Элайопласты являются одной из трех возможных форм лейкопластов , иногда их широко называют таковыми. [1] Основная функция элайопластов — синтез и хранение жирных кислот , терпенов и других липидов , и их можно найти в эмбриональных листьях некоторых растений, а также в пыльниках многих цветковых растений . [1] [2] [3] [4]
Как и большинство лейкопластов, элайопласты являются непигментированными органеллами, способными чередоваться между различными формами пластид . Элайопласт в первую очередь отвечает за хранение и метаболизм липидов, [5] среди этих ролей недавние исследования показали, что эти органеллы участвуют в образовании терпенов и жирных кислот. [2] [3] Обычно они выглядят как небольшие округлые органеллы, заполненные каплями масла. [1] Липиды, обнаруженные внутри элайопластов, отражают те, которые синтезируются прокариотами , в основном триацилглицерины и эфиры стеринов , которые группируются в капли, видимые под микроскопом. [1] Что касается других их компонентов, элайопласты также содержат ассоциированные с пластоглобули белки, такие как фибриллины , семейство белков, которое, как полагают, сохранилось от цианобактериальных предков пластид. [4] Наряду с тапетосомами (скоплениями масла и белков, вырабатываемых эндоплазматическим ретикулумом ), элайопласты часто встречаются в тапетуме пыльников покрытосеменных растений, где их продукты, масло из пластиды и белок из тапетосомы, используются для формирования пыльцевой оболочки развивающихся зерен . [1] После созревания пыльцевых зерен эти органеллы разрушаются и высвобождаются в локулус пыльника. [1] Также обнаруженные в масличных семенах, элайопласты этой группы обеспечивают липиды для преобразования в углеводы, которые будут служить топливом при прорастании эмбриона. [4] Было показано, что образцы цитрусовых имеют особенно большое количество элайопластов в кожуре плодов, где они необходимы для производства терпенов. [5]
В растении элайопласты, как и все другие пластиды, возникают из пропластид в делящейся части стебля ( меристеме ). Эти пропластиды еще не дифференцировались и, как таковые, могут развиваться в любые известные пластиды, определяемые тканями, в которых они присутствуют. [6] В вегетативных клетках пропластиды обычно следуют однонаправленному пути развития без каких-либо обратных переходов между одной формой и другой. Репродуктивные клетки, однако, могут иметь пластиды, которые часто взаимопревращаются. [7] В пыльниках цветковых растений элайопласты представляют собой конечную стадию развития пластид в тапетуме, либо появляясь непосредственно из пропластид, либо превращаясь в другие пластиды, в зависимости от вида и стратегии опыления . [7]
Предполагается, что пластиды возникли в результате эндосимбиотического события между древним эукариотом и предком цианобактерий более 1 миллиарда лет назад, когда бактерия была поглощена другой и сохранена там, где она служила метаболическим центром для фотосинтеза . [8] Доказательства этого можно наблюдать сегодня в независимых геномах, характерных для пластид, которые, как было обнаружено, тесно связаны с современными цианобактериями. [9] После их древнего симбиотического события геном пластид был значительно сокращен, при этом сами органеллы кодируют около 100 из 2500 связанных белков, все остальное было перенесено в ядерный геном. [1]
Как и большинство пластид, элайопласты размножаются посредством бинарного деления независимо от деления родительской клетки, что указывает на их бактериальное происхождение. [1] Это деление происходит непосредственно перед цитокинезом , а затем продукты переносятся в дочерние клетки как компонент цитоплазмы . [ 1]
В результате способности к взаимопревращениям между другими типами семейства пластид элайопласты разделяют тот же пластом (пластидный геном) со всеми другими пластидами и преимущественно наследуются по материнской линии у покрытосеменных растений. [5] [7] Как следует из названия, материнское наследование исключает пластом отца одним из двух способов: во время развития пыльцы или при формировании пыльцевой трубки . [7] Во время развития пыльцы отцовские пластиды останавливаются микрофиламентами в цитоскелете непосредственно перед делением микроспор или дегенерацией сразу после него. [7] Вклад отцовского пластома также может быть предотвращен во время формирования пыльцевой трубки, когда пластиды отделяются от сперматозоидов , когда они сливаются с яйцеклеткой . [ 7]