Белки в хлоропластах и цитоплазм

Фактически биосинтез белков хлоропластов является результатом взаимодействия между геномами ядра и пластид. Так, некоторые белки пластид образуются в результате сборки субъединиц, синтезированных в цитоплазме, и субъединиц, синтезированных в строме. Биосинтезу этих белков способствует также свет. Его роль в первую очередь заключается в подаче сигнала, который инициирует и стимулирует эти синтезы. [c.238]

Интересно, что белоксинтезирующие системы хлоропластов, митохондрий н цитоплазмы сильно отличаются. Это проявляется уже в том, что для цитоплазмы характерны 808-рибосомы, а для хлоропластов и митохондрий — 705-рибосомы. Можно избирательно заблокировать синтез белка в цитоплазме с помощью циклогексимида, взаимодействующего с 805-рибосома-ми, и в хлоропластах и митохондриях с помощью хлорамфеникола, который связывается 705-рибосома-ми. Применение этих ингибиторов белкового синтеза позволило установить места образования белков, относящихся к различным группам. [c.71]

Транспорт белков между цитоплазмой и энергетическими органеллами идет только в одном направлении определенные белки импортируются митохондриями и хлоропластами, но не известно ни одного белка, который бы [c.54]

В зеленом клеточном соке одновременно присутствуют растворимые белки из всех компартментов клеток (ядер, хлоропластов, митохондрий, цитоплазмы, вакуоли и др.), а также органеллы и их фрагменты, в значительной мере состоящие из липопротеиновых мембран. [c.246]

Наличие ядра является главной, но не единственной структурной особенностью эукариотических клеток. В цитоплазме существует ряд других внутриклеточных органелл, окруженных своими собственными мембранами. Окислительное фосфорилирование и ряд предшествующих стадий окисления органических соединений протекают в митохондриях. Эти органеллы окружены двумя фосфо-липидными мембранами. Внутренняя мембрана, построенная из специфических белков, участвует в сопряжении переноса электронов от органических соединений к кислороду с фосфорилированием АДФ. Еще более сложными органеллами являются хлоропласты, в которых проходят все стадии фотосинтеза. Уникальной особенностью этих двух типов органелл является то, что они содержат ДНК, которая реплицируется перед их делением и несет информацию о некоторых белках и РНК, необходимых для формирования и функционирования этих органелл. Тем не менее большая часть информации, необходимой для производства всего набора как митохондриальных, так и хлоропластных белков, находится в хромосомной ДНК. [c.25]

Белки и липоиды в цитоплазме и хлоропластах [c.372]

Однако позднее было выяснено, что в растительном соке содержится много вредных примесей, таких как фенолы, тяжелые металлы, ингибиторы трипсина (фермент желудочного сока животных и человека), гемо-лизирующие вещества (свертывающие кровь), нуклеиновые кислоты, алкалоиды, продукты разложения хлорофилла и др. Больше таких веществ — в ядре, хлоропластах, митохондриях и меньше — в цитоплазме. Исходя из этого, для использования на кормовые и пищевые цели наиболее пригодны цитоплазматические белки. [c.273]

В цитоплазме содержание белков составляет около 70% от сухого веса. По содержанию отдельных аминокислот между бел-ка.ми хлоропластов и белками цитоплазмы не обнаружено существенных отличий. [c.106]

Особенно отчетливо сказывается недостаток железа на содержание белка во фракции хлоропластов (фракция 1) и совершенно не отражается на количестве белков цитоплазмы (фракция 6). Слабо изменяется в условиях дефицита железа концентрация белка во фракциях 2 и 3 (ядра и крахмальные зерна), а также 4 и 5 (митохондрии) (табл. 51). [c.218]

Оба типа органелл, обеспечивающих преобразование энергии в клетке, имеют смешанное хозяйство . Большая часть белков этих органелл импортируется из окружающей цитоплазмы, где их синтез представляет собой конечную стадию экспрессии ядерных генов. Но в каждой органелле происходит также и свой собственный синтез белка. В случае митохондрий этот процесс направлен на синтез небольшого числа белков, каждый из которых — компонент олигомерного комплекса, состоящего из нескольких импортируемых из цитоплазмы белковых субъединиц, как показано на рис. 22.1. В случае хлоропластов эндогенная экспрессия генов органеллы может приводить к синтезу большего числа белков. [c.282]

