A raktározott szénhidrátok metabolizmusa

Abstract

A szénhidrátok egyéb szerepeik mellett minden élőlény számára a fő energiaforrást jelentik. A növényekben található szénhidrátok közel 30%-át az egyes sejtek a sejtfal bioszintézisében hasznosítják. A szénvázat a növényevőktől való elriasztás érdekében védelmi vegyi anyagok (másodlagos metabolitok) szintézisére is át kell irányítani. Ehhez folyamatos szénhidrátáramlásra van szükség a forrásból a nyelőbe. Az autotróf növényekben a CO2 a zöld részekben kötődik meg, ami egyszerű cukrok (monoszacharidok) termelését eredményezi. Éjszaka a kloroplasztiszokban átmeneti keményítő formájában tárolt felesleges fotoszintetátumok a növény más részeibe kerülnek, miután oldhatóvá alakultak (9.1. ábra). A cukrokat a legkevésbé reaktív oldható formában, elsősorban szacharózként szállítják a forrásból (a szintézis helyéről) a nyelőbe (a felhasználás helyére), bár a szacharóztól eltérő szénhidrátok is transzlokálódnak, amelyek közé tartozik a raffinóz, a verbaszkóz és a sztachióz. A keményítő a szénhidrátok elsődleges tárolási formája. Vannak azonban esetek, amikor a szacharózt is tárolják, pl. a cukornádban és a céklában. Egyes növényekben a fruktánok a szénhidrátok tárolási formája. A fűfélék családjának tagjaiban a keményítőt a szemek tárolják. Bár a szénhidrát-anyagcsere más élőlényekben is hasonló, vannak bizonyos egyedi jellemzők, amelyek megkülönböztetik a növényeket. Ezek közé tartozik az autotróf természetük és az organellák speciális osztályának, a plasztidoknak a jelenléte. A plasztidok mellett a citoszol és a vakuolumok is részt vesznek a szénhidrátok anyagcseréjében (9.2. ábra). Mivel kedvezőtlen környezeti feltételek esetén nem képesek biztonságosabb helyre költözni, a növények anyagcseréje rugalmas, és sokszor váltakozó anyagcsere-utakat mutatnak. Ebben a fejezetben a fő hangsúlyt a szénhidrátok tárolási formájának anyagcseréjére helyezzük a növényekben.