Хлоропласты происхождение

Рис. 8-4. Гипотезы эволюционного происхождения митохондрий, хлоропластов, ЭР и клеточного ядра, объясняющие топологические взаимоотношения этих внутриклеточных компартментов в эукариотических клетках. А. Митохондрии и хлоропласты могли возникнуть при поглощении бактерий эукариотической клеткой. С помошью этой гипотезы можно объяснить, почему полость перечисленных выше органелл остается изолированной от обширного везикулярного транспорта, связывающего полости многих других внутриклеточных компартментов. Б.

Происхождение хроматофоров и хлоропластов [c.82]

ПРОИСХОЖДЕНИЕ МИТОХОНДРИЙ И ХЛОРОПЛАСТОВ [c.184]

Не менее 25 пептидов ламелл хлоропластов петунии синтезируется в пластидах [15]. В таблице 6В.5 представлены современные знания о происхождении белков хлоропластов. [c.239]

Загадочны во многом процессы, лежащие в основе деления клетки, и прежде всего процессы, определяющие исключительные по своей согласованности и сложности движения хромосом и митохондрий (рис. 74 и 75) [506, 507], а также клеточных ядер, хлоропластов и других микрообъектов биологического происхождения [508, 509]. Нет сомнения в том, что эти движения, как и во всех других случаях, обусловлены действием сил, которые могут быть поверхностными или объемными (осмотические, силы набухания). Роль осмотических сил в жизненных процессах, как известно, исключительно велика возможно, что совместное действие тех и других сил определяет указанные движения. [c.119]

Происхождение сигналов электронного парамагнитного резонанса в хлоропластах [c.438]

Сам по себе аппарат белкового синтеза в органеллах имеет смешанное происхождение. Большая часть его белковых компонентов или все они транспортируются в органеллу из окружающей цитоплазмы. Однако ни в митохондриях, ни в хлоропластах, по-видимому, не происходит переноса нуклеиновых кислот через мембрану органеллы как в одном, так и в другом направлении. [c.282]

Рибосомы хлоропластов очень сходны с бактериальными рибосомами, тогда как рибосомы митохондрий несколько больше отличаются от последних поэтому проследить происхождение митохондрий сложнее. Однако сходство между белками дает основание предполагать, что те. и другие органеллы произошли от бактерий, вступивших в устойчивый симбиоз (в качестве эндосимбионтов) с какими-то примитивными эукариотическими клетками как полагают, митохондриям дали начало пурпурные бактерии, а хлоропластам (позднее) - цианобактерии или близкие к ним организмы. Хотя многие гены этих древних бактерий все еще используются для синтеза белков органеллы, большая их часть по неясным причинам включилась в ядерный геном, где они кодируют ферменты, которые сходны с бактериальными и синтезируются на рибосомах в цитозоле, а затем переходят в органеллу. [c.502]

Признавая полифилетическое происхождение хлоропластов, мы должны, следовательно, признать, что классификация растений на основе пигментов их хлоропластов ошибочна [483]. В число таксономических признаков лучше включать природу митотического процесса, положение жгутиков и т. д. [1105, 1211]. [c.196]

Один из возможных способов увеличения фотосинтеза и, следовательно, продуктивности растений состоит в клонировании хлоро-пластных генов в клетках бактерий и их переносе в растения. Известно, что хлоропласты и прокариотические клетки сходны по ряду признаков. На основании этого возникла симбиотическая гипотеза происхождения хлоропластов, впервые выдвинутая А. С. Фамин-циньпл (1886). Согласно этой гипотезе, клетки прокариот и хлоропласты сходны. В них присутствуют кольцевые ДНК, 708-рибо-сомы синтез белков начинается с одной и той же аминокислоты — N-формилметионина, а синтез белка подавляется хлорамфенико-лом, а не циклогексимидом, как у эукариот. Позже было показано, что ДНК-зависимая РНК-полимераза Е. соН связывается с определенными участками ДНК хлоропластов шпината. [c.150]

