Медицинская биология: конспект лекций для вузов

• V. CF1 – периферическая и легко отделяемая гидрофильная «головка» мембранной АТФазы. Комплекс CF0—CF1 действует так же, как F0—F1 в митохондриях,

• VI. Периферический, гидрофильный , очень слабо связанный фермент рибулозобисфосфат-карбоксилаза, в функциональном отношении принадлежащий строме.

ФСII-ССК находится в основном в тех местах, где мембраны соприкасаются с соседним тилакоидом, а CF0—CF1 – только там, где они не соприкасаются. Молекулы хлорофилла содержатся в частицах ФСI, ФСII и ССК. Они амфипатические, с гидрофильным дисковидным порфириновым кольцом и гидрофобным остатком фитола. Вероятно, порфириновые кольца лежат на поверхности мембраны (в строме, во внутреннем пространстве тилакоида или с обеих сторон), а фитольные остатки – в гидрофобных белковых частицах.

5.

Биохимический синтез в строме хлоропластов

В строме хлоропластов осуществляются процессы биохимического синтеза (фотосинтеза), в результате которых откладываются зерна крахмала (продукт фотосинтеза), пластоглобулы и кристаллы железосодержащего белка фитоферритина (накопление железа). Пластоглобулы состоят из липидов (главным образом гликолипидов) и накапливают хиноны: пластохинон, филлохинон (витамин К1) и токоферилхинон (витамин Е).

Вопрос 29. Генетическая система пластид

1.

Белковый состав стромы

В строме находятся ДНК, mРНК, tРНК, rРНК1, rРНК2, 5S-РНК и 70S-рибосомы. Как и в митохондриях, молекула ДНК замкнута в кольцо, несет гены с интронами и свободна от гистонов и негистоновых хромосомных белков. Имеется от 3 до 30 идентичных копий ДНК на каждый хлоропласт. Молекулы длиннее, чем в митохондриях (40–45, иногда до 160 мкм) и содержат больше информации : ДНК кодирует rРНК и tРНК, ДНК– и РНК-полимеразу, некоторые белки рибосом, а также комплексы CF0 и CF1, пластидные цитохромы и большинство ферментов теленового процесса фотосинтеза . Однако большая часть белков пластид кодируется в хромосомах.

2.

Характеристика лейкопласт

Лейкопласты – это бесцветные пластиды округлой, яйцевидной или веретенообразной формы в подземных частях растений, семенах, эпидермисе, сердцевине стебля. Они содержат ДНК, зерна крахмала, пластоглобулы, единичные тилакоиды и пластидный центр.

Образование тилакоидов и хлорофилла чаще всего либо генетически подавлено (корни, эпидермис), либо тормозится отсутствием света (например, у картофеля: на свету лейкопласты зеленеют и превращаются в хлоропласты). Пластидные центры (проламеллярные тельца) состоят из скопления пузырьков или из сети разветвленных трубочек.

Лейкопласты в узком смысле неактивны и обычно имеют небольшие размеры (например, в ситовидных трубках, в эпидермисе). Чаще встречаются аминопласты, образующие крахмал из глюкозы и накапливающие его главным образом в запасающих органах (клубнях, корневищах, эпидермисе и т. п.).

3.

Пигменты

Хлоропласты являются причиной желтой, оранжевой и красной окраски многих цветков, плодов и некоторых корней. Они бывают округлыми, многогранными, чечевицеобразными, веретеновидными или кристаллоподобными, содержат пластоглобулы (часто в большом количестве), крахмальные зерна и белковые кристаллоиды, не имеют пластидного центра. Тилакоидов в них мало или совсем нет.

Пигменты – свыше 50 видов каротиноидов (например, виолоксантин у анютиных глазок, ликопин в помидорах, бета-каротин в моркови) – локализуются в пластоглобулах, трубчатых или нитевидных белковых структурах или образуют кристаллы.

Хромопласты первично нефункциональны. Их вторичная роль состоит в том, что они создают зрительную приманку для животных и тем самым способствуют опылению цветков и распространению плодов и семян.

Вопрос 30. Развитие пластид

1.

Характеристика пластид

Незрелые пластиды (пропластиды) имеют неправильную форму, окружены двумя мембранами и способны к амебоидному движению. Наиболее молодые пропластиды (до 50 нм) не имеют внутренних структур. В процессе развития они увеличиваются в размерах (до 1 мкм), синтезируют крахмальные зерна и кристаллы фитоферритина, в них образуются трубчатые или листовидные выпячивания внутренней мембраны.

2.

Влияние света на синтез

Для превращения пропластид в хлоропласты необходим свет. При синтезе белка, хлорофилла и липидов из выпячиваний мембраны в результате образования все новых складок и выростов, их перемещения и упаковки возникают тилакоиды стромы и гран.

В темноте процессы синтеза и формирование мембран прерываются . Образуется небольшое количество протохлорофиллида (предшественника хлорофилла), из выпячиваний мембран создается большей частью сетевидный пластидный центр , из пропластиды возникает лейкопластоподобный лишенный крахмала каротинсодержащий этиопласт. При освещении из протохлорофиллида образуется хлорофилл, а из пластидного центра – тилакоиды, и этиопласт превращается в хлоропласт.