Το άμυλο είναι ένας τύπος πολυμερούς γνωστό ως πολυσακχαρίτης που αποτελείται από αλυσίδες μορίων γλυκόζης και συντίθεται σε σχετικά μεγάλες ποσότητες από τα φυτά. Η γλυκόζη είναι ένας απλός τύπος ζάχαρης – ή σακχαρίτης – γνωστός ως μονοσακχαρίτης. Οι πολυσακχαρίτες κατασκευάζονται από πολλές μονάδες μονοσακχαριτών, πιθανώς χιλιάδες, ενωμένες μεταξύ τους. Η βιοσύνθεση του αμύλου στα φυτά ξεκινά με τα σάκχαρα που παράγονται από τη φωτοσύνθεση και περιλαμβάνει μια σειρά από ένζυμα, ή οργανικούς καταλύτες.
Δύο είδη αμύλου παράγονται από τα φυτά. Η αμυλόζη αποτελείται ως επί το πλείστον από μη διακλαδισμένες αλυσίδες μορίων γλυκόζης ή γλυκανών, τυπικά από 1,000 έως 4,400 σε αριθμό. Στην αμυλοπηκτίνη, οι αλυσίδες είναι πολυκλαδικές και γενικά περιέχουν μεταξύ 10,000 και 100,000 γλυκάνες. Περίπου το 70% του αμύλου στα περισσότερα φυτά έχει τη μορφή αμυλοπηκτίνης, αλλά αυτό μπορεί να διαφέρει κάπως μεταξύ των διαφορετικών ειδών. Τα φυτά αποθηκεύουν άμυλο με τη μορφή κόκκων μέσα στα κύτταρα.
Η βιοσύνθεση αμύλου λαμβάνει χώρα στους αμυλοπλάστες και επίσης σε κάποιο βαθμό στους χλωροπλάστες. Αυτοί είναι και οι δύο τύποι πλαστιδίων – σώματα μέσα στο φυτικό κύτταρο που εκτελούν εξειδικευμένες λειτουργίες. Θεωρείται ότι προήλθαν ως συμβιωτικά γαλαζοπράσινα φύκια που ενσωματώθηκαν στα κύτταρα σε πρώιμο στάδιο της εξέλιξης των φυτών. Μέσα σε αυτά τα πλαστίδια, μόρια αμύλου συναρμολογούνται από δομικά στοιχεία γλυκόζης. Η γλυκόζη έρχεται με τη μορφή μιας ένωσης γλυκόζης-φωσφορικού που είναι ένα έμμεσο προϊόν της φωτοσύνθεσης.
Τα μόρια της γλυκόζης έχουν ομάδες υδροξυλίου (ΟΗ) συνδεδεμένες με άτομα άνθρακα. Οι μονάδες γλυκόζης συνδέονται μεταξύ τους όταν ένα άτομο υδρογόνου αφαιρείται από μια ομάδα υδροξυλίου σε ένα μόριο γλυκόζης και μια ολόκληρη ομάδα υδροξυλίου αφαιρείται από ένα άλλο, αφαιρώντας στην πραγματικότητα το νερό (H2O). Το υπολειπόμενο άτομο οξυγόνου από ένα μόριο στη συνέχεια συνδέεται με το άτομο άνθρακα από το οποίο αφαιρέθηκε η ομάδα υδροξυλίου από το άλλο — η αντίδραση μπορεί να αναπαρασταθεί ως: R-OH + HO-R → ROR + H2O, όπου το R αντιπροσωπεύει το υπόλοιπο το μόριο της γλυκόζης. Με αυτόν τον τρόπο δημιουργούνται μακριές αλυσίδες μορίων γλυκόζης. Αυτός ο τύπος δεσμού μεταξύ μορίων σακχαρίτη είναι γνωστός ως γλυκοσιδικός δεσμός.
Οι λεπτομέρειες της διαδικασίας είναι, ωστόσο, πιο περίπλοκες από αυτό – με τη συμμετοχή πολλών ενζύμων – αλλά μπορούν να συνοψιστούν ως εξής. Η διαδικασία ξεκινά με το συνδυασμό της 1-φωσφορικής γλυκόζης με την τριφωσφορική αδενοσίνη (ATP) για να σχηματιστεί η διφωσφορική αδενοσίνη γλυκόζη (ADP-γλυκόζη), που καταλύεται από το ένζυμο AGPase. Η ADP-γλυκόζη μπορεί στη συνέχεια να προσθέσει το μόριο της γλυκόζης σε ένα υπάρχον μόριο γλυκόζης, σχηματίζοντας έναν γλυκοσιδικό δεσμό και έτσι, μέσω πολλών επαναλήψεων αυτής της διαδικασίας, δημιουργώντας ένα μόριο αμυλόζης. Αυτή η αντίδραση καταλύεται από ένζυμα συνθετάσης αμύλου. Η αμυλοπηκτίνη σχηματίζεται από τη δράση των ενζύμων διακλάδωσης αμύλου (SBEs) που σφυρηλατούν δεσμούς μεταξύ των υπαρχουσών αλυσίδων μορίων γλυκόζης για να δημιουργήσουν ένα διακλαδισμένο πολυμερές.
Ο σκοπός της βιοσύνθεσης αμύλου στα φυτά είναι να παρέχει μια αποθήκη ενέργειας. Η γλυκόζη, που παράγεται από τη φωτοσύνθεση, παρέχει άμεσες ενεργειακές ανάγκες, αλλά ένα απόθεμα ενέργειας που χρησιμοποιείται όταν οι συνθήκες εμποδίζουν τη σύνθεση επαρκούς γλυκόζης έχει σαφή αξία επιβίωσης. Πολλά φυτά έχουν εξελιχθεί για να αποθηκεύουν μεγάλες ποσότητες αμύλου σε κονδύλους. στις πατάτες, για παράδειγμα, το 60-80% του ξηρού βάρους αποτελείται από άμυλο. Από το 2011, υπάρχει σημαντικός όγκος έρευνας σε εξέλιξη για τη βιοσύνθεση αμύλου στα φυτά, με σκοπό την αύξηση της παραγωγής αμύλου ορισμένων καλλιεργειών τροφίμων.