1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Біологія
  3. Хромопластна ДНК

Хромопластна ДНК

Дослідження, в яких вивчалися ДНК-містять електронно-прозорі ділянки в хромопласти, нечисленні. K.Kawallik, R.Herrmann досліджували структуру пластид пелюсток нарциса жовтого. У хромопласті вони виявили фібрили товщиною 25-30 А, розташовані в електронно-прозорих місцях пластид.

Містять фібрили електронно-прозорі ділянки зустрічалися в хромопласти нарциса жовтого рідше, ніж в хлоропластах, і були локалізовані в центрі пластиди. З віком квітки ідентифікувати такі ділянки в хромопласти ставало важче. Автори припустили, що фібрили, видимі в електронно-прозорих місцях, являють собою молекули ДНК. Для з’ясування цього зрізи тканини вінця обробляли ДНКаза з метою руйнування фібрил і докази їх дезоксирибонуклеїнової походження. Однак фібрили після впливу ферменту не руйнувалися.

Обробка протеазами (трипсин і проназа), зазвичай поліпшує видимість ниток ДНК в таких районах, також виявилася безуспішною. Однак, беручи до уваги велику схожість між електронно-прозорими ділянками і фибриллами хромопластов з аналогічними структурами хлоропластів, мітохондрій і бактерій, автори припустили, що хромопласти містять ДНК, яка локалізована в електронно-прозорих ділянках у вигляді фібрил. Вважають, що в дослідах із застосуванням ферментів позитивні результатів не досягалися внаслідок стеричних перешкод, викликаних глютаральдегідной фіксацією матеріалу. E.Mikulska і ін., Вивчаючи ультраструктуру хромопластовсемядолей огірка, оброблених ретардантов зростання 2-хлоретил-тріметілам-моніем хлористим, також виявили електронно-прозорі ділянки з фібрилами.

При великих збільшеннях було показано, що вони складаються з центрального тіла різної форми і розмірів та відходять на всі боки тонкими фибриллами. Найменші з них становили 15-10 А в діаметрі. Після ДНКазной обробки ці структури повністю зникали або ледь проглядалися окремі їх фрагменти. Досліди з використанням ферменту підтвердили, що спостерігаються структури містять ДНК. ДНК-містять електронно-прозорі ділянки в хромопласти семядолей огірка нечисленні, а їх структура не відрізняється від аналогічних районів у лейко- і хлоропластів. З морфологічної точки зору ці райони більш схожі з такими в матриксі лейкопластов. Вони не окружаются мембранами тилакоїдів і не виявляють чіткого відмежування від навколишнього строми. Електронно-прозорі ділянки, в яких відзначалися структури, подібні до фібрилярні утвореннями ДНК, і які контрастували уранілацетатом, спостерігали і інші дослідники, в тому числі Б.Т.Матіенко і Е.М.Чебану при вивченні ультраструктури хромопластов гарбузових і пасльонових.

зміст ДНК
B.Liedvogel вперше оцінював зміст ДНК в чистій фракції хромопластов з пелюсток нарциса, а кількість ДНК в ній визначав діфеніламіновая методом після підрахунку органел. Хромопласти містили 0,13. 10-14 г ДНК на одну органеллу (середнє значення трьох незалежних вимірювань). У той же час хлоропласти цієї рослини при аналогічних умовах визначення містили 0,8. 10-14 г ДНК на хлоропласт, що в 6 разів перевищує вміст ДНК в одному Хромопласти. При цьому співвідношення обсягів хлоро-і хромопластов також було 6: 1. З огляду на певну автором зміст ДНК в хромо- і хлоропластах, а також встановлений за допомогою фізичних методів розмір генома цих органел, B.Liedvogel підрахував, що хлоропласти листя нарциса в середньому містили 50, а хромопласти квіток – 8 копій ДНК на одну органеллу.

Хромопласти настурції великий містили 0,6. 10-14г ДНК на одну пластид, або 36 копій ДНК на одну органеллу. Це узгоджується з кількістю ДНК в хлоропластах вищих рослин, яке становить 20-60 копій ДНК на хлоропласт. Проводилось визначення змісту ДНК в хромопласти коренеплодів моркви сорту Харківська Нантская, а також в амилопластах білої моркви сорту Біла зеленоголова. Дані розраховували на суху речовину пластид, одну органеллу і на одиницю маси білка. Зміст ДНК в обох типах пластид не постійно, а змінюється в процесі онтогенезу коренеплодів.

На перших етапах формування коренеплодів червоною моркви вміст ДНК в хромопласти поступово збільшувалася і досягала максимуму в середині вегетації з подальшим зниженням. Незважаючи на загальний характер змін вмісту ДНК в хромопластахпрі розрахунку на суху речовину пластид, білок пластид і на одну органеллу (у всіх випадках кількість ДНК спочатку зростала, а до кінця вегетації кілька знижувалося), ступінь їх змін була різна. Так, у варіанті з максимальним вмістом ДНК (діаметр коренеплодів 9-12 мм) кількість його в хромопласти зростала в порівнянні з вихідним: при розрахунку на суху речовину пластид в 3, на білок трохи більше, ніж в 2 рази, на одну органеллу ~ майже в 4 рази. Ці відмінності з більшою виразністю виявлялися при визначенні змісту ДНК в амилопластах білої моркви. При розрахунку на суху речовину пластид воно на перших етапах розвитку коренеплодів зростала в 1,5-2 рази і досягала максимуму при діаметрі коренеплодів 5-10 мм, після чого поступово знижувався до вихідного рівня.

При розрахунку на одну органеллу воно також досягало максимуму при діаметрі коренеплодів 5-10 мм, однак після цього знижувався лише незначно. При розрахунку на білок пластид воно постійно збільшувалася, перевищуючи в кінці вегетації в 10-12 разів вихідний рівень. Спостерігаються відмінності пояснюються зміною вмісту білка і сухих речовин пластид в онтогенезі коренеплодів білої і червоної моркви. Наші дослідження показали, що вміст білка в аміло і хромопласти істотно змінюється протягом вегетації моркви, причому якщо для хромопластов зміни в змісті білка не настільки істотні, то для амілопласти до кінця вегетаційного періоду відзначається 6-8-кратне зменшення кількості білка в розрахунку на одну органеллу (табл. 2). Таблиця 2 – Вміст білка в хромопласти коренеплодів червоною моркви сорту Харківська Нантская і амилопластах коренеплодів білої моркви сорту Біла зеленоголова.

Проведений порівняльний аналіз змісту ДНК в хромопласти і амилопластах моркви показав, що найбільш об’єктивні результати можуть бути отримані при розрахунку на одну органеллу. При цьому зміст ДНК в хромопласти червоної моркви змінювалося від 0,10-0,11 • 10-14 г на початкових етапах формування коренеплодів до 0,41 • 10-14 г при максимальному значенні в середині вегетації. Зміст ДНК в амилопластах було трохи нижче і становило 0,09-0,21 • 10-14 г на одну органеллу. Розмір геному пластид моркви, встановлений за допомогою кінетики реассоціаціі, становить 103,5-105,7 • 106Д (1Д – 1,67-10-14г).

Можна розрахувати, що кількість копій ДНК на амілопласти змінювалося від 5-6 на початкових етапах розвитку коренеплодів до 12-13 при максимальному значенні, а для хромопластов – від 6-7 до 23-24 копій відповідно. Це трохи нижче в порівнянні з кількістю копій ДНК, представлених в хлоропластах фотосинтезирующих тканин вищих рослин і хромопласти настурції та близько до кількості копій ДНК в хромопласти нарциса жовтого. Зміна вмісту нуклеїнових кислот в аміло і хромопласти коренеплодів моркви при розрахунку на одну органеллу має подібний характер. В обох типах пластид збільшувався вміст ДНК в середині і знижувалося в кінці вегетації. Різниця між ними носило лише кількісний характер.

ПОДІЛИТИСЯ: