Netrukus

Endosimbiozės teorija


Evoliucinė chloroplastų kilmė

Manoma, kad chloroplastai turi kilę iš fotosintetinių prokariotinių organizmų (mėlynieji dumbliai), kurie apsigyveno aerobinėse eukariotų primityviose ląstelėse endosimbiozė.

Ši simbiozė, maždaug prieš 1,2 milijardo metų, būtų dariusi raudonųjų dumblių, vėliau rudųjų ir žaliųjų dumblių bei aukštesnių daržovių.

Evoliucijos proceso metu chloroplasto pirmtako bakterijos pernešė dalį savo genetinės medžiagos į ląstelės-šeimininkės DNR, taip pasikliaudamos šeimininko ląstelės genomu ir gamindamos daugelį jos baltymų.
Ši kilmė yra panaši į mitochondrijas, tačiau yra skirtumų, tokių kaip organelių dydis, chloroplastai yra daug didesni nei mitochondrijos, o energijos šaltinis yra skirtingas, chloroplastai naudoja šviesą, o mitochondrijos - cheminę energiją.

Chloroplastų cheminė sudėtis

Chloroplastai yra ryškiausi augalų ląstelių organelės. Jį sudaro 50% baltymų, 35% lipidų, 5% chlorofilo, vandens ir karotenoidų. Kai kuriuos baltymus sintezuoja ląstelės branduolys, tačiau lipidai sintetinami pačiose organelėse.
Chloroplastų skaičių reguliuoja ląstelė. Yra ląstelių, kuriose yra tik vienas chloroplastas, tačiau daugumoje ląstelių, atliekančių fotosintezę, yra apie 40 - 200 chloroplastų, kurie juda kaip šviesos intensyvumo ir citoplazminės srovės funkcija.
Panašiai kaip mitochondrijas, chloroplastai yra apsupti dviejų membranų, iš kurių viena yra labai pralaidi išorinei, o kita - vidinei, kuriai reikalingi specifiniai baltymai metaboliniam pernešimui, ir tarpląstelinė erdvė.

Organelės viduje yra amorfinė matrica, vadinama stroma kuriame yra įvairių fermentų, krakmolo grūdelių, ribosomų ir DNR.

Tęsiama po reklamos

Tačiau chloroplastinė vidinė membrana nėra sulankstyta į keteros ir neturi elektronų pernešimo grandinės. Paniręs į stromą, yra membraninė sistema (dvisluoksnis), kuris sudaro disko formos plokščių maišelių, vadinamų rinkiniu tilakoidinė membrana (iš graikų k tylakos, maišas).

Pakrautas disko fondas yra pavadintas granum. Tilakoido membranos liumenai yra vadinami tilakoidinis tarpas. Membranoje, paveiktoje stromos, yra chlorofilai dalyvauja fotosintezėje.

Pigmentai, sujungti su skirtingais baltymais ir lipidais granaro ir stromos tilakoidų membranose, sudaro sudėtingas baltymų-chlorofilo sistemas, vadinamas fotosistemos. Yra dviejų rūšių fotosistemos:

I fotosistema: esančios stromos membranos srityje, yra mažiausios intramembraninės dalelės.

II fotosistema: esantis granaro tilakoiduose, suformuotuose didesnių dalelių.

Chloroplastų genetinė sistema

Plastido genomą sudaro maža molekulė Apskritoji DNR, kurių savybės labai panašios į mitochondrijų ir bakterijų savybes.

Plastidinė DNR atsiranda didesniais kiekiais ir yra sudėtingesnė nei mitochondrijos. Yra Vienoje organelėje yra nuo 30 iki 200 DNR kopijų turinčių apytiksliai 120 genų.
Įvairių augalų chloroplastų genetinis sekos nustatymas leido nustatyti daugelį šių genų. Jie viską perrašo Ribosomų RNR, sudarančios plastoribosomas ir 30 skirtingų rūšių RNR pernešėjų.

Šis genomas taip pat koduoja 20 ribosomų baltymų, 30 fotosintezės baltymų ir kai kuriuos RNR polimerazės subvienetus (baltymus, dalyvaujančius genų ekspresijoje).

Bet net sintetindami savo baltymus, apie 90 procentų chloroplastų baltymų yra užkoduoti branduoliniais genais, kurie iš citozolio yra importuojami į organelę.

Vaizdo įrašas: Lynn Margulis. Kaip mokslo maištininkė prisidėjo prie evoliucijos teorijos? II Moterys moksle #4 (Rugpjūtis 2020).