Хлоропласты и белковый синтез

Во время биогенеза хлоропластов в листьях активность их белкового синтеза велика, их рибосомы 705-типа (или прокариот) могут составлять половину всех рибосом листьев [27]. [c.238]

РНК содержится в митохондриях животных и растительных клеток и в хлоропластах растений. Функции всех этих типов РНК связаны с той или иной фазой белкового синтеза (см. гл. XXI). [c.154]

Возникает вопрос если хлоропласты содержат весь необходимый набор форм нуклеиновых кислот и ферментов, то, быть может, они способны осуществлять белковый синтез независимо от ядра клетки Нуклеиновые кислоты хлоропластов заинтересовали и генетиков, в связи с проблемой внеядерной (внехромосомной) наследственности. [c.64]

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]

Сам по себе аппарат белкового синтеза в органеллах имеет смешанное происхождение. Большая часть его белковых компонентов или все они транспортируются в органеллу из окружающей цитоплазмы. Однако ни в митохондриях, ни в хлоропластах, по-видимому, не происходит переноса нуклеиновых кислот через мембрану органеллы как в одном, так и в другом направлении. [c.282]

Несмотря на небольшое число белков, кодируемых генами митохондрий и хлоропластов, эти органеллы осуществляют репликацию и транскрипцию своей ДНК и белковый синтез. Эти процессы протекают в матриксе митохондрий и строме хлоропластов. Хотя белки, участвующие во всех этих процессах, специфичны для органелл. большая часть их кодируется ядерным геномом (разд. 7.5.17). Это тем более удивительно в связи с тем, что весь аппарат белкового синтеза в органеллах сходен с бактериальным, а не с эукариотическим. У хлоропластов это сходство особенно велико [c.488]

Рис. >-60. Обобщенная схема синтеза белка в митохондриях и хлоропластах. Толстыми стрелками указаны места воздействия ингибиторов белкового синтеза, специфичных либо для митохондрий, либо для цитозоля. Подробности в тексте.

В тканях высших растений хлоропласты представляют собой полуавтономные образования, каждое из которых имеет собственный геном и систему белкового синтеза. Однако большая [c.341]

Обнаружение ДНК в хлоропластах стимулировало их изучение как полуавтономной самовоспроизводящейся системы. В пластидах обнаружен самостоятельный аппарат белкового синтеза, во многом отличающийся от цитоплазматического, характерного для эукариот, и сходный с аппаратом белкового синтеза прокариот (см. гл. 15). [c.230]

Идеи относительно конформационного сопряжения синтеза АТР и переноса электронов становятся еще более привлекательными, если мы вспомним, что АТР используется в мышцах для совершения механической работы. В этом случае гидролиз АТР сопряжен с относительным движением белковых компонентов мышцы (дополнение 10-Е). Не правомерно ли предположить, что образование АТР в свою очередь происходит в результате движения белковых компонентов, индуцированного в митохондриальной мембране Весьма резкое изменение формы митохондрии, сопровождающее переход между состоянием 4 (недостаток ADP) и состоянием 3 (активное дыхание), навело некоторых исследователей на мысль о том, что фосфорилирование неразделимо связано с конформационными изменениями в мембранных белках [94]. Аналогичные рассуждения применимы к фосфорилированию В хлоропластах [95]. [c.414]

Ядра, митохондрии и хлоропласты растений, как сообщалось, также синтезируют белок. Ядра, тщательно выделенные из гороха, включают в белок меченый лейцин в присутствии других белковых аминокислот и АТФ. Синтез белка в митохондриях растений показан не очень убедительно, так как не было исключено загрязнение данной фракции рибосомами. Препараты хлоропластов, как обнаружено, также катализируют включение аминокислот в белок. [c.482]

ХЛОРОФИЛЛ. Зеленый пигмент растений, придающий им зеленую окраску. X. играет в жизнедеятельности растений исключительно важную роль. Находясь в листьях, он поглощает энергию солнечного света и направляет ее на процесс первичного синтеза из углекислого газа и воды сложных и богатых энергией органических веществ и прежде всего таких, как углеводы, аминокислоты, белки. Этот процесс называется фотосинтезом. Главнейшие реакции фотосинтеза протекают во внутриклеточных образованиях — хлоропластах, в которых и сосредоточен X. наряду с желтыми пигментами — каротиноидами. В хлоропластах молекулы X. и каротиноидов являются участниками сложных структур. Так, хло-ропласты содержат чередующиеся слои белковых и жироподобных веществ, с которыми в определенном порядке сочетаются слои пигментов. Периодически слои оказываются более плот- [c.347]

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]

Дыхательные ферментные комплексы сопрягают транспорт электронов, сопровождающийся выделением энергии, с откачиванием протонов из матрикса. Создаваемый при этом электрохимический протонный градиент доставляет энергию для синтеза АТР еще одним трансмембранным белковым комплексом-АТР-синтетазой, через которую протоны возвращаются в матрикс. АТР-синтетаза - это обратимый сопрягающий комплекс в норме он преобразует энергию потока протонов, направленного в матрикс, в энергию фосфатных связей АТР, но при уменьшении электрохимического протонного градиента он способен также использовать энергию гидролиза АТР для перемещения протонов из матрикса наружу. Хемиосмотические механизмы свойственны как митохондриям и хлоропластам, так и бактериям, что указывает на исключительную важность их для всех клеток. [c.459]

Специфичность р-ций, катализируемых А, очень высока, что определяет точность белкового синтеза в живой клетке Если А осуществит ошибочное аминоацилирование тРНК близкой по структуре аминокислотой, произойдет коррекция путем катализируемого той же А гидролиза ошибочных АК-тРНК до АК и тРНК В цитоплазме содержится полный набор А, кодируемых ядерным геномом, в хлоропластах и митохондриях есть свои А [c.133]

Биосинтез белков в клетках листьев зависит от экспрессии генетической информации трех различных геномов ядра, хлоропластов и митохондрий. Эта генетическая информация проявляется через три генетические системы, включающие ДНК, ДНК-полимеразу, РНК-полимеразу и аппарат белкового синтеза (рибосомы, транспортные РНК, ферментный набор...). Ядерные гены подчиняются закону двуродительского наследования, тогда как гены органелл имеют исключительно материнское наследование. Именно эти носители генетической информации с их собственными законами передачи определяют структуру и свойства белков листьев, а также содержание в них белков, липидов, волокон и т. п. Более подробные сведения о передаче и проявлении генетической информации в хлоропластах можно получить из литературных источников [25, 27, 1П , как и по тем же вопросам применительно к митохондриям [67]. [c.237]

Изучение нуклеиновых кислот хлоропластов имеет большое значение в связи с выяснением вопроса о степени их автономности в клетках. Известно, что в ядерной ДНК содержится информация, определяющая качество синтезируемых белков, в том числе ферментов, а с помощью нескольких видов РНК осуществляются различные этапы белкового синтеза. Информационная РНК, образуясь на ДНК, считывает с нее информацию и переносит последнюю к месту синтеза белка — рибосоме. Информационная РНК и рибосома образуют единый белок-синтезирующий агрегат. Взаимодействие между ними осуществляется за счет специфической рибосомаль-ной РНК. Третий вид РНК — транспортная — участвует в отыскании, доставке аминокислот и сборке из них белка на информационной РНК, мигрировавшей от места синтеза на ДНК к рибосомам. Число видов транспортной РНК соответствует числу видов аминокислот Во время синтеза белка одна молекула информационной РНК может взаимодействовать с несколькими рибосомами, образуя так называемую полирибосому или полисому. [c.64]

В хлоропластах фотосинтезирующих клеток, выделяющих кислород, осуществляется весь фотосинтетический процесс. Естественно, что протекающие в хлоропластах превращение энергии и синтетические реакции, связанные с фотосинтезом, стали предметом интенсивного изучения. Однако способность к фотосинтезу — это лишь одно из многих удивительных биологических свойств, присущих хлоропластам. Исследования по генетической автономности хлоропластов, проводимые в связи с обнаружением в них нуклеиновых кислот, изучение белкового синтеза в хлоропластах, а также воспроизведе- [c.75]

Образование митохондрий — крайне интересный процесс самоорганизации — начинается с образования липидов, затем возникают цитохромные системы и позже фрагменты будущей структуры. Имеются данные, указывающие на наличие особой ДНК в строящихся митохондриях, и, следовательно, можно говорить и о белковом синтезе в процессе создания этих органалл. Одноклеточные организмы митохондрий не имеют функции этих аппаратов, насколько можно судить, выполняют в этих случаях сложные субъединицы, фиксированные на плазматических мембранах. По мере развития организма эти субъединицы получают уже специальное помещение и от выступов мембран переходят в митохондрии или хлоропласты. [c.200]

Н. М. Сисакян изолировал рибосомы из хлоропластов растений, принадлежащих к 6 различным семействам. Все изолирова[1-ные рибосомы оказались близкими по химическому составу (40— 60% белка и 60—40% РНК). Их размеры составляли 100—1800А. Хлоропласты содерл<ат все основные компоненты систем, участвующих в синтезе белка, включая и ферменты, функция которых состоит в активировании аминокислот. При инкубации хлоропластов в среде, содержащей аминокислоты, наблюдается синтез не только белков, но и ламеллярных липопротеидов. Новообразование ингибируется специфическими ядами белкового синтеза. Это же наблюдается при разрущеиии хлоропластов и рибосом. Таким образом хлоропласты — системы, способные к автономному синтезу белков. [c.52]

Участие двух генетических систем в образовании митохондрий и хлоропластов довольно точно согласовано (разд. 7.5.12). Однако эта согласованность не абсолютна, и изолированные органеллы продолжают некоторое время синтезировать в пробирке ДНК, РНК и белки, что позволяет установить, какие белки кодируются ДНК самой органеллы, а какие ядерной ДНК Другой подход состоит в изучении действия специфических ингибиторов на интактную клетку. Например, циклогексимид ингибирует белковый синтез в нитозоле. но не влияет на синтез белка в митохондриях и хлоропластах. Некоторые другие антибиотики, такие как хлорамфеникол, тетрациклин и эритромицин, наоборот, подавляют синтез белка в энергетических органеллах, но не оказывают заметного влияния на его синтез в цитозоле (рис. 7-64). Подобные ингибиторы широко используются для изучения функций митохондрий и хлоропластов. [c.486]

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]

Мы почти ничего не знаем о том, каким образом генетические системы ядра и органелл координируют свою активность при построении митохондрий и хлоропластов. Ясно, однако, что преобладает контроль со стороны ядерного генома. На это указывает тот факт, что у мутантов, у которых блокирован белковый синтез в органеллах, все же образуется нормальное количество проорганелл и в них продолжается синтез всей ДНК и части РНК органеллы, из чего можно заключить, что эти процессы, так же как и транспорт участвующих в них ферментов, находятся всецело под контролем ядерного генома. Кроме того, ядро, вероятно, регулирует количество белков, образующихся на рибосомах внутри органеллы. Относительно некоторых белков хлоропласта есть данные, что такая регуляция осуществляется на уровне тран-скригщии, но ее механизм неизвестен. [c.66]

Изучение макроструктуры РНК начато в 1956—1957 гг. в лабораториях Г. Шрама (ФРГ) и Г. Френкель-Конрата (США), когда впервые были выделены биологически активные макромолекулы высоконолимернон рибонуклеиновой кислоты из ви- руса мозаики табака. За последние годы достигнуты большие успехи в изучении биосинтеза белка. Установлено, что РНК является основным веществом в белковом синтезе- в клетке, ДНК сосредоточена в ядре, а митохондрии и хлоропласты имеют еще и собственный генетический материал процессы [c.361]

Аспартат и глутамат переносятся через мембрану хлоропластов при помощи переносчика дикарбоновых кислот почти с той же скоростью, что и малат, а аспарагин и глутамин несколько медленнее. Однако, как следует из имеющихся экспериментальных данных, транспорт нейтральных аминокислот не может происходить быстрее, чем это необходимо для поддержания белкового синтеза [ 0,1 мкмоль-(мгХл) -ч ], Результаты исследования транспорта глицина и серина указывают на то, что эти соединения не могут непосредственно переноситься со скоростью, которая позволила бы им играть существенную роль в транспорте углеродных соединений из хлоропластов. [c.243]

Формирование активных фотосистем. Рост тилакоидной мембраны и развитие функционирующего фотосинтетического аппарата в ходе дифференциации этиопласта в хлоропласт — многоступенчатый процесс, который включает не только биосинтез структурных и функциональных компонентов, но также и интеграцию и сборку этих компонентов в функциональные единицы. На разных стадиях развития мембран можно выделить тилакоиды, содержащие ФС I- и ФС П-единицы. Сначала формируются ядра ФС I и ФС II, включающие реакционные центры, а затем простые (мономерные ) формы ССК. Дифференциация первичных тилакоидов в тилакоиды стромы и гран происходит по мере синтеза ССК в ходе такой дифференциации размер ФС I- и ФС П-единиц увеличивается, а в процессе дальнейшего развития пигмент-белковые комплексы постепенно организуются в большие надмолекулярные структуры полностью развитых хлоропластов. [c.359]

Синтез органических веществ в зеленых растениях из углекислого газа и воды с использованием световой энергии носит иазвание фотосинтеза. Процесс фотосинтеза является основным источником образования органических веществ на нашей планете и, с этой точки зрения, вполне объясним интерес, который проявляют к нему представители различных отраслей естество- знания (биологи, химики, физики). Благодаря исследованиям М. Ненцкого, К. Тимирязева, Р. Вильштеттера, Г. Фишера, М. Цвета и др. изучена химическая природа хлорофилла, играющего роль фотосенсибилизатора. Хлорофилл, нерастворимый в воде зеленый иигмент, в зеленых растениях находится в особых образованиях — хлоропластах. Хлоропласты содержат до 75% воды. Сухое вещество хлоропластов состоит из белковой основы (стромы), хлорофилла, фосфатидов, каротиноидов, минеральных веществ, углеводов и т. д. Хлорофилл в хлоропластах содержится в отдель Ш1х гра нулах в сочетании с белками и липидами. [c.229]

То, что определенная мутация по ядерным генам может нарушать синтез определенного белкового компонента, проще всего объяснить тем, что она затронула уникальный структурный ген. Из этого следует, что должны существовать количественные различия в представительстве белковых компонентов, кодируемых генами органелл и ядерными генами, поскольку копий митохондриального генома намного больше (см. табл. 22.2). По-видимому, ядерные гены экспрессируются более эффективно. Наличие таких различий было прямо подтверждено в случае одного из ферментов хлоропластов, рибу-лозобисфосфат-карбоксилазы кукурузы, большая субъединица которой кодируется геном органеллы, присутствующим в клетке в виде большого числа копий, а малая субъединица кодируется ядерным геном, представленным неповторяющейся ДНК. [c.284]

Впоследствии было показано, что Fi-АТРаза - это часть большого, пронизывающего всю толщу мембраны комплекса (массой около 500000 дальтон), который состоит но меньшей мере из девяти различных полипептидных пеней. Этот комплекс получил название АТР-синтетазы (или FqFi-АТРазы) он составляет около 15% всего белка внутренней митохондриальной мембраны. Весьма сходные АТР-синтетазы имеются в мембранах хлоропластов и бактерий. Такой белковый комплекс содержит трапсмембраппые каналы для протонов, и синтез АТР происходит только тогда, когда через эти каналы проходят протоны вниз по своему электрохимическому градиенту. [c.448]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология