Plastos

Plastos Concepto: Orgánulo de las plantas verdes que realizan la fotosíntesis.

Plastos, (Plástidos o Plastidios). Son orgánulos celulares eucarióticos, propios de las plantas y algas. Son estructuras auto replicantes rodeadas por una doble membrana.

Función

Su función principal es la producción y almacenamiento de importantes compuestos químicos usados por la célula. Usualmente, contienen pigmentos utilizados en la fotosíntesis, aunque el tipo de pigmento presente puede variar, determinando el color de la célula.

Origen

Se cree que el origen evolutivo de los plastos se encuentra asociado a una endosimbiosis entre una cianobacteria próxima a géneros actuales como Synechococcus o Nostoc, con un protista heterótrofo flagelado del que derivan las algas verdes, los glaucocistófitos y las algas rojas. Distinguimos dos tipos de plastos por su origen:

• Plastos primarios. Derivan directamente de la simbiosis de una cianobacteria dentro de un flagelado unicelular. De éste último deriva los grupos que portan plastos primarios: las algas rojas, las algas verdes y las plantas terrestres, que evolucionaron a partir de algas verdes de agua dulce. La versión más “primitiva” de este orgánulo puede verse todavía en las cianelas de los glaucocistófitos, algas unicelulares en cuyo plasto se conservan restos de la pared celular de las bacterias.
• Plastos secundarios. Se trata de que algas eucarióticas unicelulares han sido asimiladas, en un proceso de endosimbiosis secundaria, por otro eucarionte. Este caso se ha repetido muchas veces en la evolución y el resultado es la inmensa diversidad de los plastos de las algas. El simbionte ha sido algunas veces un alga verde (p.ej. en Chlorarachniophyta), pero son más frecuentes los derivados de un alga roja. En algunos casos se conserva reconocible el núcleo eucariótico del simbionte, al que se llama nucleomorfo. Estos plastos de origen secundario suelen tener envolturas complejas con tres o más membranas, alguna derivada de la membrana plasmática del alga roja, y a veces con un recubrimiento de retículo endoplasmático. Los plastos de las algas pardas, las diatomeas y otros grupos relacionados (Chromophyta) se originaron de esta manera.

Existen pruebas de simbiosis terciarias y aún más complejas, en las que un alga portadora de un plasto secundario se ha convertido a su vez en simbionte para otro protista. La máxima diversidad y complejidad de casos se observa en el filo dinoflagelados. Son orgánulos característicos de las células eucarióticas vegetales. Sus tamaños pueden variar, están envueltos por una doble membrana que a la vez lo delimita y tienen ribosomas semejantes a los de los procariotas. Se forman a partir de proplastos, que son los plástidos de células jóvenes. Se caracterizan por tener microgotas de lípidos y por poseer material genético propio.

Características

Los plastos primarios son propios de una rama evolutiva que incluye a las algas rojas, las algas verdes y las plantas. Existen plastos secundarios que han sido adquiridos por endosimbiosis por otras estirpes evolutivas y que son formas modificadas de células eucarióticas plastidiadas. Los plastos de las plantas se presentan como orgánulos relativamente grandes, de forma elipsoidal, y generalmente numerosos. En un milímetro cuadrado de sección de una hoja, pueden existir más de 500.000 cloroplastos.

En protistas son a menudo estructuras singulares, que se extienden más o menos extensamente por el citoplasma. Se encuentran limitados del resto del citoplasma por dos membranas estructuralmente distintas. A menudo están coloreados por pigmentos de carácter liposoluble. Al igual que las mitocondrias, poseen ADN circular y desnudo. Los plastos de los diversos grupos eucarióticos son notablemente dispares. Los que aparecen en las plantas ofrecen una referencia adecuada.

Aparecen delimitados por la envoltura plastidial, formada por dos membranas, la membrana plastidial externa y la membrana plastidial interna. El espacio entre ambas, llamado periplastidial, tiene una composición diferenciada y es homólogo del espacio periplasmático de las bacterias.

Tipos de plastos

Hay muchos tipos de plastos. Según los colores:

Verde: cloroplastos.

Sin color: amiloplastos, oleoplastos, proteinoplastos…

Con otros colores: cromoplastos.

Con color muy tenue: etioplastos y proplastidios.

• Cloroplastos (sólo en las células de plantas y algas). Realizan la fotosíntesis. Los cloroplastos son los orgánulos celulares que en los organismos eucariontes fotosintetizadores se ocupan de la fotosíntesis. Están limitados por una envoltura formada por dos membranas concéntricas y contienen vesículas, los tilacoides, donde se encuentran organizados los pigmentos y demás moléculas que convierten la energía luminosa en energía química.
• Cromoplastos (sólo en las células de plantas y algas). Sintetizan y almacenan pigmentos. Su presencia en las plantas determina el color rojo, anaranjado o amarillo de algunas frutas, hortalizas y flores. El color de los cromoplastos se debe a la presencia de ciertos pigmentos; como los carotenos, de color rojo y las xantofilas, de color amarillo. Por ejemplo, el tomate y las zanahoria contienen muchos pigmentos carotinoides.
• Leucoplastos: Estos plastos son incoloros y se localizan en las células vegetales de órganos no expuestos a la luz, tales como raíces, tubérculos, semillas y órganos que almacenan almidón.
• Proplastidios: Son plastos estructuralmente muy sencillos y pequeños. Tienen un tamaño de entre 0,5 y 1 μm. Poseen todas las características comunes de los plastos. Además tienen características propias:

- Tienen un escaso desarrollo vesicular.

- Presentan un pequeños sacos en el estroma y a veces están en continuidad con la membrana interna.

- Tienen pocos ribosomas.

- Presentan gránulos de almidón (muy pequeños).

- Tienen o pueden ser de formas variadas, pero lo normal es que sean esféricos.

A partir del proplastidio se obtienen el resto de los plastos, es decir, a partir de los proplastidios se van a diferenciar los cloroplastos, etioplastos …

• Etioplastos: Cuando un proplastidio se desarrolla en la oscuridad da lugar a un etioplasto. Si los proplastidios se desarrollan en la luz dan lugar a los cloroplastos. El proceso de formación del etioplasto dura unos 15 días en el que se produce un aumento progresivo del tamaño del plasto. Los etioplastos miden entre 3 y 5 μm. En el interior del plasto se forma un cuerpo prolamelar compuesto por un entramado tubular de entre unos 18 nm de tamaño altamente organizado.

• Amiloplasto: Son plastos que acumulan el polisacárido más importante y abundante de las plantas, el almidón. El almidón está constituido por dos fracciones: la amilosa y la amilopectina. La amilosa está constituida por glucosa α 1-4 y la amilopectina por glucosa α 1-4 con ramificaciones en α 1-6. La proporción de amilosa y amilopectina depende de la especie. La organización de la amilosa es más laxa y la de la amilopectina es más compacta.

El almidón en los plastos se acumula de forma osmótica inactiva, es decir, de forma insoluble formando gránulos. Se sintetiza y almacena siempre en un plasto. Se sintetiza durante el día, es almacenado temporalmente en el cloroplasto y durante la noche se produce su degradación y los productos de la degradación son transportados a los distintos tejidos para que los utilicen como fuente de energía. El almidón se acumula en los amiloplastos, que son abundantes en los órganos subterráneos. El tamaño y forma de los amiloplastos oscila entre 1 y 175 μm y la forma puede ser globular, lenticular, periforme, cónica etc. La forma y tamaño suele depender del nº y de la forma de los gránulos de almidón.

Desarrollo y Reproducción

Los plastos se multiplican por dipartición. Los protoplastos crecen junto con las células meristemáticas. En su desarrollo, mediante invaginaciones de la membrana interna, los plastos adquieren una gran superficie. En esta superficie interna, los pigmentos fotosintetizadores se sitúan de forma ordenada. En la oscuridad los protoplastos de los vegetales se pueden transformar en estruturas cristalinas llamadas etioplastos, que por el efecto de la luz, pueden a su vez transformarse en plastos fotosintéticamente activos. Los plastos que están dañados o que son seniles presentan a menudo en su interior gotas de lípidos, conocidas con el nombre de plastoglóbulos.

En la reproducción sexual de los organismos, los plastidios se transmiten mediante los gametos, en muchos casos a través del gameto femenino. El ADN de los plastos es específico y se denomina ADN plastidial, y se diferencia del ADN nuclear por la relación entre las bases y grosor. el ADN plastidial es un filamento doble y circular que se replica por una ADN-plastidial-polimerasa específica. y también existe una ARN-plastidial-polimerasa específica para la transcripción.

Una parte de las proteínas del plasto se sintetiza a partir del ADN-plastidial de 40 nm de longitud, y otra parte del ADN nuclear. Los genes de los plastos forman el plastoma, mientras que el conjunto de plastos de una célula se llama plastidoma. Los ribosomas de los plastos son más pequeños que los del citoplasma, con una velocidad de sedimentación de 70 s. Estos ribosomas plastidiales son parecidos a los de los procariotas. En las bacterias fotosintéticas y en las cianoficeas los pigmentos fotosintéticos no se sitúan en orgánulos especiales, sino en cromatoplastoplastos, cuya estructura es parecida a los tilacoides de los plastos de las células eucarióticas.

Fuentes

• Fisiología. Disponible en:Fisiología vegetal
• Plastos. Disponible en:Plastos