Митохондрии биогенез

Биогенез митохондрий и хлоропластов [35 [c.53]

В клетке происходит непрерывный синтез компонентов мембран, сборка элементов мембран и целых мембранных структур. В клетках печени теплокровных животных полупериод жизни плазматической мембраны составляет 2—3 дня, внешней мембраны митохондрий — 5—6 дней, внутренней — 8—10 дней. Наиболее быстро обновляются мембраны эндоплазматического ретикулума печени — полупериод их жизни составляет всего 1—2 дня. Биогенез биологических мембран является наиболее существенным моментом развития, и дифференциация клеток в первую очередь связана с изменением их мембранных структур. [c.172]

Транспорт митохондриальных белков. Биогенез митохондрий. [c.162]

Биогенез митохондрий и хлоропластов контролируется преимущественно ядерным геномом [c.66]

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]

По мере роста и деления клеток в их цитоплазме должны возникать новые органеллы кроме того, в покоящихся клетках происходит постоянное обновление органелл-вместо распадающихся образуются новые. Для создания органелл необходим строительный материал -белки и липиды, и каждый из этих компонентов должен быть доставлен в надлежащий компартмент клетки. Эти сложные процессы биогенеза клеточных органелл могут осуществляться по двум принципиально различным схемам. В одном случае возникает совершенно новая органелла например, лизосомы образуются de novo путем отпочковывания специализированных участков от аппарата Гольджи (см. гл. 7). В другом случае уже существующая органелла растет и делится на две - именно так образуются новые митохондрии и хлоропласты. Ввиду сход- [c.53]

Эти факторы дают возможность использовать некоторые препараты, ингибирующие митохондриальный синтез белка, в качестве антибиотиков при лечении высших животных. Только два таких препарата оказывают побочное действие длительное лечение большими дозами хлорамфеникола может привести к нарушению кроветворной функции костного мозга (подавить образование эритроцитов и лейкоцитов), а длительное применение тетрациклина-к повреждению кишечного эпителия. Но в обоих случаях еще не вполне ясно, вызываются ли эти побочные эффекты блокадой биогенеза митохондрий или какими-то иными причинами. [c.67]

В изучении биогенеза митохондрий оказалось чрезвычайно полезным использование в качестве обьекта дрожжей. В ик клетки можно эффективно вводить гибридные гены, кодирующие смешанные белки (полученные с помощью методов рекомбинантных ДНК) О меканизмак переноса веществ в митохондрии известно гораздо больше, чем о механизмах переноса в хлоропласты. Скорее всего, эти механизмы идентичны, котя клор опласты и содержат еще о дин, самый внутренний мембранный компартмент - тилакоид. [c.29]

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]

Дрожжи-во многих отношениях весьма удобный объект для изучения биогенеза митохондрий в частности, здесь возможен генетический анализ [41, 42] [c.58]

Рост и деление митохондрий и хлоропластов контролируются двумя отдельными генетическими системами геномом самой органеллы и ядерным геномом. Большая часть белков этих органелл закодирована в ядерной ДНК, синтезируется в цитозоле и затем переносится в органеллу. Однако сравнительно немногие белки этих органелл и все их РНК кодируются в ДНК органеллы и синтезируются самой органеллой. Определение полной последовательности более чем 16000 нуклеотидов в митохондриальном геноме человека показало, что в нем содержатся структурные гены двух рибосомных РНК, 22 транспортных РНК и 13 различных полипептидных цепей. Геномы хлоропластов примерно в 10 раз больше генома митохондрий человека и, как полагают, содержат гораздо больше генов. Однако преобладающая роль в биогенезе органелл обоих типов принадлежит ядерному геному это видно из того факта, что проорганеллы образуются даже у таких мутантов, у которых полностью отсутствует функционирующий геном органелл. [c.70]

Но ряду причин большинство экспериментов по изучению механизмов биогенеза митохондрий проводится на культурах Sa haromy es arlshergensis (пивные дрожжи) и S. erevisiae ( пекарские дрожжи). Во-первых, при росте на глюкозе эти дрожжи обнаруживают уникальную способность существовать только за счет гликолиза и поэтому могут обходиться без функционально активных митохондрий, т.е. без окислительного фосфорилирования. Это дает возможность работать с клетками, митохондриальная и ядерная ДНК которых несут мутации, препятствующие нормальному развитию митохондрий. Такие мутации летальны почти у всех организмов. Во-вторых, дрожжи - простые одноклеточные эукариоты - легко выращивать и подвергать биохимическим исследованиям. И наконец, у дрожжей, обычно размножающихся бесполым способом путем почкования (асимметричного митоза), встречается и половой процесс. При половом размножении две гаплоидные клетки сливаются, образуя диплоидную зиготу, которая затем либо делится путем митоза, либо претерпевает мейоз и снова дает гаплоидные клетки. Возможность контролировать в лабораторных условиях чередование бесполого и полового размножения (разд. 13.2) намного облегчает проведение генетического анализа. Такой анализ позволяет выявить гены, ответственные за функцию митохондрий, и установить, которые из них находятся в ядерной ДНК и которые - в митохондриальной, поскольку мутации митохондриальных генов не наследуются по законам Менделя, которым подчиняется наследование ядерных генов [c.493]

При исследовании внутриклеточного транспорта липидов, так же как и при изучении трансмембранного переноса, используются фосфолипиды, несущие радиоактивную или флуоресцентную метку. Внутри клетки липиды транспортируются двумя независимыми способами в виде везикул или отдельных молекул в комплексе с белками-переносчиками. Как уже отмечалось, биогенез мембран требует переноса липидов от мембран эндоплазматического рети- <улума и аппарата Гольджи к митохондриям, лизосомам, другим мембранным структурам и цитоплазматической мембране. По-видимому, возможен и обратный перенос липидов от органелл к микросомам. [c.174]

Важный вывод из этих рассуждений состоит в том, что митохондрия не может образоваться самосборкой из составляюи их ее компонентов. Она происходит только от другой митохондрии подобно тому, как клетка происходит от клетки. Необходимым условием для биогенеза митохондрий служит наличие Аф на ее внутрен- [c.166]

Как показывает изучение мутантов petite у дрожжей, важнейшую роль в биогенезе митохондрий играет клеточное ядро [c.495]

Хотя у мутантов petite нет митохондриального синтеза белка и поэтому они не образуют митохондрий, способных синтезировать АТР, тем не менее > них есть митохондрии с нормальной наружной мембраной, но с плохо развитыми кристами внутренней мембраны (рис. 7-72). В таких митохондриях имеются практически все митохондриальные белки, кодируемые ядерным геномом и переносимые в органелл> из цитозоля, в том числе ДНК- и РНК-полимеразы, все ферменты цикла лимонной кислоты и большинство белков внутренней мембраны. Это наглядно демонстрирует нреобладаюшую роль ядерного генома в биогенезе митохондрий. Кроме того, ясно, что органеллы, способные делиться надвое, могут неопределенно долго воспроизводиться в цитоплазме нролиферируюших эукариотических клеток даже нри полном отсутствии собственного генома. Многие биологи полагают, что таким же путем обычно воспроизводятся пероксисомы (разд. 8.5.2). [c.496]

Ддро должно регулировать число митохондрий и хлоропластов в соответствии с потребностью клетки ядро должно также контролировать количество белков, синтезируемых на рибосомах внутри органелл. чтобы поддерживать надлежащий баланс между участием ядра и органелл в биогенезе митохондрий и хлоропластов. Хотя эти регуляторные аспекты имеют ключевое значение для понимания гомеостаза эукариотических клеток, наши знания об этом недостаточны. [c.496]

По ряду причин механизмы биогенеза митохондрий изучают сейчас в большинстве случаев на культурах Sa haromy es arlsbergensis (пивные дрожжи) и S. erevisiae (пекарские дрожжи). Во-первых, при росте на глюкозе эти дрожжи обнаруживают уникальную способность существовать только за счет гликолиза, т.е. обходиться без функции митохондрий. Это дает возможность изучать мутации в митохондриальной и ядерной ДНК, препятствующие развитию этих органелл. Такие мутации легальны почти у всех других организмов. Во-вторых, дрожжи-простые одноклеточные эукариоты-легко культивировать и подвергать биохимическому исследованию. И наконец, дрожжи могут размножаться как в гаплоидной, так и в диплоидной фазе, обычно бесполым способом-почкованием (асимметричный митоз). Но у дрожжей встречается и половой процесс время от времени две гаплоидные клетки сливаются, образуя диплоидную зиготу, которая затем либо делится путем митоза, [c.58]

Хотя у мутантов petite нет митохондриального синтеза белков и поэтому нормальных митохондрий не образуется, тем не менее такие мутанты содф-жат промитохондрии, которые в известной мере сходны с обычными митохондриями, имеют нормальную наружную мембрану и внутреннюю мембрану со слабо развитыми кристами (рис. 9-66). В промитохондриях имеются многие ферменты, кодируемые ядерными генами и синтезируемые на рибосомах цитоплазмы, в том числе ДНК- и РНК-полимеразы, все ферменты цикла лимонной кислоты и многие белки, входящие в состав внутренней мембраны. Это наглядно демонстрирует преобладающую роль ядерного генома в биогенезе митохондрий. [c.60]

Хотя биогенез органелл контролируется главным образом ядерными генами, сами органеллы тоже, судя по некоторым данным, оказывают какое-то регулирующее влияние по принципу обратной связи во всяком случае так обстоит дело с митохондриями. Если блокировать синтез белка в митохондриях интактных клеток, то в цитоплазме начинают в избытке образовьгааться фер- [c.66]

Биогенез мембран. Генетическая связь мембранных компонентов клетки выявляет ведущую роль мембран шероховатого ЭР в биогенезе клеточных мембран. Действительно, ЭР — основное место синтеза мембранных белков и липидов клетки. В мембранах ЭР локализованы конечные этапы синтеза глице-ролипидов, мембранных фосфолипидов (от которых зависит, например, сборка мембран митохондрий и хлоропластов), биосинтез стеролов, синтез всех насыщенных жирных кислот и системы преобразования насыщенных кислот в ненасыщенные. Именно в ретикулуме синтезируются свойственные растительным мембранам полиеновые жирные кислоты (линолевая, линоленовая, арахидоновая). Производными мембран ретикулума являются мембраны вакуолей, микротел, сферосом, возможно, наружные мембраны пластид и митохондрий. Ретикулум непосредственно связан с ядерной оболочкой. Через мембранную систему АГ он принимает участие в синтезе плазмалеммы [c.324]

В процессе превращения фосфатидилсерина в фосфатидил-этаноламин в митохондриях, а также при синтезе сфингомиелина с помощью переноса фосфохолиновой группы от фосфатидилхолина к церамиду в плазматической мембране в качестве субстратов используются фосфолипиды, синтезированные ранее в эндоплазматическом ретикулуме. Таким образом, внутриклеточный транспорт липидов — важнейший процесс биогенеза клеточных мембран. [c.172]

Важнейшим этапом формирования внутриклеточных структур являются процессы транскрипции и трансляции, приводящие к синтезу белков, способных, как и липиды, участвовать в самосборке клеточных компонентов (мембран, рибосом, полисом, микротрубочек, микрофиламентов и др.). Самосборка основывается на слабых взаимодействиях и характеризуется избирательностью, комплемептарностью, самопроизвольностью и обратимостью. Биогенез хлоропластов и митохондрий включает в себя как элементы обновления и самосборки мембран, так и размножение путем деления органоидов с последующей дифферепци-ровкой внутренних мембранных структур. [c.333]

Спонтанный транспорт фосфолипидов между различными органеллами — очень медленный процесс с полупериодом около 12 ч. Возможно, он имеет физиологическое значение при биогенезе-биомембран. В то же время транспорт вновь синтезированных фосфолипидов в митохондрии из эндоплазматического ретикулума в клетках печени крыс осуществляется в течение нескольких минут. Из цитозоля клеток печени были получены белки, способные осуществлять перенос фосфолипидов между органеллами в опытах in vitro, но неизвестно, как эти процессы протекают в клетке in vivo. [c.175]

Ключевую роль в анализе биогенеза митохондрий сыфали генетические исследования на дрожжах. Ярким примфом служит изучение мутантов с обширными делециями в митохондриальной ДНК, которая приводит к полному прекращению белкового синтеза в митохондриях. Не удивительно поэтому, что у таких мутантов отсутствуют дышащие митохондрии. Редко встречающаяся, но важная фуппа таких мутантов вообще не имеет митохондриальной ДНК. Так как при росте на среде с низким содержанием глюкозы такие мутанты образуют необычно мелкие колонии, всех мутантов с дефектными митохондриями называют цитоплазматическими щ тантамиpetite. [c.495]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология