Фотосинтетический аппарат бактерий

Фиг. 16. Каротиноиды фотосинтетического аппарата бактерий.

Все пурпурные бактерии характеризуются сходным строением и функционированием фотосинтетического аппарата. Они могут расти на свету в анаэробных условиях, осуществляя фотосинтез бескислородного типа. Однако по целому ряду физиологических особенностей, в том числе и по использованию разных соединений в качестве донора электронов при фотосинтезе, между представителями пурпурных бактерий обнаружены значительные различия. Поэтому на основании ряда физиологических признаков группу подразделяют на пурпурные серные и несерные бактерии. [c.298]

Необходимо иметь в виду, что параллельно с изменением фотосинтетической функции должна была изменяться и структура фотосинтетического аппарата. Действительно, современные организмы, отличающиеся по способу использования энергии света, имеют различную структуру фотосинтетического аппарата. До 1952 года считали, что у наиболее примитивных форм — фотосинтезирующих бактерий и сине-зеленых водорослей — хлорофилл диффузно рассеян в протоплазме, в то время как у остальных водорослей и высших растений он скон- [c.21]

В одном из предыдущих разделов, посвященных классификации организмов, использующих энергию света, уже сообщалось, что фотосинтетический аппарат у разных типов растений имеет разное строение. У фотосинтезирующих бактерий и сине-зеленых водорослей хроматофоры представляют собой индивидуальные тилакоиды или их скопления, не окруженные общей мембраной. [c.77]

Число единиц фотосинтетического аппарата в клетках растений различных систематических групп может сильно колебаться. У фотосинтезирующих бактерий число тилакоидов в клетках может доходить до нескольких тысяч. У водоро слей часто обнаруживается всего один хроматофор (правда, вмещающий большое количество [c.77]

Фотосинтезирующие организмы. Самый примитивный тип фотосинтеза осуществляют солелюбивые галобактерии, живущие в средах с высоким (до 30 %) содержанием хлорида натрия. Простейшими организмами, способными осуществлять фотосинтез, являются также пурпурные и зеленые серобактерии, а также несерные пурпурные бактерии. Фотосинтетический аппарат у этих организмов устроен гораздо проще (состоит из одной фотосистемы), чем у растений кроме того, они не выделяют кислород, так как в качестве источника электронов используют соединения серы, а не воду. Фотосинтез такого типа получил название бактериального. Однако существуют цианобактерии (прокариоты, способные к фотоокислению воды и вьщелению кислорода), обладающие более сложной организацией фотосинтетического аппарата — двумя сопряженно работающими фотосистемами. У растений реакции фотосинтеза осуществляются в специализированных органеллах клетки — хлоропластах. У всех растений (от водорослей и мхов до современных голосеменных и покрытосеменных) прослеживается много общих черт в структурно-функциональной организации фотосинтетического аппарата. [c.418]

Абдурахманов И. А. Изучение структурной организации пигментов фотосинтетического аппарата пурпурных бактерий методом линейного дихроизма Автореф. дис.. .. канд. физ.-мат. наук. М. МГУ, 1981.24 с. [c.287]

Все пурпурные бактерии характеризуются сходным строением и функционированием фотосинтетического аппарата. Они могут расти на свету в анаэробных условиях, осуществляя фотосинтез бескислородного типа. [c.256]

Морфология фотосинтетического аппарата различна у пурпурных и зеленых бактерий и отличается от морфологии хлоропластов. Спектры возбуждения флуоресценции бактериохлорофилла у пурпурных бактерий показывают, что энергия света, поглощенного каротиноидами и коротковолновыми пигментными формами бактериохлорофилла, передается на самые длинноволновые его формы, поглощающие при 870 и 890 нм, и только [c.105]

Самым важным фотосинтетическим пигментом у всех растений является хлорофилл а (Хл а) в бактериях ему соответствует бактериохлорофилл (БХл). Кроме того, фотосинтезирующий аппарат всех клеток содержит ряд пигментов, обычно называемых дополнительными или вспомогательными. Нам теперь ясно, что функции этих компонентов не менее существенны, чем функция обычного хлорофилла а. У всех зеленых растений, включая водоросли, к такого рода пигментам относится также особая форма хлорофилла а (поглощающая в более коротковолновой области спектра) и хлорофилл Ъ. Ряд других вспомогательных пигментов указан в табл. 37. Среди них особенно важную роль играют каротиноиды и фикобилины (фикоцианин и фикоэритрин). На фиг. 93 показано строение некоторых фотосинтетических пигментов. [c.320]

Среди внутрицитоплазматических мембран вьщеляют несколько видов (табл. 4). Развитая система внутрицитоплазматических мембран характерна для большинства фотосинтезирующих эубактерий. Поскольку было показано, что в этих мембранах локализован фотосинтетический аппарат клетки, они получили общее название фотосинтетических мембран. Все фотосинтетические мембраны (как и все внутриклеточные) — производные ЦПМ, возникшие в результате ее разрастания и глубокого впячивания (инвагинации) в цитоплазму. У некоторых организмов (пурпурные бактерии) фотосинтетические мембраны сохранили тесную связь с ЦПМ, легко обнаруживаемую при электронно-микроскопическом изучении ультратонких срезов клетки. У цианобактерий эта связь менее очевидна. Одни авторы считают, что связь фотосинтетических мембран с ЦПМ у цианобактерий всегда существует, но трудно выявляется, поскольку редко попадает в плоскость среза препарата. По другому мнению, фотосинтетические мембраны цианобактерий — структуры, возникшие первоначально из ЦПМ, но впоследствии отделившиеся от нее и являющиеся в настоящее время автономными клеточными компонентами. [c.52]

Два компоненту фотосинтетического аппарата — реакционные центры и электронтранспортные системы — всегда локализованы в клеточных мембранах, представленных ЦПМ и у большинства фотосинтезирующих эубактерий развитой системой внутрицитоплазматических мембран — производных ЦПМ (см. рис. 4). Локализация светособирающих пигментов в разных группах фотосинтезирующих эубактерий различна (табл. 22). У пурпурных бактерий, гелиобактерий и прохлорофит светособирающие пигменты в виде комплексов с белками интегрированы в мембраны (рис. 72, А). В клетках зеленых бактерий и цианобактерий основная масса све-тособирающих пигментов находится в особых структурах, прикрепленных к поверхности мембраны, но не являющихся ее компонентом. Это хлоросомы зеленых бактерий и фикобилисомы цианобактерий (см. рис. 4). [c.274]

У недавно описанной бактерии НеИоШгЬс oregonensis, близкой по данным анализа 55 рРНК к нитчатым зеленым бактериям, обнаружен только один вид хлорофилла — бактериохлорофилл а и отсутствуют хлоросомы все компоненты фотосинтетического аппарата этой бактерии локализованы в ЦПМ. [c.274]

Известно 5 групп эубактерий, способных преобразовывать световую энергию в химическую с помощью хлорофилла. Фотосинтез, осуществляемый ими, делится на 2 типа не сопровождающийся выделением молекулярного кислорода (бескислородный фотосинтез) и сопровождающийся выделением О2 (кислородный фотосинтез). В соответствии с этим все фотосинтезирующие эубактерии в IX издании Определителя бактерий Берги предложено разделить на две таксономические группы в ранге классов Апоху-рЬо1оЬас1епа и ОхурЬо1оЬас1епа. Эубактерии, осуществляющие бескислородный фотосинтез, на основании таких признаков, как пигментный состав и тонкое строение фотосинтетического аппарата, делятся на 3 группы пурпурные, зеленые бактерии и гелиобактерии. Эубактерии, фотосинтез которых сопровождается выделением О2, включают 2 группы организмов цианобактерии и прохлорофиты. В основу деления положены те же признаки (см. табл. 21 — 23). Критерии, определяющие там, где это возможно, деление на таксоны более низкого ранга, даны при характеристике каждой из выделенных групп. [c.297]

Бактерии рода Егу1кгоЬас1егт1 р снь тем, что необходимую для роста энергию получают в результате аэробного дыхания, но не утратили при этом бактериохлорофилла а и других компонентов фотосинтетического аппарата. [c.302]

Илтересный пример частичной тождественности энзиматического аппарата дыхания и фотосинтеза встречается у некоторых бактерий. Предполагается (см. главу V), что эти бактерии пользуются одними и теми же энзиматическими каналами для передачи водорода от органических доноров к кислороду в темноте (дыхание) и к двуокиси углерода на свету (фотосинтезу). Это дублирование энзиматических функций имеет место в той части фотосинтетического аппарата, которая у зеленых растений обычно неактивна (гидрогеназная система, см. главу VI). [c.573]

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]

Бержерон дж. Хроматофоры бактерий. К кн. "Структура и функция фотосинтетического аппарата". М., ИЛ, 1962 [c.276]

Станиер Р. Формирование и функция фотосинтетической системы пурпурных бактерий. В кн. "Структура и функция фотосинтетического аппарата". М., ИЛ, 1962. [c.290]

Рис. 129. Мембранные структуры фотосинтетического аппарата у зеленых бактерий А) п цианобактерий Б) (РЦ — реакционный центр АФЦ — аллофикоцианин ФЦ — фикоцианин ФЭ — фикоэритрин)

Зеленые несерные бактерии имеют палочковидные клетки, собранные в нити, с чехлами или без них, передвигающиеся скольжением и обладающие рядом таксисов. Некоторые обладают газовыми вакуолями. Запасают поли-р-гидроксиалканоаты и полиглю-каны. Клеточные стенки содержат значительные количества ненасыщенных и неразветвленных жирных кислот. Вспомогательные пигменты представлены Р-, у-каротином или миксобактином. Фотосинтетический аппарат локализован в хлоросомах и ЦПМ. Из переносчиков найдены цитохромы Ь, с, менахиноны 8 и 9, Ре8-белки. Бактериохлорофиллы синтезируют на свету и в темноте, но в отсутствии кислорода. Представители этой группы требуют для фотосинтеза высокой интенсивности света, донорами при фотосинтезе могут быть сероводород и молекулярный водород. [c.192]

Существенным для понимания всех аспектов переноса электронов в мембранах, а также сопряженных с ним процессов является вращательная и латеральная диффузия не только подвижных переносчиков, но и отдельных комплексов и их агрегатов. Подвижность комплексов приводит к тому, что теряет смысл понятие единой структурной электронтранспортной цепи, так как стехиометрия взаимодействия комплексов определена лишь в среднем и может меняться при изменении внешних условий. Если регулируемая условиями внешней среды латеральная асимметрия в распределении комплексов переносчиков достаточно хорошо установлена для фотосинтетического аппарата высших растений, то, несомненно, аналогичные процессы регулирования пространственной обособленности отдельных реакций могут происходить и у фотосинтезрфующих бактерий и митохондрий. Динамическая организация электронного транспорта, проявляющаяся в процессах агрегации— дезагрегации как отдельных переносчиков электронов с комплексами, так и самих комплексов, приводит к быстрому и высокоэффективному переносу электронов (внутри комплексов), увеличивает надежность функционирования цепи переноса электронов, обеспечивая возможность замены вышедших из строя элементов, а также их встраивание в процессе б иогенеза и, кроме того, обеспечивает возможность эффективных способов регуляции транспорта электронов за счет изменения степени агрегации комплексов, их пространственной обособленности и взаимного положения в мембране. Асимметричная латеральная и трансмембранная организация комплексов в мембране может направленно регулироваться такими факторами, как липидный состав мембраны, соотношение липид/белок, микровязкость, энзиматическая модификация белков, ионный состав среды и др. [c.286]

Фотосинтетический аппарат состоит из трех основных компонентов 1) светсобирающих пигментов, поглощающих энергию света и передающих ее в реакционные центры 2) фотохимических реакционных центров, где происходит трансформация электромагнитной формы энергии в химическую 3) фотосинтетических электронтранспортных систем, обеспечивающих перенос электронов, сопряженный с запасанием энергии в молекулах АТФ. В фотохимической реакции участвуют хлорофиллы или бактериохлорофиллы а в модифицированной форме. Эти же виды хлорофиллов, наряду с другими (бактериохлорофиллы с, d, е, хлорофилл ), а также пигментами иных типов (фикобилипротеиды, каротиноиды) выполняют функцию антенны. У некоторых пурпурных бактерий, содержащих только бактериохлорофилл Ь, он выполняет обе функции (табл. 23). [c.233]

Компненты фотосинтетического аппарата Пурпурные бактерии Зеленые бактерии Цианобактерии Прохлорофиты [c.234]

В течение длительного времени зеленые бактерии принимали за зеленые или сине-зеленые водоросли (цианобактерии). Начало их изучения как бактерий связано с именами С. Н. Виноградского и К. ван Ннля. Сейчас эта небольшая группа прокариот, осуществляюпхих фотосинтез бескислородного типа, на основании особенностей пигментного состава и строения фотосинтетического аппарата выделена в порядок hlorobiales и насчитывает более 15 видов, объединенных в 8 родов. [c.260]

С помощью ингибитора дихлорофенилдиметилмочевины (ДХММ) оказалось возможным у ряда цианобактерий отключить И фотосистему при сохранении активности I фотосистемы (см. рис. 80, В). В этих условиях функционирование фотосинтетического аппарата претерпевает определенные изменения 1) фотосинтез становится бескислородным 2) возникает потребность в экзогенных донорах электронов 3) так как поток электронов между двумя фотосистемами прерывается, синтез АТФ сопряжен только с циклическим электронным транспортом, связанным с I фотосистемой. В качестве экзогенных доноров электронов цианобактерии могут использовать некоторые восстановленные соединения серы (H2S, КагЗгОз), молекулярный водород, ряд органических соединений (сахара, кислоты). Предполагают, что процесс бескислородного фотосинтеза у цианобактерий может протекать несколькими путями 1. Первая фотосистема индуцирует как циклический, так и нециклический транспорт электронов. Вследствие функционирования обоих электронных потоков фотохимическим путем образуются АТФ и НАДФ-Нг, используемые для ассимиляции СО2 в цикле Кальвина. В этом случае процесс бескислородного фотосинтеза цианобактерий сходен с таковым зеленых бактерий (см. рис. 80, Б), [c.276]

Между процессами, ведущими к рекомбинации у эукариот, при всем их разнообразии гораздо больше сходства, чем между аналогичными процессами у эукариот и прокариот. Процессы, предшествующие рекомбинации у прокариот, не столь сложны, что связано с относительной простотой их организации. Прокариоты, к которым относят бактерии, актиноми-цеты, цианобактерии (синезеленые водоросли) и др., как правило, одноклеточны, дифференцировка их клеток никогда не достигает уровня, характерного даже для примитивных эукариот, у них не бывает ни мейоза, ни митоза, а строение клетки (рис. 9.1) характеризуется отсутствием компартментализации. На электронных микрофотографиях клеток прокариот можно видеть только две структурно различающиеся области цитоплазму и нуклеоплазму, или нуклеоид. Цитоплазма и нуклеоид не разделены мембраной. Внутренние мембраны также отсутствуют. Единственное исключение — фотосинтетический аппарат цианобактерий, располага- [c.198]

Растения с их фотосинтетическим аппаратом и способностью-к непосредственному использованию минеральных веществ почвы относятся к ряду организмов, наиболее независимых от молекулярного состава среды. К этому же ряду принадлежат к бактерии, особенно их фотосинтезирующие виды. Однако растения остаются в какой-то степени узниками ограничений, налагаемых первоначальным химическим импринтом. Химическая канализация возникает потому, что их зародыши не могут сво-бодно развиваться в непосредственном контакте со средой пищей им служат химические вещества, поступающие из других тканей. Для формирования за.родыша требуются значительные количества питательных веществ, и в этом отношении зародыш,, можно сказать, паразитирует на материнских тканях. Он снабжается в основном крахмалом, белком и алифатическими растительными маслами. [c.95]

Каким образом совокупность генетической информации, заложенной в оплодотворенном яйце, используется для направления развития дифференцирующегося организма Серьезная постановка этой проблемы оказалась возможной уже несколько десятилетий назад информация, касающаяся химических аспектов развития эмбрионов кур, морских ежей и других видов, накапливалась в течение многих лет. Но лишь в настоящее время благодаря более глубокому пониманию молекулярно-генетических механизмов созданы предпосылки для успешной разработки данной проблемы. Все возрастает объем работ, в которых рассматриваются различные механизмы, обеспечивающие определенные изменения в ходе развития простых организмов, например споруляцию или образование ресничек у бактерий, происходящее на свету образование фотосинтетического аппарата у Euglena и др. Однако этот удивительный процесс изучен пока еще недостаточно. Объем имеющейся информации невелик, и проблема в целом представляет собой обширное поле для будущих исследований. [c.20]

Согласно теории эндосимбиоза (Margulis, 1970 1981), митохондрии эукариот и хлоропласты растений и зеленых жгутиковых произошли от свободноживущих прокариот, заселивших примитивные эукариотические клетки и оставшихся в цитоплазме в качестве постоянных самовоопроизводящихся симбионтов. Считается, что митохондрии происходят от аэробных бактерий, а хлоропласты — от синезеленых водорослей. Основанием для этой теории служит структурное и биохимическое сходство между этими органеллами и соответствующими формами современных прокариот. Митохондрии содержат кольцевые молекулы двухцепочечной ДНК, сходной с ДНК бактерий. Хлоропласты, так же как и клетки синезеленых водорослей, окружены мембраной, содержат фотосинтетический аппарат и, помимо ДНК, тельца, похожие на рибосомы, Кроме того, синезеленые водоросли часто вступают в симбиоз с различными эукариотическими организмами. [c.194]

Большая часть работ по ЭПР фотосинтетических систем была выполнена на фотосинтезирующих бактериях. Эти организмы появились на раннем этапе эволюционного развития фотосинте-тического аппарата, так как они не умеют освобождать кислород из воды. Однако большинство их способно связывать СОг и в процессе фиксации СОг окисляет различные субстраты, в том числе ПгЗ или молекулярный водород. [c.414]

Среди внутрицитоплазматических мембран выделяют несколько видов (табл. 6). Развитая система внутрицитоплазматических мембран характерна для большинства фотосинтезирующих прокариот. Поскольку было показано, что в этих мембранах локализован фотосинтетиче-ский аппарат клетки, они получили общее название фотосинтетических мембран. Все фотосинтетические мембраны (как и все внутриклеточные) — производные ЦПМ, возникшие в результате ее разрастания и глубокого впячивания (инвагинации) в цитоплазму. У некоторых организмов (пурпурные бактерии) фотосинтетические мембраны сохранили тесную связь с ЦПМ, легко обнаруживаемую при электронномикроскопическом изучении ультратонких срезов клетки. У цианобак- [c.44]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология