Как томаты и перцы накапливают каротин
До сегодняшнего дня считалось, что митохондрии и хлоропласты являются единственными компонентами клеток растений, способные производить химическую энергию. Тем не менее, согласно статье, опубликованной в американском журнале «Plant Physiology», существует и другая органелла, хромопласт, способная синтезировать энергию для своего метаболизма.

Хромопласты это органеллы растения, которые накапливают каротиноиды, пигменты, которые придают желтый, оранжевый и красный цвета многим цветкам, фруктам и корнеплодам. Помимо их роли в синтезе каротиноидов, хромопласты представляют собой очень активные органеллы, участвующие в различных биосинтетических процессах в период созревания плодов. Согласно новому исследованию, хромопласты также способны производить и химическую энергию – другими словами они синтезируют молекулы аденозинтрифосфата (АТФ) – при помощи дыхательного процесса под названием хромореспирация.

До недавнего времени считалось, что необходимая хромопластам энергия поставлялась из митохондрий. Тем не менее, новое исследование демонстрирует, что хромопласты являются третьим компонентом, который ведет себя как биоэнергетические органеллы в клетках растений.

– Хромореспирация или дыхательной активность в хромопластах представляет собой процесс хемиосмотического синтеза АТФ, – объясняет профессор Азкон-Бието. – Другими словами, это мембранный процесс, основывающийся на дыхательной цепи, которая создает протонный градиент электрохимического потенциала и присоединяется к синтезу АТФ как и в митохондриях и хлоропластах.

Традиционно, хромопласты считались компоненты стареющей клетки, но это оказалось не так. В предыдущих исследованиях, группа учёных из Барселонского университета описала, как хромопласты способны синтезировать липиды без АТФ.

– Хромопласты, – утверждает профессор Альберт Бороно, – это органеллы, которые получаются из хлоропластов; они фотосинтетически неактивны, но метаболически очень активны, даже если их функции пока не известны.

Данное исследование впервые соединяет механизм синтеза АТФ с полным дыхательным процессом, происходящим во внутренней части органеллы.

Хромопласты в изобилии присутствуют в таких фруктах, как помидоры, перец и цитрусовые. В ходе исследования, эксперты Барселонского университета изучали созревание плодов томата (Solanum Lycopersicum), в ходе которого метаболическая активность хромопластов резко возрастала. Во время созревания томатов, энергитическое производство (АТФ) в хромопластах используется для производства молекул (каротиноидов, таких как ликопен и бета-каротин, ароматов, и т.д.), которые улучшат свойства плодов. Признаки энергетического производства хромопластов были также найдены и в красном болгарском перце.

Хотя он разделяет некоторые характеристики с митохондриями и хлоропластами, процесс синтеза хромопластами АТФ обладает и некоторыми специфическими чертами. Как полагает главный автор статьи Марта Ренато, у хромопластов присутствует изменение в регулирующей субъединице АТФ-синтазы, которая является ферментом, катализирующим синтез АТФ. В случае хлоропластов, которые обладают способностью к фотосинтезу, этот фермент всегда активен, и именно изменение в субъединице делает это возможным.

Исследователи также определили наличие в хромопластах цитохрома c6, характерного элемента цианобактерии. Марта Ренато отмечает, что это открытие приводит к интересной эволюционной точке зрения, поскольку цианобактерии являются источником происхождения пластид (хлоропластов, хромопластов и т.д.), и они обладают способностями к фотосинтезу и дыханию. Учёные наблюдали, как, по меньшей мере, один элемент, входивший в состав дыхательного аппарата цианобактерии, восстановился в дыхательной цепи хромопластов.

Источник

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

2 + 7 =