Cos'è la biosintesi di amido?

L'amido è un tipo di polimero noto come polisaccaride che consiste in catene di molecole di glucosio ed è sintetizzato in quantità relativamente grandi dalle piante.Il glucosio è un semplice tipo di zucchero e mdash;o saccaride mdash;noto come monosaccaride.I polisaccaridi sono costruiti da molte unità monosaccaridiche, forse migliaia, si sono unite.La biosintesi dell'amido nelle piante inizia con gli zuccheri prodotti dalla fotosintesi e coinvolge un numero di enzimi o catalizzatori organici.

Due tipi di amido sono prodotti dalle piante.L'amilosio è costituito da catene per lo più non ramificate di molecole di glucosio, o glucani, in genere da 1.000 a 4.400 in numero.Nell'amilopectina, le catene sono multi-ranch e generalmente contengono tra 10.000 e 100.000 glucani.Circa il 70% dell'amido nella maggior parte delle piante è sotto forma di amilopectina, ma questo può variare in qualche modo tra specie diverse.Le piante memorizzano l'amido sotto forma di granuli all'interno delle cellule. La biosintesi dell'amido si svolge negli amiloplasti e anche in una certa misura nei cloroplasti.Questi sono entrambi tipi di plastidi e mdash;corpi all'interno della cellula vegetale che svolgono funzioni specializzate.Si pensa che abbiano avuto origine come alghe blu-verdi simbiotiche che sono state incorporate nelle cellule in una fase iniziale dell'evoluzione delle piante.All'interno di questi plastidi, le molecole di amido sono assemblate da blocchi di costruzione di glucosio.Il glucosio si presenta sotto forma di un composto di glucosio-fosfato che è un prodotto indiretto della fotosintesi. Le molecole

di glucosio hanno gruppi di idrossile (OH) legati agli atomi di carbonio.Le unità di glucosio si legano insieme quando un atomo di idrogeno viene rimosso da un gruppo idrossilico su una molecola di glucosio e un gruppo intero idrossile viene rimosso da un'altra, in vigore rimuovendo l'acqua (H

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O).Il restante atomo di ossigeno da una molecola si lega quindi all'atomo di carbonio da cui il gruppo idrossilico è stato rimosso sull'altro mdash;La reazione può essere rappresentata come: r-oh + ho-r rarr;R-O-R + H ₂ O, dove R rappresenta il resto della molecola di glucosio.In questo modo, vengono costruite lunghe catene di molecole di glucosio.Questo tipo di legame tra molecole di saccaridiche è noto come un legame glicosidico. I dettagli del processo sono, tuttavia, più complicati di questo mdash;coinvolgendo una serie di enzimi mdash;ma può essere riassunto come segue.Il processo inizia con la combinazione di glucosio-1-fosfato con adenosina trifosfato (ATP) per formare il glucosio difosfato di adenosina (ADP-glucosio), catalizzato dall'enzima AGPase.L'ADP-glucosio può quindi aggiungere la sua molecola di glucosio a una molecola di glucosio esistente, formando un legame glicosidico e quindi, attraverso molte ripetizioni di questo processo, costruendo una molecola di amilosio.Questa reazione è catalizzata dagli enzimi sintasi di amido.L'amilopectina è formata dall'azione degli enzimi ramificati di amido (SBES) che strisciano i collegamenti tra le catene esistenti di molecole di glucosio per creare un polimero ramificato.

Lo scopo della biosintesi dell'amido nelle piante è quello di fornire un deposito di energia.Il glucosio, prodotto dalla fotosintesi, prevede bisogni energetici immediati, ma una riserva di energia da utilizzare quando le condizioni impediscono la sintesi di glucosio sufficiente ha un chiaro valore di sopravvivenza.Molte piante si sono evolute per immagazzinare grandi quantità di amido nei tuberi;Nelle patate, ad esempio, il 60-80% del peso a secco è costituito da amido.A partire dal 2011, c'è una notevole quantità di ricerche in corso nella biosintesi dell'amido nelle piante, al fine di aumentare la produzione di amido di alcune colture alimentari.