По мере роста и деления клеток в их цитоплазме должны образовываться новые органеллы. В неделящихся клетках тоже происходит непрерывное обновление органелл - вместо распадающихся образуются новые. Для этого требуется регулируемый синтез необходимых белков и липидов с последующей доставкой каждого компонента в надлежащий участок органеллы. В гл. 8 уже рассматривался перенос определенных белков и липидов, синтезированных вне органелл, в митохондрии и хлоропласты, а здесь речь пойдет о вкладе этих органелл в их собственный биосинтез. [c.485]

Как уже обсуждалось в гл. 7, митохондрии и хлоропласты отличаются от других окруженных мембраной органелл тем, что имеют свои собственные геномы. Природа )тих геномов и близкое сходство белков митохондрий и хлоропластов с белками некоторых современных бактерий подтверждает гипотезу о том, что эти органеллы произошли от бактерий, которые были захвачены другими клетками и первое время существовали в симбиозе с ними (см. разд. 7.5.16). Согласно гипотетической схеме, приведенной на рис. 8-4, А, внутренняя мембрана митохондрий и хлоропластов соответствует исходной плазматической мембране бактерий, а матрикс этих органелл произошел из бактериальной цитоплазмы. Таким образом, эти две органеллы оказались изолированы от путей транспорта, связывающих полости большинства органелл друг с другом и с внеклеточным пространством. [c.9]

Полагают, что энергетические органеллы эукариот ведут свое происхождение от прокариотических клеток, которые были захвачены примитивными эукариотами путем эндоцитоза на ранних этапах эволюции и вступили с ними в симбиоз. Это позволяет объяснить, почему митохондрии и хлоропласты содержат свою собственную ДНК. Но за миллиард лет, прошедших с момента возникновения первых эукариотических клеток, эти органеллы утратили большую часть своего генома и стали тем самым зависимы от белков, которые кодируются ядерным геномом, синтезируются в цитоплазме и только потом переходят внутрь органелл. В то же время и клетка- хозяин зависит теперь от этих органелл-они дают ей молекулы АТР, которые нужны для осуществления биосинтетических реакций, для транспорта ионов и растворенных веществ и для других непрерывно идущих процессов жизнедеятельности [c.8]

В построении как митохондрий, так и хлоропластов участвуют две разные генетические системы сравнительно немногие белки кодируются собственной ДНК и синтезируются на рибосомах внутри органеллы, тогда как большинство белков кодируется ядерной ДНК, синтезируется рибосомами цитоплазмы и только после этого переходит в органеллу. [c.54]

Синтез белка в хлоропластах начинается с N-формилметионина, как и у бактерий, а не с метионина, как в цитоплазме эукариотических клеток. [c.58]

Здесь будут подробно охарактеризованы лишь некоторые из них остальные белки хлоропластов, митохондрий и цитоплазмы рассматриваются в работе Костеса [17]. [c.239]

Репликация, транскрипция и трансляция геномов органелл. В хлоропластах и митохондриях ДНК представлена небольшими двухцепочечными молекулами, обычно кольцевыми, и не связана с гистонами. Таким образом, генетическая информация органелл содержится в структурах, весьма сходных с хромосомами прокариот, хотя и значительно меньших по размерам. В каждой органелле имеется множество копий ДНК (до 40—50 в некоторых хлоропластах). Кроме того, хлоропласты и митохондрии содержат аппарат транскрипции и трансляции, включая специфические для органелл рибосомы, которые меньше цитоплазматических 808-рибосом и близки по величине к 708-рибосо-мам прокариот. Синтез белка в органеллах ингибируется хлорам нико-лом и некоторыми другими антибиотиками, подавляющими этот процесс и у прокариот, но не влияющими на синтез белка в цитоплазме эукариотической клетки. Таким образом, хлоропласты и митохондрии обнаруживают ряд важных черт фундаментального сходства с прокариотическими клетками. Митохондрии обладают еще одной особенностью, характерной для клеток, но не для других компонентов клетки они образуются путем деления предсуществующих органелл. Это продемонстрировано также в отношении многих типов хлоропластов у водорослей. У высших растений зрелые хлоропласты развиваются из более простых структур — пропластид на стадии пропластид и происходит воспроизводство этих органелл. [c.49]

Имеются сведения, что матричная (информационная) РНК по своему нуклеотидному составу отличается от цитоплазматической матричной РНК, однако это положение еще не может считаться окончательно доказанным. Конечно, было бы заманчивым объяснять специфичность белков хлоропластов тем, что внешняя мембрана их непроницаема для молекул информационной, РНК, синтезирующихся в ядре клетки, а вся матричная РНК хлоропластов синтезируется непосредственно в них. Это не означает, что набор и содержание белков в хлоропластах совершенно не контролируются ядром. Можно было себе представить, что за счет матричной РНК ядерного происхождения в цитоплазме синтезируются белки, которые затем могут проходить через внешнюю мембрану внутрь хлоропласта. Однако ведущий специалист в этой области австралийский ученый Р. Смайли считает, что последняя вероятность невелика и что одни молекулы информационной РНК, которые имеются в хлоропластах, синтезируются непосредственно в них, а другие — в ядре (фиг. 25). [c.67]

Место синтеза белка можно установить in vivo по его чувствительности к воздействию веществ, преимущественно ингибирующих синтез белка в цитоплазме или органелле. Обычно синтез белка в митохондриях и хлоропластах чувствителен к антибиотикам, ингибирующим синтез белка в бактериях, например к эритромицину и хлорамфениколу. Эти антибиотики не влияют на синтез белка в цитоплазме, который, однако, обладает чувствительностью к циклогексимиду на синтез белка в органелле циклогексимид не влияет. Происхождение белков органелл может быть установлено in vitro при исследовании продуктов, синтезируемых в препаратах изолированных органелл. [c.284]

Хлоропласты обладают своей собственной системой синтеза белка, сильно отличающейся от соответствующей системы клеточной цитоплазмы. В них также содержатся пигменты, ферменты и другие белки, необходимые для синтеза углеводов из углекислого газа и воды при участии солнечного света (фотосинтеза). Некоторые из генетических функций, необходимых для фотосинтеза и синтеза белков хлоропластами, закодированы в ДНК хлоропластов, другие-в ядерной ДНК. Механизмы фотосинтеза и другие функции хлоропластов активно исследуются посредством генетического анализа мутаций, затрагивающих эти функции. Некоторые из этих мутаций при скрещиваниях обнаруживают менделевское расщепление и, следовательно, относятся к генам ядерной ДНК. Для других характерно неменделевское наследование следовательно, соответствующие гены локализованы в хлоронластах. [c.152]

Кроме крахмальных зерен, статолитами, по-видимому, могут служить блестящие тельца, кристаллы белка, хлоропласты, митохондрии и другие структуры. Блестящие тельца обнаруживаются в кончиках одноклеточных ризоидов hara. Эти клетки прозрачны и совершенно не восприимчивы к свету, поэтому геотропные ответные реакции легко наблюдать, используя микроскоп. Блестящие тельца имеют высокий удельный вес и состоят, вероятно, из сульфата бария. При вертикальном положении ризоида, то есть при нормальных условиях, они лежат в центре ризоида несколько выше его кончика, и пузырьки Гольджи могут беспрепятственно доходить до растущего кончика (рис. 28,6). Предполагают, что цитоплазма, находящаяся близ кончика, имеет иную [c.101]

Подавляющее большинство генов растений локализованы в ядерной ДНК, однако хлоро-пласты и митохондрии тоже содержат гены, кодирующие ряд важных и уникальных функций. При этом не все белки, присутствующие в этих органеллах, закодированы в их ДНК. Некоторые из них кодируются ядерной ДНК, синтезируются в цитоплазме, а затем с помошью специального механизма импортируются в соответствующую органеллу. Есть два способа введения специфического чужеродного белка в митохондрии или хлоропласты. Один способ — это слияние гена, кодирующего чужеродный белок, и последовательности сигнального пептида, направляющего белки в органеллы. Такая конструкция может быть [c.383]

Митохондрии располагают своим собственным аппаратом для хранения и экспрессии их генетической информации. Эта информация, содержащаяся в митохондриальной ДНК, включает программы для синтеза специальных митохондриальных транспортных и рибосомных РНК. Кроме того, в митохондриальной ДНК запрограммировано несколько полипептидов, участвующих в выполнении основных функций митохондрий. В их числе некоторые из субъединиц цитохром оксидазы и АТФ-синтазы. Однако ббльшая часть белков программируется в ядре и синтезируется в цитоплазме вне митохондрий. Это же полностью относится к белкам, обслуживающим генетический аппарат митохондрий к митохондриальным ДНК- и РНК-полимеразам, к белкам митохондриальных рибосом, которые резко отличаются от цитоплазматических рибосом и по своим основным характеристикам приближаются к рибосомам прокариот, а также к аминоацил—тРНК-синтетазам, катализирующим аминоацилирование митохондриальных тРНК. Следовательно, митохондрии должны располагать механизмом для транспорта в них широкого спектра белков, синтезируемых в цитоплазме. То же в общих чертах можно отнести и к функционированию генетического аппарата хлоропластов. [c.434]

Само название нуклеиновые кислоты (от лат. nu leus — ядро) показывает, что открыты они были как составная часть клеточного ядра, в котором действительно присутствуют оба класса нуклеиновых кислот — ДНК и РНК. Основным местом локализации ДНК являются структуры клеточного ядра — хромосомы, в которых ДНК находится в виде комплексов с белками — дезоксирибонуклеотидов. ДНК ( 1% от общего количества) также обнаружена в митохондриях всех типов эукариотических клеток и в хлоропластах растительных клеток. В структуре ядерной ДНК заложена информация о видовых специфических признаках, которые определяют характер данной клетки и всего организма и передаются по наследству. В цитоплазме клеток имеются значительные количества РНК, участвующие в реализации генетической информации. Важными открытиями в изучении нуклеиновых кислот, удостоенными Нобелевской премии, явились установление пространственной структуры ДНК Дж. Уотсоном, Ф. Криком и М. Уилкинсом, ферментативный синтез в бесклеточной системе биологически активной ДНК, осуществленный А. Корн-бергом и С. Очоа, блестящие исследования М. Ниренберга, Р. Холи и X. Корана, послужившие предпосылкой для расшифровки генетического кода. [c.171]

О происхождении митохондриальной и хлоропластной ДНК было высказано множество предположений. Одно из них состоит в том, что они представляют собой остатки хромосом древних бактерий, которые попали в цитоплазму клетки-хозяина и стали предшественниками этих органелл. Митохондриальная ДНК кодирует митохондриальные тРНК и рРНК, а также несколько митохондриальных белков. Поскольку свыше 95% митохондриальных белков кодируется ядерной ДНК, причина существования митохондриальной и хлоропластной ДНК является одной из загадок генетики клетки. В процессе деления клетки-хозяина митохондрии и хлоропласты также делятся (рис. 27-24). До и во время деления митохондрий их ДНК реплицируются и дочерние мДНК переходят в дочерние митохондрии. [c.876]

Главные составные части хлоропластов — белки и липоиды. В данном случае липоиды пони.маются в очень ягироком смысле, охватывая все соединения, растворимые в эфире или в смеси эфира со спиртом. Прежде считалось, что у растений хлоропласты являются главным вместилищем белков, так как был обнаружен статистический параллелизм между величиной хлоронластов и процентным содержанием азота в листьях. Однако Шумахер [76] оспаривал верность этого положения, а аналитические данные Менке, Нейша, Бота и Комара показали, что в то в )eмя как в хлоропластах содержится 40—50% белка, цитоплазма представляет почти чистый белок. [c.372]

Чнбнел[99] подсчитал, что в листьях шпината белки распределены равномерно в цитоплазме и хлоропластах. Содержание белков и липоидов в различных частях листа показано в табл. 48. Резуль- [c.372]

Пигментсодержащие органоиды фотосинтезирующих бактерий — хроматофоры — устроены гораздо проще. Они представляют собой округлые или овальные образования до 1500 А длиной и 500 А шириной. У некоторых видов хроматофоры взаимосвязаны. Аналогично хлоропластам в хроматофорах кроме пигментов имеются белки, липоиды, ферментные системы. В отличие от хлоропластов, хроматофоры имеют одну липопротеидную мембрану, отделяющую их от цитоплазмы. [c.14]

Препараты транапортной РНК хлоропластов и цитоплазмы практически не отличаются по нуклеотидному составу и физико-химическим характеристикам, что не удивительно, так как они выполняют подчиненную, обслуживающую роль и не могут определять качества синтезируемого с их помощью белка. [c.68]

Лидерная последовательность вьшолняет разные функции при различных условиях. Белки, образующиеся в цитоплазме, но предназначенные для функционирования в хлоропластах или митохондриях, синтезируются в виде предшественников с мол. массой 5000 даль- тон (около 45 аминокислот), превышающей молекулярную массу зрелого продукта. В таком виде предшественник выходит из полисом. Будучи добавлен in vitro, он мо- [c.128]

Мембраны, окружающие ядра эукариотических клеток, защищают связанный с ДНК тонкий механизм контроля от многих происходящих в цитоплазме химических изменений. Кроме того, они позволяют пространственно разобщить две ключевые стадии экспрессии генов 1) синтез РНК по матрице ДНК (транскрипцию ДНК) и 2) использование этих последовательностей РНК для синтеза определенных белков (трансляцию РНК). В прокариотических клетках нет такой компартментации и трансляция РНК с образованием белка происходит по мере образования РНК при транскрипции, начинаясь раньще, чем завершился синтез РНК. У эукариот, напротив (за исключением митохондрий и хлоропластов, которые в этом отнощении, как и в других, ближе к бактериям), указанные этапы пути от гена к белку строго разобщены транскрипция происходит в ядре, трансляция - в цитоплазме. РНК, прежде чем включиться в процессы синтеза белка, должна покинуть ядро. Для этого, находясь в ядре, РНК претерпевает сложный процесс созревания (процессинг), в ходе которого одни части молекулы РНК удаляются, а другие модифицируются. [c.41]

Внутриклеточные компартменты, общие для всех эукариотических клеток, показаны на рис. 8-1. Ддро содержит основную часть генома и является главным местом синтеза ДНК и РНК. Окружающая ядро цитоплазма состоит из цитозоля и расположенных в нем цитоплазматических органелл. Объем цитозоля составляет чуть больше половины от общего объема клетки. Именно в нем синтезируется белок и протекает большинство реакций так называемого промежуточного обмена - т. е. реакций, в которых одни малые молекулы разрушаются, а другие образуются, обеспечивая необходимые строительные блоки для синтеза макромолекул. Около половины всех мембран клетки ограничивают похожие на лабиринт полости эидоплазматического ретикулума (ЭР). На обращенной к цитозолю стороне ЭР находится множество рибосом. Эти рибосомы заняты синтезом интегральных мембранных белков и растворимых белков, предназначенных для секреции или для других органелл. В ЭР также синтезируются липиды для всей остальной клетки. Аппарат Гольджи состоит из правильных стопок уплощенных мембранных мешочков, называемых цистернами Гольджи он получает из ЭР белки и липиды и отправляет эти молекулы в различные пункты внутри клетки, попутно подвергая их ковалентным модификациям. Митохондрии и хлоропласти растительных клеток производят большую часть АТР. используемого в реакциях биосинтеза, требующих поступления свободной энергии. Лизосомы содержат пищеварительные ферменты, которые разрушают отработанные органеллы, а также частицы и молекулы, поглощенные клеткой извне путем эндоцитоза. На пути к лизосомам поглощенные молекулы и частицы должны пройти серию органелл, называемых эндосомами. Наконец, пероксисомы ( известные также [c.6]

Механизм, управляющий движением цитоплазмы, полностью еще не изучен, однако ясно, что в этом движении принимают участие органеллы, называемые микрофиламентами. Мик-рофиламеиты содержат, по-видимому, актин и миозин — два белка, участвующие в мышечном сокращении у животных сокращение мышцы происходит в результате взаимного смещения актиновых и миозиновых нитей, сопровождающегося расходованием энергии АТР, Выяснилось, что циклоз чувствителен к содержанию АТР в клетке и что он протекает активно только при тех условиях, при которых возможен синтез АТР. Вещества, нарушающие структуру микрофиламентов, подавляют циклоз. Установлено, например, что такой лекарственный препарат, как цитохалазин В, вызывает агрегацию микрофиламентов и вместе с тем подавляет, во-первых, движение цитоплазмы во многих растительных клетках и, во-вторых, движение гигантских хлоропластов различных водорослей. (Некоторые хлоропласты способны перемещаться в цитоплазме и ориентироваться — обычно в ответ на изменение освещенности — таким образом, чтобы их плоские поверхности располагались параллельно илн перпендикулярно поверхности листа см. гл. 11) Подавление, вызванное инкубацией клеток в цитохалазине В, можно снять отмыванием тканей от этого препарата. [c.75]

Изнутри к клеточной стенке примыкает избирательно прони -цаемая плазматическая мембрана — плазмалемма, окружаю -щая всю цитоплазму н состоящая из белков и фосфолипидов Отдельные органеллы, например хлоропласты (центры фотосинтеза) и митохондрии (в которых протекает процесс дыхания)у. также окружены мембраной. Почти все части клетки пронизывает система взаимосвязанных секреторных м мбран — эндо-плазматический ретикулум. Стопки мембранных дисков — аппарат Гольджи или диктиосомы, — принимают, по-видимому участие в образовании вакуолей, также ограниченных мембра ной (тонопластом) и содержащих раствор различных органи ческих и неорганических веществ. Внутреннюю структуру мембран изучают методом замораживания — травления. Клетк№ прн этом замораживают и раскалывают тупым ножом. Раскалываются они вдоль естественных поверхностей, обычно вдоль мембран. После этого лед удаляют возгонкой под вакуумом и обнажившиеся участки напыляют углем или металлом. [c.78]

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]

В интактных клетках функции этих генетических систем в процессе построения органеллы тесно координированы с помошью пока еше малопонятных механизмов обратной связи. К счастью для исследователя, эта координация не абсолютна изолированные органеллы продолжают некоторое время синтезировать специфичные для них ДНК, РНК и белки. Это позволило выяснить, какие именно гены содержатся в ДНК органеллы и какие белки синтезируются на ее рибосомах. Можно также вводить в интактные клетки специфические ингибиторы. Например, антибиотик циклогексимид ингибирует белковый синтез в цитоплазме, но не влияет на синтез белка в митохондриях и хлоропластах. Некоторые другие антибиотики, такие как хлорам-феникол, тетрациклин и эритромицин, наоборот, подавляют синтез белка в энергетических органеллах, но не оказывают заметного влияния на его цитоплазматический синтез. На рис. 9-60 показано избирательное действие ряда подобных ингибиторов. [c.54]

Рибосомы хлоропластов способны использовать при синтезе белка бактериальные тРНК. Можно даже создать функционирующую гибридную рибосому, соединив малую субъединицу рибосомы из хлоропласта с больщой из Е. соН. Во всех этих отношениях рибосомы хлоропластов отличаются от рибосом, находящихся в цитоплазме клеток того же растения. [c.58]

Известно, что в хлоропластах синтезируется много белков, но специфическая функция установлена только для нескольких из них. В геноме хлоропластов (так же как и митохондрий) закодированы субъединицы ряда мультифер-ментных комплексов, в состав которых входят также и субъединицы, образующиеся на рибосомах цитоплазмы. [c.63]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология