Qu'est-ce que la biosynthèse de l'amidon?

L'amidon est un type de polymère appelé polysaccharide qui se compose de chaînes de molécules de glucose et est synthétisé en quantités relativement grandes par les plantes.Le glucose est un type simple de sucre et de mdash;ou saccharide mdash;connu comme un monosaccharide.Les polysaccharides sont construits à partir de nombreuses unités monosaccharides, éventuellement des milliers, réunies.La biosynthèse de l'amidon dans les plantes commence par des sucres produits par la photosynthèse et implique un certain nombre d'enzymes, ou catalyseurs organiques.

Deux types d'amidon sont produits par les plantes.L'amylose se compose principalement de chaînes non ramifiées de molécules de glucose, ou glucanes, généralement de 1 000 à 4 400.Dans l'amylopectine, les chaînes sont multi-branches et contiennent généralement entre 10 000 et 100 000 glucanes.Environ 70% de l'amidon dans la plupart des plantes se présente sous forme d'amylopectine, mais cela peut varier quelque peu entre différentes espèces.Les plantes stockent l'amidon sous forme de granules dans les cellules.

La biosynthèse de l'amidon a lieu dans les amyloplastes et aussi dans une certaine mesure dans les chloroplastes.Ce sont les deux types de plastes et de mdash;Les corps de la cellule végétale qui remplissent des fonctions spécialisées.On pense qu'ils sont originaires d'algues symbiotiques bleu-vert qui ont été incorporées dans les cellules à un stade précoce de l'évolution des plantes.Dans ces plastes, les molécules d'amidon sont assemblées à partir de blocs de construction du glucose.Le glucose se présente sous la forme d'un composé de glucose-phosphate qui est un produit indirect de la photosynthèse.

Les molécules de glucose ont des groupes hydroxyle (OH) liés aux atomes de carbone.Les unités de glucose se lient ensemble lorsqu'un atome d'hydrogène est retiré d'un groupe hydroxyle sur une molécule de glucose et qu'un groupe hydroxyle entier est retiré d'un autre, éliminant en effet l'eau (H ₂ O).L'atome d'oxygène restant d'une molécule se lie ensuite à l'atome de carbone à partir duquel le groupe hydroxyle a été retiré sur l'autre mdash;La réaction peut être représentée comme: r-oh + ho-r rarr;R-O-R + H ₂ O, où R représente le reste de la molécule de glucose.De cette façon, de longues chaînes de molécules de glucose sont construites.Ce type de liaison entre les molécules de saccharide est connu comme une liaison glycosidique.

Les détails du processus sont cependant plus compliqués que ce mdash;impliquant un certain nombre d'enzymes mdash;mais peut être résumé comme suit.Le processus commence par la combinaison du glucose-1-phosphate avec l'adénosine triphosphate (ATP) pour former de l'adénosine diphosphate de glucose (ADP-glucose), catalysé par l'agpase enzymatique.L'ADP-glucose peut ensuite ajouter sa molécule de glucose à une molécule de glucose existante, formant une liaison glycosidique et donc, à travers de nombreuses répétitions de ce processus, renforçant une molécule d'amylose.Cette réaction est catalysée par des enzymes d'amidon synthase.L'amylopectine est formée par l'action des enzymes de ramification d'amidon (SBE) qui forgent des liens entre les chaînes existantes de molécules de glucose pour créer un polymère ramifié.

Le but de la biosynthèse de l'amidon dans les plantes est de fournir un réserve d'énergie.Le glucose, produit par la photosynthèse, offre des besoins énergétiques immédiats, mais une réserve d'énergie à utiliser lorsque les conditions empêchent la synthèse d'un glucose suffisant a une valeur de survie claire.De nombreuses plantes ont évolué pour stocker de grandes quantités d'amidon dans les tubercules;Chez les pommes de terre, par exemple, 60 à 80% du poids sec se compose d'amidon.En 2011, il y a une quantité considérable de recherches en cours sur la biosynthèse de l'amidon dans les plantes, en vue d'augmenter la production d'amidon de certaines cultures alimentaires.