Перенос клеточных органелл

Перенос клеточных органелл [c.49]

Наиболее детально вопрос о распределении биохимических процессов между клеточными органеллами изучен на примере митохондрий. Главным назначением митохондрий является окислительное фосфорилирование. В митохондриях происходят такие процессы, как цикл трикарбоновых кислот, окисление жирных кислот, собственно окислительное фосфорилирование и некоторые другие превращения, о которых будет сказано ниже. Системы, осуществляющие перечисленные процессы, распределены между различными отделами митохондрий. Так, комплекс белков, осуществляющих перенос электронов от NAD-Н к молекулярному кислороду и сопряженное фосфорилирование АДФ, полностью вмонтирован во внутреннюю митохондриальную мембрану. Цикл трикарбоновых кислот функционирует в митохондриальном матриксе, за исключением стадии дегидрирования сукцината, которое осуществляется с помощью сукцинат дегидрогеназы, также входящей в состав внутренней мембраны. Пируватдегидрогеназный комплекс и система ферментов, катализирующих окисление жирных кислот, поставляющие ацетил-СоА в цикл трикарбоновых кислот, целиком сосредоточены в матриксе. [c.433]

Однако работы по переносу чужеродных органелл и ДНК только начинают развиваться. В целом использование изолированных протопластов в генетической реконструкции клетки, как видим, открывает перспективы перед клеточной селекцией. [c.159]

Механизмы наследования, рассмотренные в этой главе, убеждают в том, что клетка может содержать сложную систему полуавтономных взаимодействуюш их генетических единиц, находящихся не только в хромосомах ядра, но и в нуклеоплазме, в клеточных органеллах (пластидах, митохондриях и др.), а также в цитоплазме. Наследование этих генетических детерминант порой трудно отличить от наследования эндосимбионтов и вирусов. Особенно это касается вирусов, поскольку провирусы могут объединяться с геномом клетки в ее ядре и приобретать свойства, характерные для эписом в интегрированном состоянии, т. е. наследоваться как часть генетического материала ядра. Это в свою очередь открывает дополнительные перспективы направленного переноса отдельных генов — проблема, которая будет рассмотрена в следующей главе. [c.256]

Многие белки синтезируются на рибосомах, расположенных в цитозоле, и освобождаются в цитозоль. Другие белки, предназначенные для включения в клеточные органеллы или для секреции, синтезируются на рибосомах, связанных с шероховатым эндоплазматическим ретикулумом. Синтез таких белков начинается в цитозоле с образования короткого гидрофобного сигнального пептида. При участии специальных белков рибосома прикрепляется к мембране ретикулума таким образом, что сигнальный пептид своей К-концевой частью оказывается в полости ретикулума (рис. 7.24). Затем трансляция продолжается, сигнальный пептид дорастает примерно до 20 аминокислотных остатков, после чего отщепляется специфической протеазой, а пептидная цепь белка растет и после завершения синтеза оказывается в полости ретикулума. В образовании правильной пространственной структуры в процессе переноса белка через мембрану участвуют шапероны. Затем в пластинчатом комплексе эти белки включаются в везикулы, из [c.222]

Клеточные форменные элементы — ядро, митохондрии, рибосомы, пластиды и другие — играют роль аппаратов, в которых сосредоточены онределенные классы реакций в ядре — главным образом синтез РНК для переноса информации в цитоплазму в рибосомах — синтез белка иод влиянием информации, приходящей из ядра в митохондриях — реакции дыхательного фосфорилирования, создающие запас химической энергии, перетекающей затем в другие органеллы, где энергия потребляется. Регулирование процессов осуществляется тем, что структурные элементы клеток обладают свойствами мембран, через которые очень быстро и весьма селективно проникают вещества определен- [c.138]

Изолированные из тканей растения или культивируемых клеток протопласты (см. гл. 2) после образования клеточной стенки являются идеальными отдельными клетками. До образования стенки их используют для переноса в клетку и (или) растение молекул (рекомбинантные ДНК), органелл, вирусов, бактериальных клеток, несущих генетическую информацию. При этом применяют различные методь микроинъекции, слияния с липосома-ми, в которые введены информационные макромолекулы, элект- [c.27]

Протопласты являются весьма лабильными образованиями и могут служить объектами для введения в клетку чужеродных материалов не только путем соматической гибридизации за счет слияния протопластов, но и посредством переноса в них изолированных ДНК или органелл других клеток. Удалось трансплантировать ядра, хлоропласты, что позволяет рассматривать данный прием в качестве достаточно перспективного для целей клеточной инженерии. Таким образом, в настоящее время уже существуют методы, позволяющие осуществлять [c.102]

А. содержатся в животных, растениях и микроорганизмах. Многие А. связаны с мембранами клеток и клеточных органелл (транспортные А., АТФ-синтетазы митохондрий, хлоропластов и микроорганизмов). Функционирование таких А. сопряжено с переносом в-в через мембраны. Ингибиторы А. митохондрий-оловоорг. соед., ионы N3, нек-рые антибиотики (напр., ауромнцин) Ыа - и К-зависимых А. клеточных мембран-уабаин, или строфантин О А. миозина-реагенты, образующие с меркаптогруппой тиоляты (напр., соли тяжелых металлов). [c.33]

Проницаемость в живых клетках представляет собой активный процесс и имеет мало общего с молекулярной диффузией или осмотическим потоком. Наоборот, активный транспорт осуществляется чаще всего против градиента концентрации, т. е. в направлении от мепьшей концентрации к большей. Ясно, что это — сложное явление, в котором обязательно должна потребляться энергия, так как движение веществ в направлении, обратном диффузии, связано с уменьшением энтропии. Активный перенос веществ как внутрь клетки из внешней среды, так и внутрь различных структурных элементов из заполяющей клетку гиалоплазмы осуществляется особыми нерастворимыми белками и белковыми комплексами, образующими наружную клеточную мембрану и различные структурные образования внутри клеток. Активный транспорт через мембраны и внутрь клеточных органелл связан с протеканием химических реакций, конечно, ферментативных. Поэтому проблема проницаемости и соответствующая функция белков тесно связана с их ферментативной функцией. С другой стороны, с помощью активного транспорта осуществляется один из механизмов автоматического регулирования. Как мы увидим дальше, регулирование проницаемости митохондрий осуществляется путем их сокращения пли расслабления. Причиной этого движения яляется сократительная реакция в особом белке, т. е. это явление вполне аналогично сокращению мышцы. [c.139]

Рассмотрим возможность использования самого понятия АрН внутри частиц малого размера, какими являются клеточные органеллы хлоропласты, хромато-форы и митохондрии. Нри переносе протонов происходит подкисление внутренней фазы тилакоида и сдвиг pH до значений pH 5, что соответствует концентрации Н+, равной 10 М во внутритилакоидном пространстве. Учитывая, что осмотический объем одного тилакоида составляет (1 Ч- 6) 10 нм , нетрудно подсчитать, что в водной фазе внутритилакоидного пространства одного тилакоида находится всего лишь от 6 до 36 протонов. Это более чем на порядок ниже числа ЭТЦ в тилакоиде, которое приближается к 300. Между тем общее число протонов, перенесенных в тех же условиях стационарного освещения в отсутствие фосфорилирования во внутреннюю фазу тилакоида, составляет около 100 протонов на одну ЭТЦ. Это означает, что не менее 99% всех протонов связано во внутренней фазе с буферными группами, природа которых до конца неизвестна. [c.216]

Другой важный процесс протекает в митохондриях — клеточных органеллах сложной структуры, содержащих множество ферментов В них пировиноградная кислота, образовавшаяся при распаде угле водов, окисляется молекулярным кислородом до двуокиси углерода при этом получается богатый энергией аденозинтрифосфат (АТФ) Таким о бразом, в митохондриях окисление сопряжено с фосфори лированием. Митохондрии содержат ферменты цикла Кребса и це пи переноса электронов. В последние годы эти системы были объек том интенсивных исследований. Очевидно, что реакции, протекаю щие в них, чрезвычайно сложны. Они сопровождаются как физиче скими взаимодействиями отдельных компонентов, так и конформа ционными изменениями всей системы в целом. Поэтому для их понимания весьма важно знать расположение, размеры и форму молекул, образующих эти системы. [c.142]

На следующем уровне пространственного разобщения в клетке происходит концентрирование функционально связанных ферментов в одной и той же мембране или в ограниченных мембранами водим компартментах органелл. Проиллюстрировать это можно на примере метаболизма глюкозы (рис. 2-41). Образовавшийся в результате гликолиза пируват активно захватывается из цитозоля во внутренне пространство митохондрий, где имеются все ферменты и метаболиты цикла лимонной кислоты. Более того, сама внутренняя митохондриальная мембрана содержит все ферменты, катализирующие последовательные реакции окислительного фосфорилирования, включая реакции переноса электронов от NADH к О2 и реакции синтеза АТР. Следовательно, всю митохондрию можно считать небольшим заводом, производящим АТР. Аналогичным образом другие клеточные органеллы. такие, например, как ядро, аппарат Гольджи и лизосомы. можно рассматривать как специализированные компартменты, в которые за- [c.110]

Центральную роль в компартментации эукариотической клетки играют белки. Они катализируют реакции, протекающие в каждой органелле, и избирательно переносят малые молекулы внутрь органеллы и из нее Белки также служат специфичными для органелл поверхностными маркерами, которые направляют новые партии белков и JIипидoв к соответствующим компартментам. Клетка млекопитающих содержит около 10 миллиардов (10 ) молекул белков примерно 10000 разных типов, синтез почти всех этих белков начинается в цитозоле - общем пространстве, окружающем все органеллы. Каждый вновь синтезированный белок затем специфически доставляется в тот клеточный компартмент, который в нем нуждается. Прослеживая путь белка из одного компартмента в другой, можно разобраться в запутанном лабиринте клеточных мембран. Следовательно, нам надлежит сделать центральной темой этой главы внутриклеточные перемещения белков. Хотя здесь будут описываться и обсуждаться почти все клеточные органеллы, основное внимание будет обращено на эндоплазматический ретикулум (ЭР) и аппарат Г ольджи, которые играют решающую роль в фиксации, сортировке и транспорте множества вновь синтезированных белков. [c.5]

Транспорт через плазматическую мембрану-это не единственный механизм удаления Са из цитозоля. В самом деле, площадь плазматической мембраны в 10-100 раз меньше общей площади мембран различных клеточных органелл, накапливающих Са . Мембранная Са -АТРаза позволяет эндоплазматическому ретикулуму (и в особенности саркоплазматическо-му ретикулуму мьппечных клеток) поглощать из цитозоля большие количества ионов Са " против крутого концентрационного градиента, а митохондрии используют для той же цели электрохимический градиент на своей внутренней мембране, создаваемый за счет переноса электронов при окислительном фосфорилировании (разд. 9.1.8). [c.269]

Митохондрии — клеточные органеллы, обладающие наибольшей емкостью по отношению к ионам кальция. В отличие от других внутриклеточных структур, использующих АТФ для аккумуляции Са +, митохондрии транспортируют этот катион за счет трансмембранного электрического потенциала (около — 180 мВ), который генерируется системой переноса электронов и протонов в ходе окисления субстратов дыхания глутамата, сукцината, пирувата, жирных кислот и т. д. Концентрация Са +, перенесенного в митохондриальный матрикс, поддерживается в нем на низком уровле за счет связывания этого катиона с белками и неорганическим фосфатом. [c.45]

Многочисленные данные подтверждают, что аппарат Гольджн играет важную роль в системе, с помощью которой геном клетки регулирует многие аспекты развития клеток н их объединения. Можно считать доказанным [21], что большая часть входящих в состав матрикса полисахаридов синтезируется в аппарате Гольджи, а затем переносится в новообразующиеся стенки. Время от начала синтеза полисахарида в тельцах Гольджи до его отложения в клеточной стенке составляет 3—7 мин [38]. Перенос синтезированных молекул ГМЦ от тельца Гольдл<и к клеточной стенке осуществляется специальными органеллами в виде мелких пузырьков. [c.26]

Все наши современные представления о свойствах тонопла-ста основываются, во-первых, на результатах ультраструктур-ных исследований и, во-вторых, на выявлении различий в составе вакуоли и цитоплазмы. Попытки выделить тонопласт иэ прочих мембранных фракций не имели успеха вплоть до недавнего времени, когда наконец удалось разработать методику отделения интактных вакуолей от остального клеточного содержимого (рис. 2.26). Первый этап этой процедуры сводится к получению сферических протопластов путем ферментативного переваривания клеточных стенок в высококонцентрированном растворе какого-нибудь осмотически активного вещества. Затем протопласты переносят в менее концентрированную (гипотоническую) среду. Здесь они поглощают воду, набухают и в конце концов разрываются, высвобождая вакуоли. После этого дифференциальным центрифугированием отделяют вакуоли от органелл и от инкубационной среды. Первые же анализы таких изолированных вакуолей показали, что в тонопласте сосредоточены ферменты, регулирующие транспорт солей, В настоящее время во многих лабораториях проводятся дополнительные эксперименты, цель которых состоит в том, чтобы определить характеристики проницаемости и ферментный состав тоноплас-та такого рода сведения значительно расширили бы наши представления о роли тонопласта в регуляции клеточного метаболизма. [c.60]

Протеинкиназы связывают сАМР и GMP с клеточным метаболизмом. Эти киназы катализируют перенос у-фосфата АТР к гидроксидным группам серина или треонина разнообразных акцепторных белков, включающих гликогенсинтазу (разд. 15.3.8), киназу фосфорилазы Ь (разд. 15.3.8), рибосомные белки (гл. 26), гистоны (гл. 26), а также мембранные белки субклеточных органелл, таких, как митохондрии (гл. 12). Изменение активности ферментов в результате фосфорилирования в действительности и есть тот метаболический процесс регуляции, который осуществляется по сигналу, полученному после связывания регуляторного агента с мембранными рецепторами. Неферментные субстраты протеинкиназ, например рибосомные белки и гистоны, могут проявлять свое влияние посредством других механизмов, а именно через реакции, воздействующие на скорости синтеза специфических белков (гл. 25 и 41). [c.366]

Органелла, приспособленная для использования атмосферного кислорода при окислении различных субстратов с последующим синтезом АТР, не могла бы возникнуть до тех пор, пока кислород не появился в первичной восстановительной атмосфере благодаря деятельности фотосинтезирующих организмов. Результаты многочисленных наблюдений дают основания предполагать, что митохондрия в ее настоящем виде образовалась в результате успешного симбиоза эукариотной клетки, имевшей хорошо развитый гликолитнческий (анаэробный) путь метаболизма, и (не имевшей ядра) прокариотной клетки, которая обладала мембранной дыхательной цепью переноса электронов. Даже современные митохондрии располагают своим собственным генетическим аппаратом (ДНК, рибосомы) и обладают способностью изготовлять белки, основываясь на информации своей собственной ДНК (гл. 26). Однако лишь часть всех митохондриальных белков, а именно около дюжины полипептидных цепей, производится этим аппаратом, включая, например, три из пяти полипептидных цепей цитохромок-сидазы, одну или две цепи цитохрома Ь, одну или две цепи АТРазы, которые являются интегральной частью мембраны. Представляется вероятным, что в митохондриях синтезируются необычно гидрофобные водонерастворимые белки, которые иначе бы подверглись самоагрегации. Таким образом удается избежать необходимости их передвижения на какое-либо расстояние через цитозоль. Инструкции по синтезу многих других полипептидных цепей заложены, как обычно, в хромосомах клеточного ядра. [c.453]

У человека главный красный пигм еит локализован в эритроцитах. У растений преобладающий зеленый пигмент — хлорофилл—сконцентрирован в органеллах, называемых хлоропластами ( рН С. 4.1), которые по размеру мало отличаются от эритроцитов. Хлорофилл рашределен по хлоропласту не равномерно, но сосредоточен в мембранах тилакоидов (разд. 4.2), составляющих фотосннтетический аппарат. Слово тилакоиДы греческого происхождения. Когда-то так называли мешковатые шаровары, которые носили турки, а к мем-браиам этот термин применили потому, что они также напоминают мешки . Обычно эти мешки уплощены, и в хлоропластах растений мембраны представляются сдвоенными. Часто тилакоиды собраны в стопки, которые в световом микроскопе выглядят как граны , или зерна. Фотохимический аппарат погружен в строму — гелеобразную массу растворимых белков, в число которых входят все ферменты, участвующие в ассимиляции углерода. Хлоропласт окружен двумя мембранами внутренняя мем-брана играет большую роль в переносе веществ между хлоропластом и окружающим его цитозолем (гл. 8). [Хлоропласт, как н целая растительная клетка, реагирует на осмотическое давление. Если полоску эпидермиса лука поместить в концентрированный раствор сахарозы, будет наблюдаться плазмолиз содержимое клетки сжимается, отходит от клеточных стенок по мере перехода воды в окрул<ающий раствор. Это связано с выходом воды на- [c.47]

Любая клетка (рис. 1.1) содержит множество структурных единиц меньщего размера, называемых органеллами. Органеллы выполняют специфические функции, например вырабатывают энергию или участвуют в делении клетки. Органеллы окружены со всех сторон жидкой цитоплазмой, а сама клетка отграничена от окружающей среды липидно-белковой оболочкой, называемой клеточной мембраной Через клеточную мембрану осуществляется активный и пассивный перенос различных веществ внутрь и на-ружу. [c.15]

ЭР служит фабрикой для производства бежовых и липидных компонентов многих органелл. Его обширная мембрана содержит множество ферментов биосинтеза Среди них те, которые ответственны за синтез почти всех клеточных липидов и за присоединение N-связанного олигосахарида к множеству бежов. Вновь синтезированные белки, предназначенные как для секреции, так и для самого ЭР, апп ата Гольджи, лизосом и плазматической мембраны, сначала должны поступить из цитозоля в ЭР. В ЭР переносятся только те белки, которые имеют специфические гидрофобные сигнальные пептиды. Сигнальный пептид узнается сигнал-распознающей частицей (SRP), которая связывает новую цепь бежа и рибосому и направляет их к б елку-рецептору на поверхности мембраны ЭР. Это связывание с мембраной запускает АТР-зависимый перенос, при котором петля полипептидной цепи протаскивается через мембрану ЭР. [c.57]

Смотреть страницы где упоминается термин Перенос клеточных органелл: [c.49] [c.247] [c.191] [c.367] [c.89] [c.243] [c.498] [c.29] [c.57] [c.77] [c.293] [c.197] [c.37] [c.143] [c.197] [c.143] [c.378] [c.37] [c.494] [c.434] [c.17] [c.498] [c.29] [c.77] [c.293] [c.378]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология