Cosa sono i plastidi?

I plastidi sono strutture specializzate all'interno di cellule vegetali che producono e immagazzinano alimenti e pigmenti per la cellula.Pensato per essersi evoluto da organismi unicellulari indipendenti che vivevano simbioticamente con piante oltre un miliardo di anni fa, contengono un gran numero di geni e producono una serie di proteine.C'è molto interesse nell'uso di plastidi come fabbriche per produrre proteine di interesse farmaceutico.

I plastidi più noti sono i cloroplasti, che sono il sito della fotosintesi.Altri includono cromoplasti che immagazzinano pigmenti, come i carotenoidi, che sono responsabili della colorazione di frutta e fiori.I leucoplasti immagazzinano amido, lipidi o proteine mdash;Tutte le potenziali fonti alimentari.Le radici di stoccaggio, come patate e carote, possono contenere leucoplasti pieni di amido.I tipi di plastidi possono interconvertire, diventando altri tipi di plastidi, a seconda dello stato della cellula.

i cloroplasti contengono la clorofilla di pigmento, che assorbe la luce e dà un colore verde alle foglie.La clorofilla cattura l'energia dalla luce solare e la usa per dividere l'idrogeno dall'ossigeno in acqua.Questo produce l'ossigeno che umani e animali respirano.L'idrogeno è incorporato nell'anidride carbonica dall'aria.Questo processo di fotosintesi produce il glucosio e altri composti che la pianta usa per il metabolismo. I tessuti delle piante possono avere un gran numero di plastidi nel loro citoplasma;Una cella può averne oltre 50.Queste forme dalla divisione dei plastidi esistenti e sono ereditate solo da un genitore.

I plastidi hanno una doppia membrana interna che li separa dal resto della cella.All'interno di questa membrana ci sono molte caratteristiche specializzate, come una serie di membrane aggiuntive e il

plastoma

o il DNA totale del plastide.Questo genoma plastide codifica circa 100 dei geni necessari per il plastide, ma il resto è codificato dal nucleo delle cellule.Pertanto, il plastide non è totalmente indipendente dal resto della cellula, anche se si divide separatamente. Vi sono ricerche aggressive per utilizzare i cloroplasti come fonte di produzione per composti biologici, come enzimi e anticorpi.La trasformazione plastidica ha un grande vantaggio rispetto ai metodi tradizionali di piante geneticamente ingegneristiche, perché nella maggior parte dei casi i plastidi non si trovano nel polline.Pertanto, non dovrebbero diffondersi alle piante vicine e le piante geneticamente modificate sarebbero isolate.Ciò dovrebbe aiutare ad alleviare le preoccupazioni sulla diffusione di geni alterati nell'ambiente.

L'introduzione di geni nel plastide è molto più complicato dei metodi tradizionali per introdurre geni nel nucleo delle cellule, perché ogni cellula può avere più di 1.000 plastomi.Ognuno deve essere modificato allo stesso modo affinché questa tecnica abbia successo.Quando ha successo, tuttavia, il gene introdotto può comprendere fino al 25% di tutte le proteine cellulari.Inoltre, le piante sono in grado di apportare alterazioni alle proteine che i batteri non possono, dando loro un vantaggio rispetto alla produzione nei sistemi di sovraespressione batterica.

Diverse specie vegetali hanno trasformato con successo i loro plastidi.La trasformazione plastide di embrioni vegetali, o giovani cellule, è spesso raggiunta con una pistola a particelle.Questa tecnica ricopre le particelle d'oro o di tungsteno con DNA e poi le spara nel tessuto.Il DNA utilizzato è un plasmide, un'unità circolare di DNA contenente il gene desiderato.Conterrà anche una sequenza di DNA che gli consente di replicare nella cellula e un gene per la resistenza agli antibiotici identificare quali cellule sono state trasformate.