Эндосимбионты

Яркими природными симбиотическими ассоциациями типа мутуализма являются лишайники, где партнерами выступают цианобактерии (или зеленые водоросли) и грибы, муравьи-термиты и некоторые грибы, микробы рубца жвачных животных, грибы-микоризообразователи и соответствующие растения, нитрифицирующие бактерии-симбионты в клубеньках бобовых растений, отдельные представители нормальной микрофлоры кишечника человека, некоторые бактерии — эндосимбионты внутри клеток простейших, и т д [c.237]

Основные методы изучения эндосимбионтов — цитологические, с применением световой и электронной микроскопии. Важным признаком служит характеристика взаимоотношений с хозяевами, а также морфология эндосимбионтов, циклы развития, специфичность локализации в клетке хозяина. Спектр отношений эндосимбионтов с хозяевами очень широк от мутуализма до паразитизма с проявлениями патогенности. Некоторым эндосимбионтам присвоены биномиальные названия. Так, среди эндосимбионтов простейших описано 5 родов и 14 видов. [c.172]

Например, сине-зеленые эндосимбионты описаны у простейших [122, 784], грибов 521], а также у эукариотических водорослей. Бесцветные эукариотические растительные клетки [525, 785], поглощая водоросли, по сути дела заново приобретают хлоропласты. Деление хозяина (хозяин и в этом случае всегда эукариот) и эндосимбионта до некоторой степени синхронизировано. [c.189]

Группа 11. Эндосимбионты. В эту группу вьщелены прокариоты — эндосимбионты простейших, насекомых, грибов и беспозвоночных. Для большинства представителей эндосимбиоз облигатен и их не удалось культивировать в лаборатории в чистой культуре. [c.171]

Симбиозы, подобные описанному выше, обнаружены в других местах, богатых H2S, в том числе в мангровых и травяных соленых болотах, у мест просачивания нефти, в районах сброса сточных вод. Число видов беспозвоночных, в которых найдены такие эндосимбионты, достаточно велико, и список этот постоянно растет. [c.375]

Во всех главных группах эукариот — у животных, растений и протистов — широко распространено явление внутриклеточного симбиоза. Чтобы клетки будущих эндосимбионтов получили доступ в цитоплазму клеток-хозяев, они должны пройти в интактном состоянии через плазматическую мембрану клетки-хозяина, а такое проникновение возможно только путем фагоцитоза. При этом после поглощения чужеродной клетки не происходит ее переваривания лизосомами. [c.53]

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]

По мнению Маргулис, амебоидный хозяин со своим эндосимбионтом приобрел подвижность, вступив в еще один союз, на этот раз со спирохетоподобным (подвижным) прокариотом Партнеры пришли друг другу на помощь в поисках пищи к поверхности хозяина прикрепилась вторая группа симбионтов, жгутоподобные бактерии, сходные с современными спирохетами, которые значительно увеличили подвижность хозяина . Этот новый симбионт постепенно превратился в жгутик (или ресничку) и вступил с хозяином в тесный союз. Большинство простейших покрыто жгутиками или ресничками, или же для их развития характерны стадии, несущие жгутики или реснички. Все эукариоты имеют, согласно Маргулис, общего жгутиконосного предка. Позже механизмы движения были использованы в таком амебо-жгутиковом организме , чтобы создать механизм, необходимый для осуществления митоза, т. е. эукариотическое ядро. Эволюция к нему шла через несколько стадий. [c.192]

Взаимная выгода такого симбиоза очевидна. Сине-зеленые водоросли ассимилируют СОг и N2, вклад же хозяина обусловлен не только способностью к получению энергии путем брожения, но прежде всего тем, что он, будучи эукариотом, более высоко организован. В ходе развития хлоропласта из эндосимбионта осталась по крайней мере способность ассимилировать СО2, а способность ассимилировать N2 (7,Г), по-видимому, была утрачена. Исчезла также способность к дыханию 18, Ж), характерная для всех современных сине-зеленых водорослей 14,А). [c.189]

Постепенно дышащие эндосимбионты превратились в то, что мы теперь называем митохондриями. Так как остающийся геном митохондрий очень мал, большинство генетических функций, т. е. производство большей части белков, должно [c.191]

На какой-то стадии в клетку попали фотосинтезирующие эндосимбионты. Это были сине-зеленые водоросли, а не фотосинтезирующие бактерии. Ясно, что наиболее полезными были те эндосимбионты, которые могли использовать воду как источник электронов для ассимиляции СОг. Фотосинтезирующие эндосимбионты превратились в процессе эволюции в хлоропласты. [c.193]

Традиционная общая схема клеточной эволюции основывается на следующих предположениях из популяции первичных клеток в результате целого ряда событий, приведших к повышению уровня клеточной организации, под давлением естественного отбора возникла популяция предковых прокариотных клеток, из которых в конечном итоге произошли разные группы прокариот. Маловероятно, чтобы предковые прокариотные клетки все были на одно лицо . Единственная их общая черта — прокариотная организация (см. табл. 1). Эукариотная клетка возникла в результате эндосимбиоза, в котором ядерно-цитоплазматическим компонентом, т. е. клет-кой-хозяином, и эндосимбионтами, превратившимися впоследствии в митохондрии и хлоропласты, были существенно различающиеся между собой прокариотные клетки (рис. 41, А). Следствием такого взгляда на общий ход эволюции явилось признание двух основных царств живых организмов — Prokaryotae и Eukaryotae. [c.162]

Новая схема клеточной эволюции исходит из признания существующих трех фундаментально различающихся типов живых организмов эубактерий, архебактерий и эукариот. Согласно этой схеме от общего гипотетического предка, получившего название про-генота , эволюционировали три различные ветви прокариот эубактерии, архебактерии и уркариоты (рис. 41, Б). Уркариоты представлены ядерно-цитоплазматическим компонентом эукариотной клетки, включившим в себя в качестве эндосимбионтов представителей разных групп эубактерий, превратившихся в митохондрии и хлоропласты. [c.163]

Развитие бобово-ризобиального симбиоза — сложный многостадийный процесс, который включает четыре группы процессов ранние (пре-инфекционные) взаимодействия морфогенез клубеньков регуляция развития эндосимбионтов функционирование клубеньков как органов азотфиксации. Все эти процессы находятся под строгим контролем как бактерий, так и растения-хозяина. [c.165]

Все представители группы — хемоорганогетеротрофы с высокими пищевыми потребностями, аэробы (главным образом микроаэрофилы), мезофилы. Представители рода РгапШа развиваются в качестве эндосимбионтов в корневых клубеньках небобовых растений. Для клубеньков показана способность фиксировать молекулярный азот. Бактерии этой группы распространены в почве, воде, обитают на кожных покровах млекопитающих. [c.182]

Способность эукариот захватывать оформленные твердые частички, в том числе и живые клетки, имеет фундаментальное биологическое значение. В эндоцитозе можно усмотреть предпосылки для возникновений эндосимбиоза и его механизм. Обычно твердые частички, поглощенные путем фагоцитоза амебой, перевариваются ею и полностью ли-зируются. В ряде случаев, однако, результатом может быть внутриклеточный симбиоз. Наиболее известный пример такого эндосимбиоза-ассоциация клеток бобовых растений с бактериями рода Rhizobium в корневых клубеньках (разд. 13.1). Подобного рода эндосимбионты широко распространены у эукариот (разд. 17.2.1)..Способность эукариотических клеток приобретать эндосимбионтов говорит в пользу теории [c.26]

Эндосимбиотическая гипотеза. Клеточные органеллы эукариот имеют много фундаментальных общих черт с прокариотическими клетками. Они содержат кольцевые молекулы ДНК, их рибосомы относятся к типу 70S, а мембраны содержат компоненты электрон-транспортной цепи (флавины, хиноны, Fe-S-содержащие белки, цитохромы) и выполняют функцию дыхательного или фотосинтетического преобразования энергии. Согласно симбиотической гипотезе, митохондрии происходят от бесцветных аэробных бактерий, а хлоропласты-от цианобактерий, сделавшихся эндосимбионтами каких-то примитивных эукариотических клеток. В дальнейшем должна была произойти очень большая специализация функция регенерации АТР была передана клеточным органел-лам. Наружная мембрана эукариотической клетки не содержит компонентов электрон-транспортной цепи, С другой стороны, клеточные органеллы тоже не самостоятельны они, правда, обладают собственными молекулами ДНК, однако значительная часть информации, необходимой для синтеза их белков, находится в клеточном ядре. Примером может служить рибулозобисфосфат-карбоксилаза-ключевоп фермент ав-тотрофной фиксации Oj у зеленых растений. Она состоит из 8 боль- [c.26]

Ранее (paaSv 3.14) мы уже отмечали, что некоторые бактерии, как, например, Bdellovibrio ba teriovorus, для своего размножения нуждаются в целых клетках других бактерий. Вероятно, многие бактерии-эндосимбионты насекомых или инфузорий-неразрывно свраны со своими хозяевами. Причину такого обязательного внутриклеточного паразитизма, как правило, надо искать в упрощении обмена веществ. Среди бактерий к наиболее изученным облигатным внутриклеточным паразитам относятся риккетсии и хламидии. И те и другие-возбудители болезней человека и животных по структуре своих клеточных стенок это грам-отри-цательные организмы. [c.122]

Корневые клубеньки у небобовых растений. [У некоторых растений, не относящихся к бобовым, тоже имеются корневые клубеньки, способные фиксировать N2- Фиксация азота и здесь основана на симбиозе с прока-риотамш В случае эндосимбионтов речь идет в большинстве случаев об актиномицетах, принадлежащих к роду Fran kia. [c.398]

Исходный эндосимбионт мог возникнуть из эндопаразита, сумевшего избежать переваривания. Сходные случаи известны и среди современных организмов. Например, эндосимбио- [c.186]

У многих насекомых содержащие эндосимбионтов органы (мице-томы) образуются из придатков задней кишки. В отличие от этого упоминавпгайся уже рубец жвачных представляет собой орган переднего отдела кишечного тракта. Однако придатки заднего отдела встречаются и у млекопитаюш 1х у многих растительноядных животных переваривание пищи с участием микроорганизмов происходит в выростах заднего отдела кишечника. При локализации симбионтов близко к концу кишечного тракта животное не может извлечь всю пользу из симбиоза становится понятно, почему некоторые животные поедают собственные фекалии (копрофагия) таким образом они полнее используют все питательные вещества. [c.515]

Если прокариоты в течение миллиардов лет развивались сами по себе, то эукариоты никогда не оставались одни. Им приходилось все время противостоять прокариотам. Они предоставляли последним новые экологические ниши, защиту и были их жертвами. Многоклеточные организмы своими высокоразвитыми защитными и иными приспособлениями отчасти обязаны агрессивности прокариот. С другой стороны, эукариоты научились извлекать пользу из тесной ассоциации с прокариотами и поставили их себе на службу в качестве эктосимбионтов (в кишечном тракте, на коже, у жвачных в рубце) и эндосимбионтов (для фиксации азота, продукции биомассы путем фотосинтеза, использования НзЗ, удаления Н2). [c.523]

Теория, согласно которой митохондрии и хлоропласты являются потомками симбиотических бактерий, получила название эвдосимбио-тической теории. Эндосимбионт — это организм, симбиотически живущий внутри (endo-) другого организма. [c.47]

Развитие структурной основы симбиоза. Клубеньки бобовых выполняют комплекс взаимосвязанных функций, обеспечивая экологическую нишу для эндосимбионтов, структурную основу для обмена партнеров метаболитами, а также для контроля над численностью и физиологической активностью бактерий. Эти органы являются уникальной моделью для изучения генетики развития растений. Развитие клубеньков, как и других органов, базируется на сигнальных процессах, вызывающих дифференциальную экспрессию генов. Однако в случае симбиоза эти процессы связаны с экзогенными сигналами, поступающими в растения от партнера, а значит действие сигналов в ряде случаев может быть относительно легко изучено в лабораторных условиях, в том числе с использованием систем in vitro. Кроме того, формирование клубеньков является для растений факультативным, не обязательным для нормального развития и репродукции, что позволяет получать максимально широкую кар-170 [c.170]

Важно отметить, что у большинства Nod " мутантов наблюдается снижение надземной массы растений. По всей видимости, это обусловлено перерасходом энергии на образование большого числа азотфиксирующих клубеньков. Таким образом, на примере данных мутантов видно, что строгий контроль над количеством эндосимбионтов является важным условием поддержания мутуалнстического характера взаимодействия. При ослаблении этого контроля отношения партнеров могут переходить в паразитарные несмотря на то, что ключевой биохимический процесс, который лежит в основе симбиоза (фиксация N2), не нарушен. [c.177]

Цианобактерии, проникающие внутрь симбиотической железы, активно размножаются и инфицируют растительные клетки. В местах наиболее тесного контакта партнеров стенки растительных клеток лизиру-ются. После этого эндосимбионты проникают в клетки растения, а затем их стенки восстанавливают свою целостность. Внутри растительных клеток цианобактерии дифференцируются в гетероцисты, в которых индуцируется нитрогеназная активность. У эндосимбиотических цианобактерий гетероцисты образуют 60—80% клеток, а у свободноживущих— лишь 5—10 %. Образование неподвижных спор (акинет), характерных для свободноживущих цианобактерий, внутри симбиотических желез Gunnera не наблюдается. [c.186]

Возможно, генетические системы этих органелл представляют собой эволюционный тупик. В рамках эндосимбиотической гипотезы это означает, что процесс переноса генов эндосимбионта в ядерный геном хозяина прекратился раньше, чем был завершен может быть, в случае митохондрий эта остановка была результатом сравнительно недавних изменений в генетическом коде митохондрий. Такие изменения, вероятно, сделали бы оставшиеся митохондриальные гены функционально неактивными в случае их переноса в ядро. [c.501]

Пока цитологи были вооружены лишь световым микроскопом, а биохимики не имели возможности выделять и исследовать выделенные митохондрии, не могло быть и речи о развитии детальных представлений относительно их природы. Но еще тогда Альтман [41], Уоллин [1947] и другие авторы высказывали мнение о том, что митохондрии являются эндосимбионтами бактериального происхождения [1105, 1116, 1211, 1319, 1336, 1600]. Некоторые полагали даже, что митохондрии можно вернуть к самостоятельному образу жизни [313, 1211]. Сейчас это, конечно, не считается возможным хотя бы потому, что митохондрии зависят от ядерных генов. [c.185]

Согласно Маргулис (рис. 19.1), дышащие бактерии проникли в более крупные бактерии, которые еще получали свою энергию за счет брожения. Хозяин должен был иметь привычку поглощать мелкие частицы и иметь определенные черты, сделавшие их союз успешным. Сейчас такие прокариоты не известны. Эндосимбионты ( промитохондрии ) позволили хозяину эффективно производить энергию. Эндосимбиоз стал облигатным и привел к появлению аэробного амебоидного организма, все еще не способного к митозу. [c.191]

Устойчивый эндосимбиоз, в котором хозяином был бы прокариот, до сих пор не обнаружен. Существует единственная устойчивая ассоциация, включающая двух прокариотических партнеров — это эктосимбиоз... Непроницаемость плазматической мембраны прокариотов для любого объекта размерами больше молекулы эффективно исключает возможность приобретения эндосимбионтов. Это свойство, несомненно, является фундаментальным биологическим различием между прокариотами и эукариотами . Именно эту черту Стэниер избрал как исходный пункт для объяснения возникновения эукариотов. Не могла ли предковая прокариотическая клетка выдвинуться на место хозяина для эндосимбионтов, приспособившись к эндоцитозу и даже к поглощению целых бактерий Затем отбор между возникающими эукариотами способствовал бы совершенствованию эффективности эндоцитоза, т. е. хищничества. [c.199]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология