Хлоропласты ориентация

Фиг. 58. Двойное лучепреломление хлоропластов в зависимости от ориентации [1 ].

Фиг. 51. Схематическое изображение различных ориентаций хлоропластов [23]. Стрелки указывают направление падения света.

Важное значение имеет вопрос о локализации пигментов, липидов, липопротеидов и белков внутри хлоропласта, но пока еще не найден метод определения точной ориентации молекул пигментов или других молекул в структуре пластид. Существуют указания, что молекулы хлорофилла расположены преимущественно параллельно ламелле. [c.306]

Дальнейшие исследования подтвердили это предположение. Для выяснения природы связи хлорофилл — белок изучали спектры комплексов хлорофилла с белками и более простыми пептидами (глицил-лей-цин, пептон, альбумин, протамины). Показано, что молекулы хлорофилла связаны химическими связями с кислотными и основными группами белка. В целом вопрос о типе связи хлорофилл — белок остается пока открытым. Еще нет метода, позволяющего определить точную ориентацию молекул пигмента и других молекул внутри хлоропласта. [c.167]

Внутренняя организация растительной клетки и ее цитоскелет играют важную роль в формировании клеточной стенки, что, в свою очередь, определяет направление роста клетки и, следовательно, ее форму. Компоненты матрикса клеточной стенки вырабатываются и экспортируются аппаратом Гольджи, а целлюлозные микрофибриллы синтезируются непосредственно на поверхности клетки. Как места отложения различных компонентов стенки, так и ориентация целлюлозных фибрилл определяются микротрубочками кортикального слоя цитоплазмы. Элементы цитоскелета способны быстро реагировать на различные внешние стимулы, что может, например, приводить к перемещению хлоропластов под влиянием света. [c.426]

Рис. 9-52. Сравнение потока протонов и ориентации АТР-синтетазы в митохондриях и в хлоропластах. Компартменты с одинаковым pH окрашены одинаково (см. текст).

Ориентация электронтранспортной цепи и АТР-синтетазы (разд. 1.3) в хлоропластах указывает на то, что протонный цикл в них работает в направлении, противоположном тому, которое характерно для интактных митохондрий. Хлоропласты с разрушенной наружной оболочкой способны при освещении поглощать протоны. Образующийся при световых реакциях на мембране тилакоидов Дг ) затем в течение секунд превращается в [c.143]

Пример 15-Р. Определение ориентации молекул хлорофилла в хлоропластах с помощью поляризации собственной флуоресценции. Поляризацию красной флуоресценции хлорофилла в отдельном хлоропласте можно измерить с помощью флуоресцентного поляризационного микроскопа (см. гл. 2). Путем измерений, выполненных с искусственно иммобилизованным хлорофиллом, были определены углы между плоскостью поляризации флуоресценции и осями хлорофилла. Следовательно, зная из эксперимента плоскость поля ризации флуоресценции хлоропластов, можно определить ориентацию молекул хлорофилла в хлоропластах. [c.443]

Оболочка хлоропласта является в настоящее время предметом интенсивного изучения. Предстоит решить вопрос какие особенности структуры и связанных с ней ферментов обеспечивают выполнение характерных функций Все более понятной становится молекулярная структура мембран тилакоидов — ориентация и распре- [c.116]

У МоидеоНа каждая цилиндрическая клетка содержит только один плоский хлоропласт. У этой водоросли хлоропласт при изменении условий освещения поворачивается и изменяет свою ориентацию таким образом, чтобы лежать вдоль падающих лучей или перпендикулярно к ним, в зависимости от силы света. Фоторецепторной молекулой, по-видимому, служит здесь фитохром (различные фитохромы участвуют во многих реакциях растений на свет). Он находится в самой плазматической мембране или очень близко к ней. Воздействие на него света приводит к местному поглощению клеткой ионов Са , которые активируют молекулярный механизм, ответственный за поворачивание хлоропласта. Если очень узким микролучом осветить лишь небольшую часть клетки, повернется только освещенная часть хлоропласта (рис 19-49). [c.196]

