Мир науки

Рефераты и конспекты лекций по географии, физике, химии, истории, биологии. Универсальная подготовка к ЕГЭ, ГИА, ЗНО и ДПА!

Загрузка...

Геномы органелл представляют собой кольцевую двухцепочечную молекулу ДНК. Исключение составляют инфузории, у которых митохондриальная ДНК представлена линейной молекулой. Структура генома органелл скорее напоминает структуру бактериального генома, чем хроматин эукариот.

В организации хлоропластной ДНК обнаружены гистоноподобные белки, однако по аминокислотному составу они отличаются от типичных гистонов высших растений и более сходны с ДНК-связывающими HU-белками клеток E. coli и гистоноподобными белками цианобактерий. Возможно, что гистоноподобные белки хлоропластных нуклеоидов являются эволюционными предшественниками гистонов эукариотических клеток, однако нуклеосомы в хлоропластной ДНК так же, как и в ДНК митохондрий, отсутствуют. Часть белков, необходимых для функционирования этих органелл, кодируются их собственной ДНК и синтезируются на рибосомах внутри органеллы, тогда как остальные белки кодируются ядерной ДНК, синтезируются рибосомами цитоплазмы и поступают в органеллы благодаря их лидерным последовательностям. Каждый из мембранных комплексов электрон-транспортной цепи, а также АТФ-синтетаза, имеют смешанное кодирование: одни субъединицы синтезируются внутри органеллы, а другие приходят из цитоплазмы. Сборка таких комплексов происходит затем при участии специальных вспомогательных белков чаперонов (от англ. chaperon).

Транспорт белков между цитоплазмой и органеллами идет только в одном направлении: определенные белки "импортируются" митохондриями и хлоропластами, но не известно ни одного белка, который бы эти органеллы "экспортировали". Между органеллами и остальной клеткой не происходит также обмена молекулами РНК и ДНК. Функционирование двух генетических систем эукариотической клетки (органелльной и ядерной) тесно координированы в процессе построения органеллы с помощью не известных пока механизмов обратной связи.

Хлоропластная ДНК так же, как и в бактериальной клетке, находится в составе компактных структур нуклеоидов. Хлоропласт содержит обычно несколько нуклеоидов и в каждом нуклеоиде имеется обычно несколько копий хлоропластной ДНК. Хлоропласты высших растений содержат в среднем 3 - 8710-15 г ДНК на 1 пластиду. У водорослей содержание ДНК колеблется в более широких пределах - 4 - 17710-15 г/хлоропласт. Геном состоит из нескольких копий кольцевой двухцепочечной ДНК, размеры которой варьируют в зависимости от вида у высших растений в пределах 120 - 190 тыс. п.н. (контурная длина - 40 - 46 мкм), а у водоростей от 86 тыс. п.н. (27.3 мкм) у рода Codium до 600 тыс. п.н. (62 мкм) у родов Acetobularia и Chlamidomonas. Хлоропластный геном довольно консервативен в эволюционном отношении, и разница в размерах хлоропластной ДНК определяется, как правило, числом дуплицированных генов. По мере развития хлоропласта увеличивается количество нуклеоидов в пластидах и кол-во хлоропластной ДНК на хлоропласт. Число и форма нуклеоидов зависят также от интенсивности и спектрального состава света.

У всех высших растений хлоропластная ДНК содержит 37.8 + 1% (Г+Ц), а плавучая плотность в CsCl равна 1.7 г/см3, что близко к параметрам ядерной ДНК. Однако ядерная ДНК растений всегда содержит 5-метилцитозин, тогда как в хлоропластной ДНК это модифицированное основание отсутствует. Необычность хлоропластной ДНК проявляется также в том, что она содержит удаленные друг от друга встроенные рибонуклеотиды: обычно 9 в одной цепи кольцевой молекулы и 10 - в другой. Митохондриальные ДНК животных тоже содержат рибонуклеотиды. У разных растений, за редким исключением, структура генома примерно одинакова. Она состоит из большого и малого однокопийных участков, разделенных инвертированными повторами, которые содержат гены хлоропластных рРНК. В некоторых хлоропластных генах обнаружены интроны, однако возможно, что это остатки каких-то мобильных генетических элементов. Для некоторых растений, например, печеночного мха Marchantia polymorpha, риса и табака была определена полная нуклеотидная последовательность хлоропластной ДНК. Типичный для покрытосемянных растений набор генов хлоропластной ДНК табака включает 4 гена рРНК, 30 генов тРНК и 79 генов, кодирующих белки.

В то время как геном хлоропластов примерно одинаков по величине у всех организмов, митохондриальные геномы у растений намного больше, чем у животных. В митохондриях животных геном представлен одной кольцевой молекулой ДНК длиной 16.2 - 18.4 тыс. п.н., представленной 5 - 10 копиями, а у растений геном в 30 - 100 раз больше и составлен из нескольких, вероятно, слегка различных кольцевых ДНК, каждая из которых представлена несколькими копиями. Большие размеры (` 84 тыс. п.н.) митохондриальной ДНК имеют дрожжи, но оказалось, что у них значительная часть ДНК не выполняет кодирующей функции, причем длинные некодирующие области включены внутрь некоторых генов, т.е. представляют сбой интроны.

Митохондриальная ДНК дрожжей содержит 2 гена рРНК, примерно 30 генов тРНК и 8 генов, кодирующих белки. Нуклеотидные последовательности ДНК митохондрий человека, мыши и коровы были полностью определены. Геном митохондрий позвоночных мал, потому что имеет чрезвычайно компактную структуру генов, в которых нет интронов. Например, в кодировании 2 генов рРНК, 22 генов тРНК и 13 генов, кодирующих белки, задействована почти вся нуклеотидная последовательность ДНК из митохондрий человека. У печіночного мха Marchantia polymorpha, как , вероятно, и у других растений в митохондриальной ДНК содержится больше генов: 3 гена рРНК, 27 генов тРНК и примерно 60 генов, кодирующих белки.



Загрузка...
Загрузка...
Реферати і шпаргалки на українській мові.
Биология      Физика      Химия      Экономика     География
Микробиология      Теоретическая механика     География Белоруссии    География Украины    География Молдавии
Растительность мира      Электротехника    География Грузии    География Армении    География Азербайджана
География Казахстана    География Узбекистана    География Киргизии    География Туркменистана    Природоведение
География Таджикистана    География Эстонии