Aleurone

Définition

Un aleurone est un grain ovoïde, contenant des protides avec, dans certains cas, différentes inclusions; présent dans les cellules des graines mûres des plantes. Les grains d'aleurone prennent naissance par déshydratation des vacuoles. Au moment de la germination, ils se retransforment en vacuole. Un aleurone se situe dans les graines, sous la forme d'une substance protéique de réserve sous forme de microscopiques amas cytoplasmiques appelés grains d'aleurone.

Les grains colorés de maïs contiennent des aleurones :

La couche d'aleurones donne leur couleur à certains maïs, aux pigments des grains de l'épi.

Explications

La couche à aleurone est constituée d'une ou plusieurs couches de cellules situées dans la couche externe de l'endosperme de graminées et de quelques vraies plantes dicotylédones, dont le composant principal est la protéine.

Ces grains protéiques contiennent parfois des inclusions glucidiques ou globoïdes (phytine chez les Poacées) et des inclusions cristallisées ou cristalloïdes.

Exemples d'aleurones crystalloïdes et globoïdes :

En bas à gauche, vue des grains d'aleurone de la graine de ricin commun Ricinus communis : a) grain vu directement en lumière transmise, montrant un seul cristalloïde et globoïde; b) même grain en lumière indirecte, montrant sa forme ellipsoïdale; c) le même grain vu de l'extrémité, le globoïde vers le haut; d) un grain vu en lumière directe, montrant un cristalloïde et trois globoïdes; e) le même grain dans une position différente, montrant plusieurs globoïdes; f) deux grains, chacun avec un globoïde mais pas de cristalloïde, un grain avec une surface crénelée ou piquée et pas de cristalloïde visible; h) un grain avec un grand cristalloïde et de nombreux petits globoïdes.

Chaque grain avec aleurones résulte de la fragmentation de la vacuole en nombreux sacs vacuolaires puis de leur déshydratation. Lors de la germination, les grains d'aleurone se réhydratent et servent de réserve nutritive à la plantule en croissance.

La couche à aleurones

La couche d'aleurone et la couche interne de l'endosperme sont différentes sur le plan morphologique et physiologique : les cellules de la couche d'aleurone contiennent des organites de stockage de protéines appelées grains d'aleurone, de forme essentiellement cuboïde régulière et les cellules internes de l'endosperme, davantage. Contient des granules d'amidon, de grosses cellules et une forme irrégulière.

La couche d'aleurone contient également de nombreux lipides, divers minéraux et vitamines nécessaires au développement de la graine, mais ne contient pas d'amidon. Dans certains cas, les anthocyanes de la couche d'aleurone sont une source de graines bleu-violet.

✅ La couche d'aleurone avec la plus haute teneur en nutriments est le son du riz, qui est connectée à l'enveloppe de la graine et qui sera retirée comme coquille pendant le processus de mouture du riz.

Composition

Les aleurones contiennent une structure de stockage de protéines appelée granules d'aleurone, qui sont spécialisées et séchées par des cellules liquides, qui contiennent des cristalloïdes formés de protéines et de sels inorganiques. Le cristal globulaire formé par la cristallisation de certaines matières organiques, le botaniste Nägeli, qui a décrit à l'origine le cristallin en aleurone, considérait que la substance n'était pas un cristal véritable, mais une substance située entre le soluté et le cristal. Cependant, certains chercheurs ont cru par la suite que cette substance dépendait de la cristallisation. En plus des protéines présentes dans le cristallin, les molécules lipidiques peuvent relier les protéines pour former des cristaux, l'huile peut donc être la solution mère du cristal.

✅ La couche d'aleurone de blé ne contient qu'une couche de cellules, ce qui représente 5 à 8 % de la graine entière, mais la teneur en protéines représente 15 % de la protéine de la graine entière, la teneur en lysine pouvant atteindre 30 % de la graine entière et la graine contenant plus de la moitié des graines. Les minéraux sont stockés dans la couche d'aleurone.

La couche d'aleurone de grains communs tels que le maïs, le blé, le seigle et l'avoine ne comporte qu'une seule couche de cellules, la couche d'aleurone d'orge comporte trois couches de cellules et le riz peut comporter une ou plusieurs couches d'aleurone.

