ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Биогенез органоидов из "Физиология растений" Характер самосборки предопределяется особенностями первичной структуры полимера, однако во многих случаях происходит дополнительная регуляция процесса агрегации. В качестве регулятора могут выступать физико-химические условия среды, специализированные молекулы-регуляторы и другие факторы. Очень важный элемент узнавания — подстройка структуры одного из полимеров к месту связывания другого, что создает наиболее точное стерическое соответствие взаимодействующих участков молекул. Например, установлено, что РНК-полимераза способна приспосабливаться к месту присоединения в молекуле ДНК (промотору), приобретая различную конфигурацию на разных промоторах. [c.319] Самосборка в биологических системах проявляется в бислойном расположении фосфолипидов в мембранах, комплементарной последовательности азотистых оснований в нуклеиновых кислотах, во взаимодействии фермента и субстрата, белка-рецептора и эффектора (например, фитогормона), в сборке многокомпонентных ферментативных комплексов и т. д. Например, рибулозодифосфаткарбоксилаза в хлоропластах собирается из восьми больших и восьми малых субъединиц. [c.319] Большие субъединицы синтезируются в хлоропластах и выполняют каталитическую функцию, а малые образуются в цитоплазме и необходимы для регуляции активности фермента. Ни-трогеназный комплекс строится из двух компонентов железосодержащего белка и комплекса из четырех субъединиц и отдельного кофактора, в состав которых входят негемовое железо и молибден.Мультиэнзимные комплексы,вьшолняющие последовательные реакции в метаболических циклах, также монтируются в мембранах или на элементах цитоскелета пу. тем самосборки. [c.320] Предполагается, что в составе живой клетки имеются комплементарно связанные блоки ферментов и других биополимеров, эти блоки в свою очередь комплементарно объединены друг с другом и таким образом создают единую взаимосвязанную систему (Б. Ф. Поглазов, 1977). В связи с этим нужно отметить, что в водной среде, в том числе в цитоплазме, агрегация веществ приводит к образованию жидкокристаллического состояния веществ системы. [c.320] Жидкокристаллическое состояние можно рассматривать как четвертое состояние вещества. Жидкие кристаллы более структурированы, чем жидкости, и менее, чем эти же вещества в твердом виде. Белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, липиды, гемы образуют в воде жидкокристаллические структуры. Важное свойство жидких кристаллов — их структурная упорядоченность и одновременно молекулярная подвижность. Такие жидкие кристаллы реагируют на разнообразные воздействия внещней среды — свет, звук, механическое давление, изменение температуры, электрические и магнитные поля, на химические изменения в окружающей среде, т. е. обладают свойством, характерным и для живых клеток (Г. Браун, Дж. Уолкен, 1982). [c.320] Самосборка мембран. Входящие в состав мембран белки и липиды способны к самосборке. Гидрофобные мембранные белки ассоциируют друг с другом. Предполагается, что структурные белки мембран определяют ориентацию других мембранных белков. В формировании липидных компонентов мембран участвуют липиды, синтезируемые в гладком ЭР, хлоропластах, а также локализованные в липидных каплях (сферосомах). Гликопротеины и гликолипиды, синтезированные в АГ, доставляются в везикулах к месту сборки. [c.320] Процесс сборки протекает в несколько этапов в соответствии с принципом взаимного узнавания составных частей и липид-липидных, белок-белковых, липид-белковых взаимодействий. Прочность мембранам придают гидрофобные связи между компонентами. Кроме того, в формировании плазмалеммы участвуют готовые мембранные блоки везикул Гольджи, встраивающиеся в нее в процессе секреции компонентов клеточной стенки. [c.320] Самосборка микротрубочек и микрофиламентов. Микротрубочки жгутиков, кортикального слоя цитоплазмы и митотического аппарата построены по единому плану из глобулярного белка тубулина. Для сборки микротрубочек необходимы кислый pH среды, присутствие магния, GTP и АТР. Сборка чувствительна и к ионам Са их избыток (0,02 ммоль/л и выше) способствует разборке микротрубочек. [c.321] Скорость сборки зависит также от концентрации свободных мономеров тубулина. В контроле сборки микротрубочек участвуют связанные с поверхностью микротрубочек белки. Сборка осушествляется в два этапа. Вначале собирается затравка (ядро), а затем микротрубочка растет путем сборки субъеди-ниц. Сушествует критическая концентрация мономеров тубулина, превышение которой индуцирует сборку микротрубочек. [c.321] Микротрубочки — поляризованные структуры. Их сборка инициируется в центрах-организаторах микротрубочек, которыми служат, например, скопления мембран ЭР на полюсах веретена (аналог центриоли), кинетохоры хромосом. Если один конец микротрубочки локализован в центре-организаторе, то прирост ее осушествляется у свободного (дистального) конца. У изолированных микротрубочек полярность выражается в различной скорости сборки у двух концов. [c.321] Биогенез митохондрии. Собственная генетическая система и способность митохондриальной ДНК к репликации позволяют митохондриям размножаться самостоятельно. Поэтому в клетке митохондрии образуются из предшествующих митохондрий и, возможно, из промитохондрий. В меристематических клетках обнаруживаются митохондрии, разделенные перетяжкой. При переходе меристематической клетки к росту растяжением число митохондрий в клетке возрастает в 3 — 8 раз и меняется их структура. [c.323] Рост мембран митохондрий при функциональной нагрузке или после их деления происходит путем достройки. В настоящее время процесс биогенеза мембран митохондрий изучен недостаточно. Известно, что сборка ферментных комплексов идет медленнее, чем синтез их компонентов на цитоплазматических и митохондриальных рибосомах. Поэтому в клетке существуют фонды свободных предшественников. [c.323] Продолжительность жизни оборот) митохондрий зависит от координированной деятельности ядра, цитоплазмы и самих митохондрий. Полупериод жизни органоидов у разных объектов составляет 5—10 дней, но наружная мембрана обновляется быстрее внутренней. [c.324] Вернуться к основной статье