Co to jest biosynteza skrobi?

Skrobia jest rodzajem polimeru znanego jako polisacharyd, który składa się z łańcuchów cząsteczek glukozy i jest syntetyzowana w stosunkowo dużych ilościach przez rośliny.Glukoza to prosty rodzaj cukru i mdash;lub sacharyd i mdash;znany jako monosacharyd.Polisacharydy są zbudowane z wielu jednostek monosacharydów, prawdopodobnie tysięcy, połączonych.Biosynteza skrobi w roślinach rozpoczyna się od cukrów wytwarzanych przez fotosynteza i obejmuje szereg enzymów lub katalizatory organiczne.

Dwa rodzaje skrobi produkowane są przez rośliny.Amyloza składa się głównie z niezniszczonych łańcuchów cząsteczek glukozy lub glukanów, zwykle 1000 do 4400.W amylopektynie łańcuchy są wielozadaniowe i ogólnie zawierają od 10 000 do 100 000 glukanów.Około 70% skrobi w większości roślin ma postać amylopektyny, ale może to nieco różnić się między różnymi gatunkami.Rośliny przechowują skrobię w postaci granulek w komórkach.

Biosynteza skrobi ma miejsce w amyloplastach, a także do pewnego stopnia w chloroplastach.Są to oba rodzaje plastydów i mdash;ciała w komórce roślinnej, które wykonują specjalistyczne funkcje.Uważa się, że powstały jako symbiotyczne niebiesko-zielone glony, które zostały włączone do komórek na wczesnym etapie ewolucji roślin.W tych plastydach cząsteczki skrobi są montowane z bloków składowych glukozy.Glukoza ma postać związku glukozy-fosforanu, który jest pośrednim produktem fotosyntezy.

Cząsteczki glukozy mają grupy hydroksylowe (OH) związane z atomami węgla.Jednostki glukozy wiążą się ze sobą, gdy atom wodoru jest usuwany z grupy hydroksylowej na jednej cząsteczce glukozy, a całą grupę hydroksylową usuwa się z innej, w efekcie usuwając wodę (H ₂ O).Pozostały atom tlenu z jednej cząsteczki wiąże się następnie z atomem węgla, z którego grupa hydroksylowa została usunięta na drugiej mdash;Reakcję można reprezentować jako: R-OH + HO-R RARR;R-O-R + H ₂ O, gdzie R oznacza resztę cząsteczki glukozy.W ten sposób budowane są długie łańcuchy cząsteczek glukozy.Ten rodzaj wiązania między cząsteczkami sacharydowymi jest znany jako wiązanie glikozydowe.

Szczegóły procesu są jednak bardziej skomplikowane niż ten mdash;obejmujący szereg enzymów i mdash;ale można je streścić w następujący sposób.Proces rozpoczyna się od łączenia glukozy-1-fosforanu z trifosforanem adenozyny (ATP) z wytworzeniem glukozy difosforanu adenozyny (ADP-glukozy), katalizowanego przez enzym Agpazę.ADP-glukoza może następnie dodać swoją cząsteczkę glukozy do istniejącej cząsteczki glukozy, tworząc wiązanie glikozydowe, a tym samym poprzez wiele powtórzeń tego procesu, budując cząsteczkę amylozy.Ta reakcja jest katalizowana przez enzymy syntazy skrobi.Amylopektyna powstaje w wyniku działania enzymów rozgałęzionych skrobi (SBES), które tworzą powiązania między istniejącymi łańcuchami cząsteczek glukozy w celu stworzenia rozgałęzionego polimeru.

Celem biosyntezy skrobi w roślinach jest zapewnienie magazynu energii.Glukoza, wytwarzana przez fotosyntezę, zapewnia natychmiastowe potrzeby energetyczne, ale rezerwę energii, gdy warunki zapobiegają syntezy wystarczającej glukozy, ma wyraźną wartość przeżycia.Wiele roślin ewoluowało, aby przechowywać duże ilości skrobi w bulwach;Na przykład u ziemniaków 60–80% suchej masy składa się ze skrobi.Od 2011 r. Istnieje znaczna ilość badań nad biosyntezy skrobi w roślinach, w celu zwiększenia produkcji skrobi niektórych upraw żywnościowych.