Определение природы и ориентации осцилляторов в молекуле хлорофилла, песомненно, окажется очень существенным для решения сложных 1 опросов о строении хлоропластов, о формах существования в них хлорофилла и др. [c.346]

Ф и г. 52. Изменения в пропускании света листьями Trades aniia viridis вследствие ориентации хлоропластов и образования крахмала [31]. [c.90]

Ф и г. 53. Ориентация хлоропластов Funarla [33] при освещении светом различных спектральных областей. [c.91]

НИЗКИЙ оптический дихроизм хлоропластов может объясняться именно этой недостаточно строгой ориентацией. Парк и др. [251—253] определили молекулярный состав квантосом, исследуя разрушенные хлоропласты шпината. Для зеленых ламеллярных структур диаметром от 2000 до 80 нм, полученных центрифугированием при постепенно возрастающих скоростях, отношение хлорофилла к азоту было довольно постоянным. Крупные структуры были, по-видимому, лишены гран, тогда как фракция более мелких частиц содержала граны. Эти результаты служат доказательством равномерного распределения хлорофилла по всей ламеллярной структуре хлоропласта. Было высказано предположение, что обычно наблюдаемая флуоресценция одних только гран объясняется более высоким содержанием ламеллярных структур. В квантосомах были обнаружены небольшие количества трех переходных металлов — железа, марганца и меди, причём концентрация марганца оказалась наиболее низкой. Марганец необходим для выделения кислорода при фотосинтезе. Учитывая это. Парк и Пон [253] рассчитали молекулярный вес наименьшей единицы в ламелле, которая, очевидно, еще могла бы осуществлять фотосинтез, т. е. частицы, соответствующей одному атому марганца. Он оказался равным 9,6-10 . Позже [251] расчеты были проведены с учетом данных об объеме квантосом (полученных путем измерений на электронных микрофотографиях), а также результатов определений эффективной плавучей плотности разрушенных ламеллярных структур в ультрацентрифуге. Было обнаружено, что молекулярный вес квантосом равен 2-10 , что соответствует двум атомам марганца. Данные о молекулярном составе квантосом представлены в табл. 1. Мембрана толщиной 10 нм содержит 50% липида и 50% белка. Следовательно, с учетом разницы в плотности (1,0 1,4) можно считать, что на долю липида приходится около 6,5 нм толщины мембраны, а это согласуется с представлением о существовании двойного липидного слоя. [c.35]

Исследования спектров флуоресценции, которые иногда с трудом поддаются интерпретации, могут дать важную информацию о первичных процессах фотосинтеза, т. е. о тех процессах, которые следуют непосредственно за актом поглощения света. Важной особенностью светсо-бирающей системы, которая в основном была исследована методом флуоресценции, является перенос квантов между пигментами [25]. При соответствующих условиях возбужденная молекула может передавать свою энергию соседней молекуле в том случае, если эти молекулы расположены достаточно близко друг к другу. В ламеллах хлоропластов молекулы пигментов плотно упакованы, благодаря чему этот процесс становится возможным. Кроме близкого расположения молекул, никаких других требований к пространственной ориентации не предъявляется это явление обнаруживается и в достаточно концентрированном растворе пигмента. [c.558]

Многие клетки растений способны отвечать на изменения интенсивности и направления света, меняя расположение своих хлоропластов. При слабой освещенности хлоропласты стремятся выстроиться в мопослой, перпендикулярно источнику света и таким образом до предела увеличивают поглощение света. Высокие уровни освещенности индуцируют перемещение хлоропластов и их выстраивание вдоль клеточных стенок, параллельных падающим лучам, что уменьшает действие света (рис. 20-54). Молекулярный механизм такого передвижения изучался на примере весьма необычной водоросли. Mougeotia - это зеленая водоросль, у которой в каждой клетке цилиндрической формы имеется только один плоский хлоропласт. При изменении условий освещения хлоропласт поворачивается и изменяет свою ориентацию таким образом, чтобы лежать вдоль падающих лучей или перпендикулярно к ним в зависимости от силы света. В качестве фоторецепторов, индуцирующих подобный ответ, выступают фитохром (см. разд. 20.5.7) и рецептор синего света, расположенный либо на плазматической мембране, либо непосредственно рядом с ней. Освещение этих рецепторов микропучками света приводит к [c.424]