Développement

Lorsque l'endosperme se développe, les cellules situées à sa périphérie se développent en couches d'aleurone après de multiples divisions périclinales et anticlinales, impliquant la régulation de l'expression de nombreux gènes. Les gènes dek1 et cr4 peuvent tous deux favoriser le développement de la couche d'aleurone, qui est nécessaire à la réception du signal cellulaire lorsque la cellule se développe en couche d'aleurone. Le signal de position peut provenir du tissu entourant l'endosperme ou de la cellule elle-même. En raison du signal intrinsèque généré à la surface de l'endosperme, la souche mutante dépourvue du gène dek1 (causée par l'insertion du transposon Mu dans sa séquence génique) ne peut pas se développer en une couche d'aleurone, mais forme une couche interne d'endosperme remplie de granules d'amidon.

Le message de position est toujours important pour la formation de la couche d'aleurone jusqu'au stade avancé du développement de la graine, car les cellules d'aleurone et les cellules d'amidon risquent toujours de passer l'une à l'autre jusqu'à la dernière étape du développement. La perte du gène Dek1 au dernier stade de développement fera également perdre la position des cellules d'aleurone. stimulation et transformation en cellules d'amidon. La protéine codée par le gène cr4 est un récepteur de kinase et est également impliquée dans la transmission de messages au cours du développement de la couche d'aleurone.

Fonction

La fonction la plus importante de la couche d'aleurones est que, lors de la germination de la graine, l'embryon de la plante sécrète une hormone végétale appelée gibbérelline, qui se lie au récepteur protéique membranaire situé à la surface de la couche d'aleurone, stimulant ainsi la libération d'aleurone. Les alpha-amylases, les protéases, les nucléases et d'autres enzymes hydrolysantes hydrolysent les éléments nutritifs de l'endosperme aux fins d'utilisation d'embryons. Cette voie de transmission du message implique des récepteurs couplés à la protéine G avec des ions calcium.

Elle est également inhibée par les spectrines. Dans certaines céréales, la delaminine peut s'auto-catalyser dans la couche d'aleurone et être convertie en acide phaséique, ce qui inhibe la synthèse de l'alpha-amylase. En outre, certaines études ont montré que les aleurones, dus au métabolisme lipidique fort de la mitochondrie et du cycle du glyoxylate, augmenteraient la concentration d'espèces réactives de l'oxygène dans les cellules, lesquelles pourraient modifier l'état d'oxydation de certaines protéines membranaires. Il peut également être lié à la voie de transmission du message dans les aleurones pendant la germination des graines. Une fois cette tâche accomplie, les aleurones meurent par apoptose. Cette réaction est également utilisée dans les brasseries, qui traitent l'orge avec de la gibbérelline pour assurer une fermentation simultanée.

De plus, la couche d'aleurone a plusieurs autres fonctions pour assurer le développement normal de la graine. L'une consiste à maintenir le pH de l'endosperme plus bas après la germination des graines. Beaucoup de couches d'aleurone céréalière libèrent des acides organiques tels que l'acide phosphorique et l'acide citrique, et maintiennent le pH de l'endosperme à4–5 car c'est l'amidon a qui convient le mieux. Le pH de l'enzyme, ce mécanisme contribue à la décomposition des nutriments de l'endosperme. La couche d'aleurone d'orge sécrète également du nitrite dans la couche d'amidon et dans l'apoplaste de l'endosperme en l'absence d'oxygène.

En outre, une hémoglobine est présente dans plusieurs couches de cellules vivantes, y compris les semences d'orge et de riz, y compris la couche d'aleurone, mais sa fonction est encore inconnue. Cette protéine peut être nécessaire au processus de germination normal des graines ou peut être due à une hypoxie. Lors d'une adaptation au stress, la concentration de cette protéine dans la couche d'aleurone augmente sous hypoxie.

Certaines couches d'aleurone végétal peuvent sécréter des protéines telles que le PR-4 qui sont résistantes aux infections fongiques et peuvent faire partie de la résistance aux maladies des plantes. ✅ Chez certaines plantes, les aleurones sont également associés à la dormance des graines.

En rapport avec "aleurone"

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