Все существующие ныне клетки подразделяются на два типа прокариотические (бактерии и их близкие родственники) и эукариотические. Считают, что первые близки в общих чертах с самыми ранними клетками-прарооителъницами Несмотря на сравнительную простоту строения, клетки прокариот весьма разнообразны в биохимическом отношении, например, у бактерий можно обнаружить все основные метаболические пути, включая три главных процесса получения энергии - гликолиз, дыхание и фотосинтез. Эукариотические клетки больше по размеру и имеют более сложную организацию, чем клетки прокариот. Они содержат больше ДНК и различных компонентов, обеспечивающих ее сложные функции. ДНК эукариот заключена в окруженное мембраной ядро, а в цитоплазме находится много других окруженных мембранами органелл. К ним относятся митохондрии, осуществляющие окончательное окисление молекул пищи, а также (в растительных клетках) хлоропласты, в которых идет фотосинтез. Целый ряд данных свидетельствует о происхождении митохондрий и хлоропластов от ранних прокариотических клеток, ставших внутренними симбионтами большей по размеру анаэробной клетки. Другая отличительная особенность эукариотических клеток - это наличие цитоскелета из белковых волокон, организующего цитоплазму и обеспечивающего механизм движения [c.41]

Двойное происхождение белков наблюдается также в митохондриях. Они имеются в значительно меньших количествах и менее известны, чем такие белки хлоропластов. Подробности описаны в работе Ливера и Грэя [67]. [c.239]

Можно представить модельную систему производства водорода, в которой фотосинтез остановлен на стадии разложения воды [528]. Водород при этом выводится из продукта растительного происхождения или водоросли до того, как он будет израсходован на восстановление диоксида углерода. Для такой модельной системы из клеток растений в чистом виде выделяются хлоропласты — оргапеллы, в которых протекает фотосинтез. Предполагается, что в таких модельных системах можно достигнуть КПД на уровне 10 %, пока же такая система может работать с КПД примерно 1 % Источником гидрогеназы являются, например, клетки сине-зеленых водорослей или ряда [c.344]

О происхождении митохондриальной и хлоропластной ДНК было высказано множество предположений. Одно из них состоит в том, что они представляют собой остатки хромосом древних бактерий, которые попали в цитоплазму клетки-хозяина и стали предшественниками этих органелл. Митохондриальная ДНК кодирует митохондриальные тРНК и рРНК, а также несколько митохондриальных белков. Поскольку свыше 95% митохондриальных белков кодируется ядерной ДНК, причина существования митохондриальной и хлоропластной ДНК является одной из загадок генетики клетки. В процессе деления клетки-хозяина митохондрии и хлоропласты также делятся (рис. 27-24). До и во время деления митохондрий их ДНК реплицируются и дочерние мДНК переходят в дочерние митохондрии. [c.876]

Крахмал ( eHi,Og),. является распространеннейшим веществом растительного мира. В виде крахмала растения накапливают питательные вещества крахмал образуется из углекислоты и воды, которые ассимилируются зелеными растениями на свету. Он содержится уже в хлоропластах листьев. В растениях углеводы находятся в питательной системе в виде водораствори)мой глюкозы и отлагаются в косточковых плодах и корневых клубнях в виде круглых крахмальных зерен. Каждый сорт крахмала имеет характерный вид, и происхождение его можно установить под микроскопом. В невыделенном виде, 8 сельскохозяйственных продуктах, крахмал является важнейшим пищевым и кормовым веществом. Его можно выделять также из продуктов и непосредственно использовать (см. ниже). [c.372]

Изложенные выше представления явились результатом длительного и многостороннего изучения фотосинтетического аппарата различных организмов, которое еще далеко не завершено. Успехам исследований механизмов фотосинтеза способствовал ряд комплексно используемых методических приемов. Среди них разработка выделения изолированных хлоропластов позволила активно воздействовать на фотосинтетический аппарат различными веществами природного и неприродного происхождения, ингибиторами, разобщителями, кофакторами, мечеными соединениями и др. Использование мутантов водорослей и бактерий, содержащих измененное количество переносчиков и компонентов, дало возможность оценить их место и значение в электронотранспортной цепи. Этим же целям служило изучение редокс-потенциалов, ЭПР-спектров модельных и нативных систем, изменения электронных спектров при окислении и восстановлении переносчиков и т. д. Так, фотоиндуцированные изменения в суспензиях интактных клеток фотосинтезирующих организмов в области 420—430 и 550—560 нм обусловлены окислительно-восстановительными превращениями цитохромов, в области 597 нм — нластоцианина, в области 263 нм — пластохинона. [c.29]

Имеются сведения, что матричная (информационная) РНК по своему нуклеотидному составу отличается от цитоплазматической матричной РНК, однако это положение еще не может считаться окончательно доказанным. Конечно, было бы заманчивым объяснять специфичность белков хлоропластов тем, что внешняя мембрана их непроницаема для молекул информационной, РНК, синтезирующихся в ядре клетки, а вся матричная РНК хлоропластов синтезируется непосредственно в них. Это не означает, что набор и содержание белков в хлоропластах совершенно не контролируются ядром. Можно было себе представить, что за счет матричной РНК ядерного происхождения в цитоплазме синтезируются белки, которые затем могут проходить через внешнюю мембрану внутрь хлоропласта. Однако ведущий специалист в этой области австралийский ученый Р. Смайли считает, что последняя вероятность невелика и что одни молекулы информационной РНК, которые имеются в хлоропластах, синтезируются непосредственно в них, а другие — в ядре (фиг. 25). [c.67]

В то же время не все соединения, синтезируемые в хлоропластах, можно считать продуктами фотосинтеза. Например, на ранних стадиях зеленения при превра-щеЕИи пропластид в хлоропласты в биосинтетических процессах участвуют различные субстраты, в том числе АТФ и НАДФН (НАДН), имеющие цитоплазматическое или митохондриальное происхождение. [c.267]

Другой характер имеет перенос заряда между хлорофиллом и цитохромами, которые являются обязательной составной частью всех фотосинтетических структур. Их относительное содержание в хлоропластах несколько больще, чем содержание пластохинонов. Фотовозбуждение хлорофилла в комплексе хлорофилл — гем приводит, напротив, к переносу электрона от гема к хлорофиллу, и хлорофилл переходит в восстановленное состояние, а гем окисляется. Этот процесс происходит с высоким квантовым выходом и облегчается, по-видимому, не только тесной пространственной близостью обоих компонентов в пластидах, но и нх общим структурным сходством, как внутрикомплексных (хелатных) металлтетрапирролов. Наличие такого сходства в строении представляет интерес не только с эволюционной точки зрения как доказательство общности происхождения живого мира, но и в отношении их общего участия в процессе фотосинтеза. [c.321]

Микроскопическое изучение строения листа показывает, что хлорофилл распределен не по всей протоплазме, а сосредоточен в хлоропла-стах. С помощью электронного микроскопа было обнаружено, что внутри хлоропластов имеются еще более мелкие тельца — гранулы, которые и содержат хлорофилл. Помимо хлорофилла в составе хлоропластов обнаружены белки, липиды, углеводы, ферменты, витамины, вещества неорганического происхождения и ряд пигментов, например каротиноиды. Предполагают, что белок в хлоропластах также участвует в фотосинтезе благодаря наличию системы цистин—цистеин (сульф-гидрильные группы — промежуточные переносчики ионов водорода). [c.167]

Следовательно, можно считать доказанным, что фотоиндуцированный бесструктурный сигнал ЭПР с =2.002, обнаруживаемый в препаратах хлоропластов, клетках хлореллы, а также в образцах, не обладающих фотосинтетической активностью (высушенные листья, сухие препараты хлоропластов, кристаллический хлорофилл и хлорофиллид), возникает в ассоциатах хлорофилла с акцептором электрона. Пятикомпонентный сигнал ЭПР с =2.005 обязан своим происхождением свободным радикалам, появляющимся в темновом процессе окисления—восстановления в результате переноса электрона от ассоциатов хлорофилла к акцепторам электрона фотосинтетического аппарата. [c.456]

Что касается происхождения самих хлоропластов, то в настоящее время наибольшим признанием пользуется точка зрения, согласно которой эти органоиды представляют собой продукт жизнедеятельности протоплазмы. Так же, как митохондрии, хлоропласты возникают из субмикроскопических элементов протопласта— пропластид (Г. А. Левитский, А. А. Табенцкий, Л. П. Бреславец и др.). [c.121]

Данные о происхождении компонентов, необходимых для экспрессии генов в митохондриях дрожжей, приведены в табл. 22.3. В целом аналогичная картина наблюдается в митохондриях других видов организмов и в хлоропластах. В митохондриях дрожжевых клеток можно выделить восемь мРНК, и они транскрибируются с помощью РНК-полимеразы, которая (предположительно) кодируется ядерными генами. Только мРНК, транскрибируемые с митохондриальных генов, могут транслироваться внутри митохондрии, и, с другой стороны, это единственное место в клетке, где эти мРНК могут экспрессироваться. [c.283]

Место синтеза белка можно установить in vivo по его чувствительности к воздействию веществ, преимущественно ингибирующих синтез белка в цитоплазме или органелле. Обычно синтез белка в митохондриях и хлоропластах чувствителен к антибиотикам, ингибирующим синтез белка в бактериях, например к эритромицину и хлорамфениколу. Эти антибиотики не влияют на синтез белка в цитоплазме, который, однако, обладает чувствительностью к циклогексимиду на синтез белка в органелле циклогексимид не влияет. Происхождение белков органелл может быть установлено in vitro при исследовании продуктов, синтезируемых в препаратах изолированных органелл. [c.284]

На рис. 1-22 показано эволюционное происхождение эукариот в соответствии с симбиотической теорией Следует отметить, что митохондрии и хлоропласты, проявляя определенное сходство с современными аэробными бактериями и цианобактериями, в то же время во многих отношениях отличаются от них. Например, количество ДНК в этих органеллах очень мало, большинство составляющих их молекул синтезируется вне органелл и лишь затем в них фанспортируется. Если считать, что митохондрии и хлоропласты действительно возникли из симбиотических бактерий, то следует признать, что они претерпели значительные эволюционные изменения и стали весьма зависимыми от своих хозяев. [c.33]

Основываясь главным образом на биохимических данных, полагают, что хлоропласты - это потомки пианобактерии. которые захватывались эукариотами путем эндоцитоза и перешли к симбиоз с ними. Так же объясняют и происхождение митохондрий. Согласно этой теории, многочисленные различия между хлоропластами и митохондриями обусловлены отчасти их происхождением от разных бактериальных [c.460]

В отличие от человека у некоторых растений и грибов (включая дрожжи) митохондриальные гены содержат интроны, которые должны быть удалены из транскрипта с последующим сплайсингом (разд. 3.2.7). У растений интроны обнаружены также примерно в 20 генах хлоропластов. Многие интроны в генах органелл содержат родственные нуклеотидные последовательности, которые могут исключаться из РНК-транскриптов в результате реакции, катализируемой самой РНК (разд. 9.4.14). хотя в этом самосплайсинге обычно участвуют и белки. Открытие интронов в генах органелл было неожиданным с точки зрения эндосимбиотической теории происхождения энергопреобразующих органелл, гак как в генах бактерий, от предков которых могли произойти митохондрии и хлоропласты, интронов не обнаружено. [c.493]

Так как большинство генов, кодирующих белки современных митохондрий и хлоропластов, находится в ядерном геноме, можно думать, что в ходе эволюции эукариот значительная часть генов органелл была перенесена в ядерную ДНК. Это позволило бы объяснить, почему некоторые из ядерных генов, кодирующих митохондриальные белки, сходны с генами бактерий. Так, например, у курицы М-концевая аминокислотная последовательность митохондриального фермента супероксиддисмутазы гораздо больше похожа на соответствуюший сегмент супероксиддисмутазы бактерий, чем на К-концевой участок того же фермента, выделенного из цитозоля тех же эукариотических клеток. Еще одним указанием на то, что подобные переносы участков происходили в ходе эволюции, служат обнаруженные в ядерном геноме некодирующие последовательности ДНК, имеющие, вероятно, недавнее митохондриальное происхождение очевидно, что эти последовательности были интегрированы в ядерный геном как балластная ДНК. [c.500]

Какой же тип бактерий дал начало митохондриям Расшифровка полной аминокислотной последовательности и трехмерный рентгеноструктурный анализ цитохромов типа с из различных бактерий выявили близкое сходство этих белков между собой и с цитохромом с дыхательной цепи митохондрий растительных и животных клеток. На основе этих и других биохимических данных было предложено эволюционное древо, изображенное на рис. 7-62. Но-видимому, митохондрии произошли 01 особого рода пурпурных фотосинтезирующих бактерий, которые утратили способность к фотосинтезу и сохранили только дыхательную цепь. Однако до сих пор не ясно, все ли митохондрии (так же как и хлоропласты) возникли в результате одного единственного случая эндосимбиоза. Хотя митохондрии простейших имеют отчетливо выраженные прокариотические свойства, некоторые из них достаточно отличаются от митохондрий растительных и животных клеток, чтобы можно было предположить их независимое происхождение. [c.500]

Эта шолюционная схема делит основные внутриклеточные компартменты эукариот на пять групп 1) ядро и цитозоль, связанные межд собой ядерными порами и поэтому являющиеся топологически неразрывными (хотя функционально различными) 2) митохондрии 3) хлоропласты (встречаются только > растений) 4) пероксисомы (их эволюционное происхождение мы обсудим в разд. 8.5) и 5) остальные мембранные органеллы (ЭР, аппарат Г ольджи, эндосомы и лизосомы). [c.9]

Рнс. 10-68. Эволюция прерывистых генов с древнейших времен. А. Структура гена триозофосфатизомеразы у растений и животных Одинаковые положения нитронов у кукурузы (зерна) и позвоночных отмечены черными стрелками, а отличающиеся положения вьщелены красными стрелками. Так как считается, что растения и животные возникли от общего предка около миллиарда лет назад, общие интроны должны иметь очень древнее происхождение. Б, Гипотетическая схема возникновения определеппого гена. Последовательности экзонов вьщелены цветом, а последовательности интрона обозначены черным. Приведенный здесь ген кодирует белок, необходимый для всех клеток. Подобно триозофосфатизомеразе, этот белок, но-видимому, сформировал свою окончательную трехмерную структур перед тем, как от общего предка отделились бактерии, архебактерии и эукариоты. Этот общий предок обозначен на рисунке как ген-прародитель . Пунктиром указано примерное время прохождения эндосимбиотических процессов, которые привели к возникновению митохондрий и хлоропластов. (А-по W. Gilbert, М [c.241]

ЛИН [1947] с некоторой благосклонностью относился к ней и Гейтлер [671]. После того как в хлоропластах обнаружили ДНК (еще до ее обнаружения в митохондриях), вновь с большим энтузиазмом была подхвачена гипотеза эндосимбио-тического происхождения хлоропластов [1551]. Эта гипотеза обсуждалась многими авторами [399, 400, 525, 529, 872, 1643, 1819]. [c.189]

Хотя Сэджер [1601] соглашается, что хлоропласты и митохондрии вполне могли произойти от свободноживущих прокариотических клеток, которые участвовали в возникновении эукариотов , ее взгляды на происхождение ядра эукариотов сильно отличаются от взглядов Маргулис [c.192]

У нас нет никаких причин считать, что митохондрии имеют полифилетическое происхождение, но в отношении хлоропластов такое предположение возможно. Полифилетическое происхождение хлоропластов у водорослей предлагали Саган [1600], Джибор [698, 699] и Маргулис [1211]. Все эти авторы опирались в своих рассуждениях на чрезвычайное разнообразие хлоропластов. Позже хлоропласты разного происхождения могли эволюционировать параллельно, утрачивая одинаковым образом свои стенки, механизмы дыхания н фиксации азота и т. д. [c.196]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология