοσιακών μεθόδων γενετικά μηχανικών φυτών, επειδή τα πλαστίδια δεν βρίσκονται στη γύρη στις περισσότερες περιπτώσεις.Έτσι, δεν πρέπει να εξαπλωθούν σε γειτονικά φυτά και τα γενετικά τροποποιημένα φυτά θα απομονωθούν.Αυτό θα πρέπει να βοηθήσει στην ανακούφιση των ανησυχιών σχετικά με την εξάπλωση των τροποποιημένων γονιδίων στο περιβάλλον. Η εισαγωγή γονιδίων στο πλαστίδιο είναι πολύ πιο περίπλοκο από τις παραδοσιακές μεθόδους εισαγωγής γονιδίων στον πυρήνα του κυττάρου, επειδή κάθε κύτταρο μπορεί να έχει περισσότερα από 1.000 πλαστικά.Ο καθένας πρέπει να τροποποιηθεί με τον ίδιο τρόπο για να είναι επιτυχής αυτή η τεχνική.Όταν είναι επιτυχής, ωστόσο, το εισαγόμενο γονίδιο μπορεί να περιλαμβάνει έως και το 25% της συνολικής κυτταρικής πρωτεΐνης.Επιπλέον, τα φυτά είναι σε θέση να κάνουν αλλαγές σε πρωτεΐνες που τα βακτήρια δεν μπορούν, δίνοντάς τους ένα πλεονέκτημα έναντι της παραγωγής σε συστήματα βακτηριακών υπερέκφρασης.Ο μετασχηματισμός πλαστίδων των εμβρύων φυτών ή νεαρών κυττάρων επιτυγχάνεται συχνά με ένα όπλο σωματιδίων.Αυτή η τεχνική καλύπτει τα χρυσά σωματίδια ή τα σωματίδια βολφραμίου με DNA και στη συνέχεια τα πυροβολεί στον ιστό.Το χρησιμοποιούμενο DNA είναι ένα πλασμίδιο, μια κυκλική μονάδα DNA που περιέχει το επιθυμητό γονίδιο.Θα περιέχει επίσης μια αλληλουχία DNA που της επιτρέπει να αναπαραχθεί στο κύτταρο και ένα γονίδιο για την ανθεκτικότητα στα αντιβιοτικά για να προσδιορίσει ποια κύτταρα έχουν μετασχηματιστεί.