Клеточное ядро

Размножение и превращения пластид

Геном хлоропластов

Хлоропласты обладают ДНК и рибосомами, которые локализованы в строме. ДНК хлоропластов представлена кольцевыми молекулами массой 80-130 мД. В одном органоиде может содержаться до 40 копий ДНК. Геном хлоропластов содержит около 120 структурных генов, которые кодируют рибосомальные и транспортные РНК, 20 рибосомальных белков, 9 из 12 субъединиц АТФ-синтетазы, часть белков фотосистем и цепи транспорта электронов. Однако, как и у митохондрий, большинство белков хлоропластов кодируется генами клеточного ядра. Белоксинтезирующая система у хлоропластов прокариотического типа с 70S рибосомами. Высокая степень автономности хлоропластов была отмечена еще русским ботаником К. Мережковским в 1905 г.

Зрелые хлоропласты высших растений делятся редко. Размножение хлоропластов и других пластид происходит в основном на уровне их предшественников – пропластид, которые представляют собой двумембранные пузырьки диаметром 1 мкм. Они содержатся в молодых камбиальных тканях и способны делиться перетяжкой или почкованием.

Если растение развивается в условиях нормального освещения, пропластиды дифференцируются непосредственно в хлоропласты. В темноте пропластиды увеличиваются в размерах, но вместо ламелл и тилакоидов в них образуются многочисленные мелкие пузырьки и их комплексы (проламеллярные тела). Образованные в этом случае бесцветные пластиды называются лейкопластами (этиопластами). На свету они способны превращаться в полноценные хлоропласты. В строме лейкопластов часто откладываются запасные питательные вещества, в особенности крахмал. В таких тканях как эндосперм злаков при накоплении большого числа крахмальных зерен в строме пропластиды и лейкопласты дифференцируются в амилопласты. Хлоропласты, лейкопласты и амилопласты могут необратимо превращаться в окрашенные в желто-красные цвета хромопласты. При этом мембранные структуры органоида деградируют, хлорофилл и крахмал исчезают, а в строме образуются пластоглобулы - липидные капли с растворенными в них пигментами - каротиноидами.

Ядро представляет собой органоид, в котором сосредоточена почти вся наследственная информация клетки. Все организмы, состоящие из клеток, подразделяются на две группы – лишенные ядра прокариоты и имеющие ядро эукариоты. Наследственная информация прокариот, к которым относятся бактерии, сине-зеленые водоросли и микоплазмы, зашифрована в молекуле ДНК длиной не более 2 мм, тогда как общая длина молекулы ДНК эукариот может достигать 2 м. ДНК бактерий кодирует около 3000 генов, в то время как ДНК эукариот кодирует до 30 000 генов. Из этого сравнения следует, что клеточное ядро необходимо для хранения и функционирования большой и сложной системы генов, которой обладают эукариоты.