WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 ||

Несмотря на то что реакция использования вы сокомолекулярных полифосфатов в регуляции Клетки дрожжей и других эукариот существенно уровня ортофосфата была показана практически во отличаются от клеток бактерий, относящихся к всех органеллах, участвующие в этом процессе ферпрокариотам. В клетках дрожжей имеется большое менты (экзополифосфатазы) существенно отличаколичество различных органелл (отдельных, струкются друг от друга по специфичности и некоторым турно независимых частей клеток). Кроме массивфизико-химическим свойствам. С учетом данных о ной оболочки, состоящей из полисахаридов, – глютом, что и биосинтез полифосфатов в каждой оргакана, маннана, хитина, и некоторого количества нелле клеток дрожжей происходит специфическим белков, внутри клеток имеется хорошо оформленпутем, можно думать, что в целом полифосфатный ное ядро, митохондрии, вакуоли и множество разобмен в них достаточно уникален. Эти данные моличных включений, так или иначе отделенных от гут свидетельствовать в пользу так называемой цитозоля (основного содержимого) клетки. В наэндосимбиотической гипотезы происхождения эуших работах показано, что в каждой органелле кариотических клеток, которая впервые была выдрожжей и других грибов присутствует своя фраксказана русским ботаником А.С. Фаминцыным еще ция полифосфатов, определенной длины цепи. При в начале века [4]. В настоящее время эту гипотезу этом установлено, что для биосинтеза и использоподдерживает много биологов. Особенно интенвания высокомолекулярных полифосфатов практисивно развивает сейчас эту идею американская исчески в каждой органелле низших эукариот имеется следовательница Лин Маргелис [5]. Суть гипотезы свой набор ферментов, связывающий обмен полизаключается в том, что современная эукариотичесфосфатов в первую очередь с процессами, характеркая клетка – продукт симбиоза нескольких прокаными только для данной органеллы.

риотических организмов. Как было показано во Например, в ядре биосинтез высокомолекуляр- второй половине прошлого века А.С. Фаминцыных полифосфатов каким-то образом тесно связан ным, лишайники являются организмами, возникс биосинтезом нуклеиновых кислот, в частности шими в результате симбиоза (обобщение возможРНК. В митохондриях биосинтез полифосфатов за- ностей двух организмов в одном живом существе висит от происходящего в этой органелле биосинтеза без их слияния) грибов и водорослей. В настоящее АТФ. Образование полифосфатов, локализованных время существует много данных, полученных морв клеточной оболочке дрожжей, непосредственно фологами, биохимиками, молекулярными биолосвязано с биосинтезом одного из компонентов кле- гами, о том, что митохондрии возникли из бактеточной стенки – маннана. Как показали наши рабо- рий, похожих на одну из ныне живущих бактерий.. (паракокка), а хлоропласты фотосинтезирующих количестве и не функционируют как запасники фоэукариот произошли из фотосинтезирующих циа- сфата и энергии, то есть не участвуют в метаболиченобактерий. Есть свидетельства в пользу того, что ской регуляции тех или иных биохимических провакуоли эукариотических организмов возникли из цессов. Контроль за осуществлением в клетках архебактерий, а жгутики, имеющиеся у некоторых животных этих процессов осуществляют в основпростейших организмов, – из бактерий типа спиро- ном гормоны и нервная система. Однако, как говохет. Спорным пока остается вопрос о происхожде- рилось выше, высокомолекулярные полифосфаты в нии хозяйской клетки, которая в процессе фагоци- очень небольшом количестве присутствуют в клеттоза [6] поглотила предшественников митохондрий ках животных, но участвуют, по-видимому, только в и других органелл и, не использовав их для своего структурной и генетической регуляции. У этих орпитания, сохранила для выполнения тех функций, ганизмов они достоверно выявлены в составе хрокоторые давали ей преимущества перед другими ор- матина клеточных ядер и в виде двуспиральных ганизмами в процессе естественного отбора. Эта ги- комплексов с поли- -оксимасляной кислотой в потеза исходит из идей дарвинизма, приложенных к мембранах митохондрий, а также во внешней и внупроблеме происхождения эукариотических клеток. триклеточных мембранах.

Как отмечалось выше, данные по изучению обмена В хроматине, являющемся сложным комплекполифосфатов у низших эукариот, типа дрожжей, сом суперскрученной ДНК с белками, полифосфахорошо согласуются с основными постулатами этой ты, видимо, участвуют в регуляции генетической гипотезы. Каждая из органелл клеток дрожжей имеактивности и синтеза РНК на ДНК. Здесь важную ет характерные особенности обмена высокомолекуроль может играть то обстоятельство, что высоколярных полифосфатов, связанные, возможно, со молекулярные полифосфаты несут мощный отриспецификой обмена предшественников этих оргацательный заряд и могут в связи с этим успешно нелл. Высокополимерные полифосфаты у этих миконкурировать с ДНК за взаимодействие с положикроорганизмов, очень сильно зависящих от среды тельно заряженными белками хроматина, участвуобитания, выполняют в первую очередь роль резерющими в регуляции его генетической активности.

ва фосфатов и регуляции всего фосфорного обмена.

Кроме того, находясь в составе двуспиральных комКроме того, в отдельных органеллах они участвуют плексов с поли- -оксимасляной кислотой в составе в более “тонкой” регуляции – обмена нуклеиновых внешней (цитоплазматической) и внутренних мемкислот в ядре, биосинтеза полисахаридов, необхобран животных клеток, высокомолекулярные полидимых для построения клеточной оболочки, функфосфаты могут играть важную роль в структурной ционирования вакуолей как депо необходимых регуляции транспорта ионов и веществ.

клетке ионов и веществ.

Интересно, что в мембранах некоторых орга- нелл клеток дрожжей (в митохондриях и других) РоНа примере высокомолекулярных полифосфазетта Реш также обнаружила присутствие двойных тов можно проследить, как сильно изменяются биспиралей, состоящих из поли- -оксимасляной кисологические функции клеточных компонентов в лоты и полифосфатов, связанных между собой иопроцессе биологической эволюции. Хотя на всех нами Са2+. Таким образом, у низших эукариот выэтапах эволюции полифосфаты играли важную сокополимерные полифосфаты также, видимо, роль в регуляции биохимических процессов в клетучаствуют в проникновении ионов и водораствориках, однако способы этой регуляции были различмых веществ через биологические мембраны и, слеными. Общепринятым постулатом является утдовательно, участвуют не только в метаболическом, верждение, что в процессе эволюции формы жизни но также и в структурном уровне регуляции обмена изменялись от сравнительно простых до более веществ.

сложных. Это, по-видимому, можно сказать и о компонентах живых клеток и системах регуляции их обмена.

У примитивных организмов полифосфаты, яв ляясь богатыми энергией соединениями, легко обЖивотные относятся к высшим эукариотам – разуемыми на первичной Земле, играли важную наиболее сложно организованным живым сущест- роль в биоэнергетике клеток, в сопряжении энерговам. Их клетки меньше зависят от окружающей сре- дающих и энергопотребляющих реакций. Далее эта ды, имеют дополнительные уровни весьма тонкой и функция была передана более сложно синтезируесовершенной регуляции обмена веществ и физио- мому, но более удобному и полифункциональному логических процессов в виде гормональной и нерв- соединению – АТФ. Однако у большинства совреной систем, поэтому у этих организмов происходит менных бактерий (прокариот) и у дрожжей (низших существенное изменение функций высокомолеку- эукариот) они активно участвуют в самой примилярных полифосфатов. Они не накапливаются в тивной, метаболической регуляции, в первую очеклетках животных в сколько-нибудь значительном редь выполняя роль осмотически инертного резерва, ‹2, 4. Хахина Л.Н. В кн.: Андрей Сергеевич Фаминцын.

фосфата и энергии. Такой резерв дает возможность Л.: Наука, 1981.

этим микроорганизмам при любых подходящих условиях быстро переходить к интенсивному росту и 5. Маргелис Л. Роль симбиоза в эволюции клетки.

М.: Мир, 1983.

размножению.

У высокоорганизованных организмов, менее за- 6. Альбертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Рэфф М., Робертс К., Уотсон Дж. Молекулярная биология клетки. М.: Мир, висимых от внешних условий и обладающих гораздо 1986.

более совершенными, хотя и более сложно функционирующими системами гормональной и нервной регуляции, потребность в резервировании “на вся* * * кий случай” больших резервов фосфата и энергии Игорь Степанович Кулаев, член-корреспондент отпадает. У этих организмов они сохраняют за соРАН, профессор Московского государственного бой только функции генетической и структурной университета им. М.В. Ломоносова, зав. отделом регуляции, которые в той или иной степени присутбиохимии клеточной поверхности микроорганизствовали и у прокариот и низших эукариот, но были мов Института биохимии и физиологии микрооргау них как бы замаскированными, трудно выявляенизмов РАН (г. Пущино Московской области). Более мыми на фоне присутствия большого количества 40 лет работает в области биохимии высокомолерезервных полифосфатов.

кулярных полифосфатов и в других областях биохимии микроорганизмов. Автор более 400 научных A публикаций, в том числе нескольких монографий на русском и английском языках. Читает курс “Об1. Кулаев И.С. Биохимия высокомолекулярных полищая биохимия” и спецкурс “Биохимия микрооргафосфатов. М.: Изд-во МГУ, 1975.

низмов” для студентов биологического факультета 2. Уолд Г. В кн.: Горизонты биохимии. М.: Мир, 1964.

МГУ. Многократно выступал с лекциями в ведущих 3. Кулаев И.С. В кн.: Происхождение жизни и эволюционная биохимия / Под ред. Г.А. Деборина, Т.Е. Пав- университетах и научных центрах США, Германии, ловской, К. Дозе, С. Фокса. М.: Наука, 1975. Англии, Швейцарии.

..

Pages:     | 1 ||










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.