Рис. 20-55. Схема, иллюстрирующая движения хлоропласта в клетке зеленой водоросли Mougeotia. Цилиндрические клетки этой водоросли содержат один-единственный хлоропласт плоской формы, который поворачивается в соответствии с условиями освещения, регулируя тем самым количество поглощаемого света (А). Часть хлоропласта, на которую падает очень яркий свет, способна изменить свою ориентацию независимо от

Рис. 11.16. Влияние кратковременного воздействия красного и дальнего красного света иа ориентацию гигантского хлоропласта у Mougeotia. Слева красный свет вызывает поворот хлоропласта широкой стороной к свету. Дальний-красный свет снимает эффект красного. Справа эффективность облучения микропучком диаметром 3 мкм (облученный участок отмечен черным кружочком)-показывает, что фоторецептор (фнтохром) находится ие в хлоропласте. Одна из вероятных областей его локализации — плазмалемма. (Воск, Haupt. 1961. Planta, 57, 518—530.)

Существуют три группы прокариот, способных катализи ровать фотосинтетический перенос электронов, — это зеленые бактерии, пурпурные бактерии и цианобактерии (или сине-зеленые водоросли). Пурпурные бактерии разделяют на две группы Rhodospirilla eae (или несерные) и hroniatia eae (или серные). Цианобактерии способны катализировать нециклический перенос электронов (разд. 6.4), используя в качестве донора электронов воду, и в этом отнощении они сходны с хлоропласта-ми. Из перечисленных выше групп организмов наиболее интенсивно изучается биоэнергетика пурпурных бактерий. Это происходит по двум причинам. Во-первых, механическое разрушение этих клеток (например, при продавливании суспензии под очень высоким давлением через узкое отверстие в ячейке пресса Френча) позволяет получить замкнутые пузырьки внутренней мембраны, которые называют хроматофорами (рис. 1.7). Хроматофоры сохраняют способность к фотосинтетическому сопряжению и имеют ту же ориентацию мембраны, что и субмитохондриальные частицы. Они служат наиболее удобным объектом для изучения цепи переноса электронов и хемиосмотического сопряжения. Второе преимущество пурпурных бактерий состоит в том, что из них могут быть выделены так называемые реакционные центры— первичные фотохимические комплексы (разд. 6.2). [c.17]

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]

Структура хлоропластной ДНК. По данным рестрикционного картирования, структура ДНК хлоропластов, в отличие от митохондриальной ДНК, в пределах вида остается довольно консервативной. Так, хлоропластная ДНК шпината (рис. 9.62) имеет структуру, типичную для соответствующей ДНК всех покрытосеменных, как одно-, так и двудольных. В пределах сегмента длиной примерно 25 т.п.н. находятся четыре гена рРНК (168, 238, 58 и 4,58), и этот сегмент повторен в обратной ориентации еще раз через 15 т.п.н. Локализованы и другие гены, в том числе ген большой субъединицы рибулозо-1,5-бисфосфат-карбоксилазы, гЬсЬ (ген малой субъединицы находится в хромосоме), [c.224]

Митчелл (Mit hell) выдвинул хемиосмотическую гипотезу для объяснения синтеза АТР на мембранах. Согласно Митчеллу, образование АТР происходит в результате рекомбинации положительных и отрицательных зарядов, которые накапливаются по разные стороны мембраны гран при переносе электронов по электрон-транспортной цепи. Для этого нужно, чтобы мембраны имели определенную ориентацию, т. е. были бы способны разделять заряды (рис. 5.2, Б). Гипотеза Митчелла привлекательна своей общностью, поскольку она предложена для описания любых биологических мембран, а мембраны хлоропластов действительно подобны другим мембранам, участвующим в синтезе и гидролизе АТР, например мембранам митохондрий (см. Tribe, Whittaker, 1981). [c.77]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология