Эукариоты происхождение

Огромные различия между клетками про- и эукариот породили множество предположений относительно характера эволюционных взаимоотношений между этими двумя основными категориями живых существ. Согласно одной из популярных теорий, митохондрии ведут свое происхождение от аэробных бактерий. Предполагается, что после появления сине-зеленых водорослей и накопления в атмосфере достаточного количества кислорода возник симбиоз между мелкими аэробными и более крупными облигатно анаэробными бактериями. При этом аэробные бактерии, поселившись внутри клеток анаэробов, поглощали весь кислород и защищали тем самым организм хозяина, для которых кислород [c.37]

Опыты с искусственными генными конструкциями, составленными из отрезков ДНК разного происхождения, выявили существование особого цис-действующего элемента регуляции генов эукариот, получившего название усилителя (энхансера) или активатора транскрипции. Энхансеры представлены короткими последовательностями ДНК, состоящими из отдельных элементов (модулей), включающих десятки нуклеотидных пар. Модули могут представлять собой повторяющиеся единицы. Энхансер увеличивает эффективность транскрипции гена в десятки и сотни раз. Впервые энхансеры были обнаружены в составе геномов животных ДНК-содержащих вирусов ( У40 и полиомы), где они обеспечивают активную транскрипцию вирусных генов. Извлеченные из вирусных геномов и включенные в состав искусственных генетических конструкций, они резко усиливали экспрессию ряда клеточных генов. Позднее были обнаружены собственные энхансеры генов эукариотической клетки. Особенность энхансеров состоит в том, что они способны действовать на больших расстояниях (более чем 1000 п. н.) и вне зависимости от ориентации по отношению к направлению транскрипции гена. Оказалось, что энхансеры могут располагаться как на 5 -, так и на З -конце фрагмента ДНК, включающего ген, а также в составе интронов (рис. 112, а). Например, энхансеры были выявлены в районе 400 п. н. перед стартом транскрипции генов инсулина и химо-трипсина крысы. В случае гена алкогольдегидрогеназы дрозофилы энхансер был локализован за 2000 п. н. перед промотором. Энхансеры обнаружены на 3 -фланге гена, кодирующего полипептидный гормон-плацентарный лактоген человека, а также в составе интронов генов иммуноглобулинов и коллагена. [c.203]

Грибы — одноклеточные и многоклеточные микроорганизмы растительного происхождения, лишенные хлорофилла, но имеющие черты животной клетки, эукариоты. [c.3]

Могли ли мы представить себе, что за последние годы методы исследования ДНК получат такое колоссальное развитие. К замечательным методам, с помощью которых в настоящее время можно изучать ДНК, относятся методы создания молекул ДНК путем соединения последовательностей, имеющих совершенно разное происхождение. Получаемый продукт часто называют рекомбинантной ДНК, а методы (более популярный термин)-генетической инженерией. Эти методы в равной степени применимы к прокариотам и к эукариотам, хотя их возможности особенно очевидны при изучении эукариотических геномов. Используя такие методы, можно выделить и охарактеризовать гены, недоступные для изучения другими способами. [c.236]

Как про-, так и эукариоты содержат ферменты, метилирующие ДНК. В каждом бактериальном штамме присутствует фермент (или ферменты), определяющий тип модификации его ДНК этот признак можно использовать для решения вопросов о происхождении той или иной ДНК. [c.431]

Геном эукариот обладает способностью накапливать дополнительные последовательности экзогенного или эндогенного происхождения. Такие последовательности независимо от того, добавлены ли они извне или имеют хромосомное происхождение, могут давать начало множественным копиям, которые существуют в виде тандемных последовательностей либо вне хромосомы, либо в составе хромосом. Находясь вне хромосом, дополнительный материал наследуется неравномерно (он не сегрегирует поровну прй делении, как это свойственно истинным плазмидам). Материал, включенный в геном хозяина, является его компонентом. [c.497]

Как можно представить себе эволюционное происхождение этих фундаментальных различий Не исключено, что генетическая структура современных эукариот отражает наиболее древнюю структурную организацию, которая послужила также эволюционным предком и сегодняшних прокариотических организмов, например таких, как Е. соИ. Эволюция бактерий могла быть ответом на возникшие селективные условия, благоприятствовавшие быстрому росту и клеточному делению. Эволюционные преимущества в таких условиях могли оказаться достигнутыми благодаря слиянию ядра с цитоплазмой и сопряжению процессов транскрипции и трансляции. Это могло в конце концов привести и к выщеплению интронов, присутствие которых препятствовало бы правильной трансляции первичных транскриптов. [c.60]

Рис. 1-22. Гипотеза о происхождении эукариот путем симбиоза аэробных и анаэробных прокариот

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]

Клетки эукариот В биохимической технологии используют эукариотические клетки различного происхождения Источниками их являются виды, относящиеся к царствам My ota, Plantae и Animalia К настоящему времени ассортимент первых более широкий, чем ассортимент растительных и животных клеток, эксплуатируемых в производстве Клетки эукариот во многом сходны между собой, тем не менее, имеющиеся различия привносят свои особенности, сказывающиеся на их структуре и функциях На рис 31 достаточно объективно отражены фактические данные, накопленные исследователями при изучении строения клеток эукариот [c.106]

Следует иметь в виду, что клетки прокариот и эукариот имеют отрицательный заряд и поэтому ионные взаимодействия, существующие между ними, присущи так же клеткам и субстратам, несущим электрический заряд Если этот заряд отрицательный (как и заряд клетки), то в среде должны быть двухвалентные катионы и адгезии, например, фибронектин клеточного или плазматического происхождения Фибронектин — гликопротеин с ММ 200-250 кДа Он найден на поверхности глиальных клеток и фибробластов, в плазме, амниотической и спинно-мозговой жидкостях [c.150]

Фитобиотехнология — составная часть биотехнологии. Объектами ее являются клетки и ткани растений — фотоавтотрофных эукариот, а также биоактивные молекулы растительного происхождения (ферменты, нуклеиновые кислоты, стероиды и некоторые другие сложные органические вещества). Следует обратить внимание на тот факт, что растительные клетки в культуре обычно являются хемогетеротрофамИ. [c.489]

АТР. Они обладают особым аппаратом дыхательной электрон-транспортной) цепью и ферментом АТР-синтазой, обе системы у прокариот находятря в плазматической мембране, а у эукариот-во внутренней мембране митохондрий. Ведущие свое происхождение от субстратов восстановительные эквиваленты (Н или электроны) в этих мембранах поступают в дыхательную цепь, и электроны переносятся на О 2 (или другие терминальные акцепторы электронов). В дыхательной цепи происходят реакции, представляющие собой биохимический аналог сгорания водорода. От химического горения молекулярного водорода они отли-чг ются тем, что значительная часть свободной энергии переводится при этом в биологически доступную форму, т.е. в АТР, и лишь небольшая доля рассецвается в виде тепла. [c.235]

Как видно из табл. 17, у большинства прокариотов преобладают поликапренолы с 11 изопреноидными остатками (С55), однако в микобактериях имеются переносчики с 10 остатками ( so). Поликапренолы эукариотов более высокомолекулярны, т. е. аналогичны долихолам (животного происхождения), их а-звено в отличие от такового подавляющего большинства прокариотов насыщенно. [c.215]

Кроме указанных выше различий, процесс инициации у эукариот, по-видимому, в общих чертах аналогичен то-. му, что происходит у Е. oli. В ретикулоцитах (незрелых эритроцитах), с которыми проводится основная часть работ, существует значительно больше факторов инициации, по крайней мере, девять обнаружены к настоящему времени. Факторы названы аналогично бактериальным, но с добавлением приставки е , указывающей на их эукариотическое происхождение. Известный на сегодняшний день перечень факторов приведен в табл. 6.2. Каждая из фракций eIF2 и eIF3 содержат по несколько цепей. Другие факторы преимущественно представлены единичными полипептидами, функции которых пока еще изучены недостаточно полно. [c.77]

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]

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]

Рибосомам прокариот и эукариот свойственна высокая степень гомологии, несмотря на довольно существенные различия в числе и в размерах обоих видов компонентов - рРНК и белков. Преобладающая роль рРНК в структуре и функции рибосом, возможно, отражает происхождение белкового синтеза, на ранних этапах эволюционировавшего в среде, где катализ осуществляется с помощью РНК. [c.276]

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]

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]

Происхождение клеточного ядра, имеющего особенным образом устроенную двойную мембрану, более загадочно. Известно, что единственная бактериальная хромосома прикреплена к совершенно определенным участкам с внутренней стороны прокариотической плазматической мембраны. Одно из предположений состоит в том. что двуслойная ядерная оболочка могла образоваться из глубокого виячивания плазматической мембраны, как показано на рис. 8-4, Б. Эта гипотеза объясняет, почему внутреннее пространство ядра топологически эквивалентно цитозолю. Действительно, во время митоза у высших эукариот ядерная оболочка разрушается, и содержимое ядра полностью смешивается с цитозолем, чего никогда не происходит ни с одной другой мембранной органеллой. Таким образом, во время митоза клетка временно возвращается к прокариотическому состоянию, когда хромосомы не имеют отдельного компартмента. [c.9]

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]

Другую версию происхождения митоза выдвинул Гоксойр [714]. Несколько анаэробных прокариотических клеток установили между собой ценоцитные взаимоотношения, причем ДНК этих клеток собралась в центре. В результате возник анаэробный, но способный к митозу эукариот. Никаких подробностей относительно механизма концентрации автор не приводит. После появления в атмосфере кислорода эукариот вступил в симбиотические отношения с дышащими прокариотами (промитохондриями). Насс [1319] предположил, что в колонии прокариотов произошли слияние и крайняя специализация. Благожелательно обсуждая эту идею, Стэниер [1777] все же признал ее неприемлемой и отметил, что она несет на себе печать художественного вымысла. [c.192]

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]

Маргулис полагает, что хозяевами промитохондрий были анаэробные организмы. По мнению де Дюва и его коллег [459—462, 1299], хозяин содержал какую-то предковую форму пероксисомы 18, Е) и, следовательно, был аэробом, но пероксисомы были и остаются неспособными к окислительному фосфорилированию. Таким образом, приобретение промитохондрий все же дало хозяину большие преимущества. Исходные механизмы для окисления, имевшиеся у хозяина, впоследствии могли переключиться на другие функции. Частично основываясь на работе Долина [487], де Дюв более подробно рассмотрел вопрос о происхождении пероксисом. Он предположил, что все пероксисомы у всех эукариотов родственны между собой и должны иметь общего предка. Эту предковую пероксисому он представляет себе как окисляющую частицу с многообразными функциями в метаболизме, в некоторых отношениях сравнимую с митохондрией. Как уже указывалось, они были не способны к накоплению энергии, но использовали образование и расщепление НгОг для передачи избытка электронов и способствовали, очевидно, снятию тех жестких ограничений, которые накладывались на (ферментативный.— Э.Б.) энергетический обмен необходимостью использования метаболитов в качестве конечных акцепторов электронов 13, А). Пути, которыми лишние электроны (в составе НАД-Н или других восстановителей) могли проникать в пероксисомы, подробно обсуждались Герхардтом [677]. [c.193]

Разнообразие организмов, занимающих функциональную нишу первичных продуцентов - оксигенных фотоавтотрофов, составляет предмет ботаники. Цианобактерии, микроводоросли-протисты, макроводоросли, бессосудистые и сосудистые растения в общем образуют монофилетическое дерево, хотя на уровне эукариот-протист оно возникает комбинаторным путем с разными нефотосинтетиче-скими предшественниками. Разные ветви дерева водорослей обнаруживают параллелизм постепенно усложняющихся форм, указывая на общие законы дифференциации, не зависящие от общности происхождения. Параллелизм форм водорослей явился одним из наиболее крупных эмпирических обобщений описательной ботаники 1920-х годов. [c.119]

В литературе имеются сообщения о трансформации и трансдукции у эукариот. Такие примеры есть как для растений [2315], так и для культивируемых клеток животных. В некоторых случаях удавалось достигнуть экспрессии генов прокариот в клетках эукариот. ДНК прокариот в большинстве случаев принадлежала вирусам, но иногда была бактериального происхождения. Наиболее известный пример-перенос и экспрессия Gal-оперона Е. соИ в фибробласты человека, осуществленный в 1971 г. [2341]. У человека галактоза мета-болизируется так же, как у Е. соИ, и известны мутации, связанные с недостаточностью каждого из трех участвующих в метаболизме ферментов. Самой распространенной является галактоземия (23040), обусловленная дефектом P-gal-уридил-трансферазы. Инкубация таких клеток in vitro с лямбда-фагами, несущими Gal-one- [c.167]

Смотреть страницы где упоминается термин Эукариоты происхождение: [c.169] [c.169] [c.88] [c.77] [c.132] [c.318] [c.61] [c.499] [c.240] [c.240] [c.187] [c.190] [c.89] [c.332] [c.334] [c.335] [c.95] [c.167] [c.143] [c.187] [c.190]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология