Хемотрофные ксеносомы - Ксеносомы
Хемотрофные ксеносомы обладают катаболической системой, с помощбю которой энергия ассимилируется в форме АТФ.
Хемотрофные ксеносомы подразделяют на митохондрии, гидрогеносомы, митосомы
Митохондрии
Митохондрии - гранулярные или нитевидные самовоспроизводящиеся органеллы, содержащаяся в цитоплазме почти всех эукариотических клеток, ассимилирующие энергию в процессе аэробного и, редко, анаэробного дыхания. Неспособны к автотрофной ассимиляции углерода. [3, стр. 218]
Энергетическая специализация митохондрий и их метаболическая интеграция в эндоцитобиотическую систему основаны на экспорте АТФ в цитоплазму хозяина с помощью АДФ:АТФ-транслоказы.[4, стр. 418] Без митохондрий животная клетка могла бы получать АТФ только за счет анаэробного гликолиза. Но в результате превращения глюкозы в пируват, происходящего при гликолизе, высвобождается лишь малая часть всей свободной энергии, которую можно получить при окислении сахаров. В митохондриях метаболизм сахаров (и жирных кислот) доводится до конца: пируват (как и жирные кислоты) окисляется молекулярным кислородом (О2) до СО2 и Н2О.[1, стр.430].
Полуавтономность митохондрий выражается в том, что только часть митохондриальных белков кодируется митохондриальной ДНК (мДНК). Большинство митохондриальных белков синтезируется на цитоплазматических рибосомах на основе информации, заложенной в ядерной ДНК; В мДНК закодированы только тРНК и несколько белков. Данные по механизмам синтеза белка в митохондриях, полученные за последние примерно два десятилетия, еще более убедительно свидетельствуют в пользу эндосимбиотической гипотезы. Оказалось, что механизмы транскрипции информации с ДНК на РНК и трансляции с РНК на. белок сильно напоминают соответствующие механизмы у бактерий. По крайней мере в животных клетках митохондриальная ДНК, так же как и бактериальная, имеет двухцепочечную кольцевую форму. Рибосомы имеют тот же вес, что и бактериальные рибосомы, а синтез белка подавляется теми же веществами, которые подавляют синтез белка у бактерий; однако соединения, подавляющие управляемый ядром синтез белка в эукариотических клетках, не влияют на митохондриальный синтез белка.[2, стр.180-182].
Количество ДНК в некоторых низших эукариотах (дрожжи, Neurospora) гораздо выше, чем в митохондриях высших животных. Это можно объяснить утратой генов и передачей их функций ядерному геному в ходе эволюции от низших эукариотов к высшим. С эволюционной точки зрения такое уменьшение может быть даже необходимым. Вероятно, оставшиеся гены представляют собой некоторый минимум и дальнейшая утрата генов по каким-то неизвестным нам причинам невозможна, а быть может, митохондриальные гены целиком находятся "на пути к выходу" [2, стр.182].
Согласно результатам анализа рРНК, митохондрии растений, грибов и протистов занимают взаимно обособленное положение на дендрограмме класса "Aphaproteobacteria". То есть, они произошли от разных пурпурных бактерий. Считается, что пурпурная бактерия путем эндоцитоза проникла в цитоплазму протоэукариотического хазяина. Система ассимиляции у нее была амбивалентной, то есть позволяла использовать и энергию света, и энергию химических субстратов. Но по мере превращения эндоцитобионта в органеллу у него исчезла пигментная система, но сохранилась электрон-транспортная цепь, используемая при дыхании.[4, стр.418]
На пути внутриклеточной эволюции (фагоцитированная бактерия
Облигатный эндоцитобионт ксеносома митохондпия) произошли глубокие генетические изменения, котрые обеспечили генетическую специализацию митохондрии:
- 1. Делеция генов, кодирующих апопротеины фотосинтетического реакционного центра и апопротеины светособирающей антенны; 2. Делеция генов, кодирующих дегидрогеназы, специфичные по отношению к неорганическим субстратам; 3. Делеция генов, отвечающих за углеродную атрофию; 4. Селекция терминального участка электрон-транспортной цепи по признаку повышения сродства к молекулярному кислороду.
Гидрогеносомы
Гидрогеносомы - сборная группа хемотрофных ксеносом, присутствующая в клетках простейших - трихомонад, реснитчатых инфузорий, амебоидных жгутиконосцев, а также у хитридиевых грибов. Гидрогеносомы имеют оболочку из двух плазматических мембран. Эти органеллы, совместно с метаноархеями-эндобионтами, выполняют в клетках простейших функцию митохондрий (синтез АТФ) в анаэробных условиях. Побочными продуктам иметаболизма гидрогеносом служит молекулярный водород (Н2) и ацетат [3, стр. 97-98] . Отличия от митохондрий в том, что гидрогеносомы окисляют пируват при помощи ферродоксинзависимой пируват:ферродоксин-оксидоредуктазы (у митохондрий эту функцию выполняет НАД-зависисмая пируватдегидрогеназа), также роль ловушки для электронов будут выполнят протоны, а катализатором будет служить гидрогеназа. CoASH регенерируется из ацетил-СоА не с помощью цитрат синтазы, как у митохондрий, а с помощью сукцинат: ацетат СоА-трансферазы и сукцинил-СоА-синтазы.[4, стр. 420-421]
Полагают, что эти органеллы произошли от эндосимбиотических анаэробных бактерий или археев, хотя в случае трихомонад вопрос остается открытым. Предполагают также, что они могут быть сильномодифицированными митохондриями. [4, стр. 421]
Митосомы
Митосома - рудиментарная митохондрия (ксеносома) Enthamoeba histolytica (вторично амитохондриальные протисты), полностью потерявшая спо - собность к хемотрофной ассимиляции энергии. Функции неизвестны.[3, стр. 218 ]. Предполагается, что митосомы - это продукт эволюционного преобразования хемотрофной ксеносомы в органеллу с вторичной функцией. [4, стр. 421].
Похожие статьи
-
Введение, Происхождение ксеносом - Ксеносомы
Ксеносомы (от греч. xenos - чужой и soma - тела; "чужеродное тело" - полуавтономные цитоплазматические органеллы клетки эукариот, функционально...
-
Структура и функции клетки - Возрастная физиология
Органоиды - различные структуры живой клетки, которые отвечают за выполнение той или иной функции. Клеточные структуры: Цитоплазма. Обязательная часть...
-
Роль ядра в жизни клетки - Клеточное ядро
Еще в конце прошлого века было доказано, что лишенные ядра фрагменты, отрезанные от амебы или инфузории, через более или менее короткое время погибают....
-
Структура цитоплазмы, Эндоплазматический ретикулум - Клеточная теория
Жидкую составляющую цитоплазмы также называют цитозолем. Под световым микроскопом казалось, что клетка заполнена чем-то вроде жидкой плазмы или золя, в...
-
Питательная и обменная функция глии - Нейроглия и нервная деятельность
Питательная функция глии была предположена Гольджи, исходя из структурных соотношений нервных и глиальных клеток и соотношения последних с капиллярами...
-
Обмен белков в организме человека - Строение, функции и значение белков
Важный критерий пищевой ценности белков - доступность аминокислот. Аминокислоты большинства животных белков полностью высвобождаются в процессе...
-
Механизмы апоптоза - Радиационный апоптоз и некроз клеток облученного организма
Развитие и функционирование многоклеточных организмов подразумевает равновесие между синтезом и распадом молекул, их окислением и восстановлением,...
-
Жизненный цикл - Строение и свойства вируса иммунодефицита человека
Условно жизненный цикл вируса можно разбить на несколько взаимоперекрывающихся этапов (обычно выделяют 6 этапов): - Прикрепление представляет собой...
-
Обмен белков - Питательные вещества
После расщепления белков в пищеварительном тракте образовавшиеся аминокислоты всасываются в кровь. В кровь всасывается также незначительное количество...
-
Транспорт питательных веществ в бактериальную клетку - Физиология микроорганизмов
Пассивный - облегченная диффузия, в следствии разности концентрации питательных веществ, без затрата энергии. Отвечает за транспорт цитоплазматическая...
-
Механизм, благодаря которому генетическая информация ДНК "транскрибируется" в матричную РНК, а затем транслируется в белок, выяснился через несколько лет...
-
Цитологический анализ: хроматин, хромосомы, Хроматин - Ядерный аппарат
Хроматин При наблюдении некоторых живых клеток, особенно растительных или же клеток после фиксации и окраски, внутри ядра выявляются зоны плотного...
-
Именно броуновское движение органических молекул в водной среде является причиной не только самоорганизации БС, но и их самовосстановления....
-
Обмен белков - Роль белков в организме
Аминокислоты, образовавшиеся после расщепления белков в пищеварительном тракте, всасываются в кровь. В кровь всасывается также незначительное количество...
-
Реализация функциональной активности фагоцитирующих клеток находится, в том числе, под контролем различных отделов нервной системы и регуляторных...
-
Регуляция синтеза гема, Нарушения синтеза гема - Порфирии - Первичная структура белков
Регуляторными ферментами являются АЛК (аминолевулинатсинтетаза) и Аминолевулинатдегидрогеназа. АЛК - синтаза является главным регуляторным ферментом,...
-
ПРИЧИНА СТАРЕНИЯ - Белки - основа жизни
Каждая клетка - это живой организм. Клетка растет и развивается, поглощая питательные вещества, и выделяет отработанные. Клетка делится, создавая новые...
-
Гемодиализ - Заболевание почек и печени
Гемодиализ не может полностью заменить собой почки, но с помощью этого метода больные могут нормально жить и работать, несмотря на почечную...
-
Введение - Белок в жизни живых организмов
Белки - высокомолекулярные природные полимеры, построенные из остатков аминокислот, соединенных амидной (пептидной) связью - СО-NH-. Каждый белок...
-
Пытаясь построить модель примитивного Уробороса, мы все время должны помнить, что все события происходили в геологическом масштабе времени. Относительно...
-
Клетка - единая система сопряженных функциональных единиц - Клеточная теория
В начале нашего изложения в согласии с клеточной теорией мы обсуждали первый ее постулат: клетка - наименьшая единица живого. Однако мы знаем о сложности...
-
Транскрипция и трансляция - Экспрессия генов
У прокариота и эукариота гены представляют собой последовательности нуклеотидов ДНК. На матрице ДНК происходит транскрипция -- синтез комплементарной...
-
Биохимическое единство живой природы - Целостность организмов
Принцип биохимического единства - одна из немногих догм, признаваемых в нашем веке. Согласно этому принципу, все живые существа, обитающие на Земле, в...
-
Генетические методы изучения биопленок - Использование микробных биопленок в промышленности
Для выявления генов, участвующих в генетическом контроле любого процесса, используются методы направленного и ненаправленного (инсерционного)...
-
Введение, Белки - Анализ пищевых веществ, необходимых для организма человека
Организм человека состоит из белков (19,6 %), жиров (14,7 %), углеводов (1 %), минеральных веществ (4,9 %), воды (58,8 %), Он постоянно расходует эти...
-
Благодаря постоянному и беспорядочному броуновскому движению молекул воды [4] две идентичные по всем параметрам биомолекулы (БМ) способны не только...
-
Метод микрофигурии - Методы изучения клетки
С помощью микроманипулятора отдельные части клетки можно удалять, добавлять или каким-то образом видоизменять. Крупную клетку амебы удается разделить на...
-
Ядерная мембрана - Клеточное ядро
Неделящееся клеточное ядро заключено в плотную и упругую оболочку - ядерную мембрану (кариолемму) , которая растворяется и вновь восстанавливается в...
-
Взаимопревращения пластид - Пластиды: строение, происхождение, взаимопревращения
В эволюционном смысле первичным, исходным типом пластид являются хлоропласты, из которых при расчленении тела растений на органы произошли пластиды...
-
Вирусы животных - Строгие постулаты Коха
Адсорбция и проникновение в клетку Первые этапы вирусной инфекции, независимо от того, о каком вирусек идет речь, традиционно принято называть...
-
Молекулярные механизмы регуляции клеточной смерти - Биологические механизмы жизненного цикла клетки
Апоптоз - многоэтапный процесс. Первый этап - прием сигнала, предвестника гибели в виде информации, поступающей к клетке извне или возникающей в недрах...
-
Свойство белков - Основы генетики
Белки - высокомолекулярные соединения, построенные из аминокислот и являются одними из наиболее сложных по строению и составу среди всех органических...
-
Плазматическая мембрана., Функции плазмалеммы. - Строение клетки. Биологические мембраны
Плазматическая мембрана занимает особое положение, так как ограничивает клетку снаружи и непосредственно связана с внеклеточной средой. Она имеет толщину...
-
Включения в их связь с вирусной инфекцией У насекомых известно много различных вирусных болезней. Некоторые из них поражают полезных насекомых, таких,...
-
Контактно-бытовой путь передачи , т. е. заражение за счет контаминированных предметов обихода (игрушки, посуда и т. д.), реализуется лиш при...
-
Строение хромопластов, Строение лейкопластов - Пластиды: строение, происхождение, взаимопревращения
Внутренняя мембранная система в них обычно отсутствует. Лишь иногда она представлена одиночными тилакоидами. По размерам хромопласты меньше хлоропластов....
-
Процесс метаболизма - Обмен веществ в организме и защитные механизмы
Метаболизм (от греч. "превращение, изменение"), обмен веществ - полный процесс превращения химических веществ в организме, обеспечивающих его рост,...
-
Цитологические данные, полученные при изучении вирусных инфекций - Строгие постулаты Коха
В течение долгого времени считали, что репликация ВТМ происходит только в цитоплазме. Однако некоторые данные, полученные при цитологических и...
-
Молекулярная основа устойчивости клеток к вирусам. - Строгие постулаты Коха
Хотя устойчивость, индуциорованная интерфероном, защищает клетки от самых различных ДНК РНК-вирусов, степень защиты от разных вирусов неодинакова. Кроме...
-
Размеры бактериальной клетки обычно составляют от 1 до 15 мкм. Форма клеток очень разнообразна: палочковидные (бациллы), сферические (кокки),...
Хемотрофные ксеносомы - Ксеносомы