Kromoplastit

Kromoplastit eivät ole laajalti tutkittuja, ja ne ovat harvoin tieteellisen tutkimuksen pääkohteena. Niillä on usein merkitystä tomaattikasvin (Solanum lycopersicum) tutkimuksessa. Viljellyn tomaatin kypsän hedelmän punaisesta väristä vastaa lykopeeni, kun taas kukkien keltainen väri johtuu ksantofylleistä violaksantiini ja neoksantiini.

Karotinoidien biosynteesiä tapahtuu sekä kromoplastissa että kloroplastissa. Tomaatin kukkien kromoplastissa karotenoidisynteesiä säätelevät geenit Psyl, Pds, Lcy-b ja Cyc-b. Nämä geenit vastaavat muiden geenien lisäksi karotenoidien muodostumisesta elimissä ja rakenteissa. Esimerkiksi Lcy-e-geeni ilmentyy voimakkaasti lehdissä, mikä johtaa karotenoidi luteiinin tuotantoon.

Valkoiset kukat johtuvat tomaattikasveissa resessiivisestä alleelista. Ne ovat vähemmän toivottuja viljelykasveissa, koska niiden pölytysaste on alhaisempi. Eräässä tutkimuksessa havaittiin, että kromoplastit ovat edelleen läsnä valkoisissa kukissa. Keltaisen pigmentin puuttuminen niiden terälehdistä ja ponnistajista johtuu mutaatiosta CrtR-b2-geenissä, joka häiritsee karotenoidien biosynteesireittiä.

Kromoplastien koko muodostumisprosessia ei vielä täysin ymmärretä molekyylitasolla. Elektronimikroskooppi on kuitenkin paljastanut osan kloroplastista kromoplastiksi tapahtuvasta transformaatiosta. Transformaatio alkaa sisäisen kalvojärjestelmän uudelleenmuotoilulla, jossa intergranaaliset tylakoidit ja grana lysoituvat. Uudet kalvojärjestelmät muodostuvat järjestäytyneiksi kalvokomplekseiksi, joita kutsutaan tylakoidipleksiksi. Uusissa kalvoissa muodostuu karotenoidikiteitä. Nämä uudet syntetisoidut kalvot eivät ole peräisin tylakoideista, vaan pikemminkin plastidin sisemmästä kalvosta syntyneistä vesikkeleistä. Ilmeisin biokemiallinen muutos olisi fotosynteettisen geeniekspression alas säätely, mikä johtaa klorofyllin katoamiseen ja fotosynteettisen toiminnan pysäyttämiseen.

Appelsiineissa karotenoidien synteesi ja klorofyllin katoaminen aiheuttaa hedelmän värin muuttumisen vihreästä keltaiseksi. Oranssia väriä lisätään usein keinotekoisesti – vaaleankeltainen oranssi on varsinaisten kromoplastien luoma luonnollinen väri.

Valencia-appelsiinit Citris sinensis L on viljelty appelsiini, jota viljellään laajasti Floridan osavaltiossa. Talvella Valencian appelsiinit saavuttavat optimaalisen oranssinkuorisen värinsä, kun taas keväällä ja kesällä väri muuttuu vihreäksi. Vaikka alun perin ajateltiin, että kromoplastit olivat plastidien kehityksen viimeinen vaihe, vuonna 1966 todistettiin, että kromoplastit voivat muuttua kloroplasteiksi, jolloin appelsiinit muuttuvat takaisin vihreiksi.

Jätä kommentti