РНК хромопластов

W.Straus изучал биохимический состав хромопластов корнеплодов моркови и оценил в них содержание РНК равным 3,3—5,9 % по отношению к сухому веществу пластид. Подобные исследования других объектов не проводились. Однако имеются сведения об изменении количества РНК в хлоропластах фотосинтезирующих тканей высших растений. Содержание РНК в амилопластах клубней картофеля составляло 0,4±0,012*10-14 г на одну органеллу.

Морковь
Морковь как объект для изучения биохимического состава хромопластов корнеплода

Таблица 1. Содержание РНК в хромопластах корнеплодов красной моркови сорта Харьковская Нантская и амилопластах корнеплодов белой моркови сорта Белая зеленоголовая.

3-50,0680,170,20

Возраст корнеплода, дни после посеваДиаметр корнеплода, ммРНК
% к сухому веществу пластид% к массе белка пластидна одну огранеллу, 10-14 г
Хромопласты
72
3-50,080,190,24
84
5-70,0810,160,24
100
7-100,2480,400,74
112
9-120,3750,661,31
128
13-180,1810,440,63
150
18-220,1110,300,39
Амилопласты
84
5-80,1570,360,63
100
8-100,1140,500,57
112
12-160,1020,940,56
128
18-240,0902,200,49
140
25-300,0762,080,42

В. П. Лобов и И. А. Петров проводили определение содержания РНК в хромо- и амилопластах корнеплодов красной и белой моркови. Расчет проводился на сухое вещество пластид, белок пластид и на одну органеллу (табл. 1). Содержание РНК в хромопластах, моркови сорта Харьковская Нантская изменялось на протяжении вегетации и в целом составляло 0,080-0,375 % к сухому веществу пластид, 0,16-0,66 % к массе белка пластид, 0,24-0,74 * 10-14 г при расчете на один хромопласт. Содержание РНК в амилопластах тоже изменялось от 0,068 до 0,157 % при расчете на сухое вещество органелл, от 0,07 до 0,81 % при расчете на белок пластид и от 0,20 до 0,65* 10-14 г при расчете на один амилопласт. В целом изменения содержания РНК в хромо-и амилопластах были сходны с изменениями содержания ДНК в этих органеллах. При этом РНК было в 2—3 раза выше по сравнению с содержанием ДНК для обоих типов пластид на всех этапах развития корнеплодов белой и красной моркови.

Биосинтез РНК хромопластов

Известно, что хлоропласты зеленых растений и амилопласты клубней картофеля способны синтезировать РНК на собственной матрице, причем в молодых листьях этот процесс идет более интенсивно по сравнению с хлоропластами зрелых и старых листьев. Интенсивность включения меченого предшественника в амилопласты клубней картофеля также зависит от физиологического состояния запасающих органов. Амилопласты молодых клубней наиболее активно включали 3Н-УТФ в кислото-нерастворимый материал органелл. По мере увеличения размера клубней включение метки в кислото-нерастворимый материал заметно понижалось и почти полностью прекращалось в амилопластах зрелых клубней. Пластиды покоящихся и вышедших из состояния покоя клубней не включали меченого предшественника биосинтеза РНК, тогда как в опытах с амилопластами прорастающих клубней отмечалось незначительное повышение радиоактивности кислото-нерастворимой фракции.

В настоящее время наиболее удобна для изучения синтеза система изолированных пластид. Синтезируемые в такой системе РНК представляют собой продукты экспрессии генома исследуемых органелл, поскольку исключается возможность загрязнения продуктами экспрессии ядерного генома.

В основу исследований была положена инкубационная среда, предложенная для изучения синтеза РНК в системе изолированных хлоропластов. В качестве осмотического реагента использовали маннит. Кроме того, в инкубационную среду вводили одновалентные катионы в виде 0,03 М КС1, необходимые для стабилизации транскрипции на пластидных рибосомах.

Возраст, дни после посеваДиаметр, ммВариантВремя инкубации, мин
102060
Хромопласты
92
3-5Опыт1220 ± 3091744 ± 3322327 ± 514
Контроль29 ± 532 ± 834 ± 6
112
6-8Опыт2060 ± 4403017 ± 5234001 ± 604
Контроль28 ± 1032 ± 834 ± 8
138
12-16Опыт816 ± 1271020 ± 1531572 ± 308
Контроль28 ± 726 ± 425± 7
Амилопласты
100
3-5Опыт1067 ± 3511562 ± 4062108 ± 423
Контроль27 ± 834 ± 528 ± 6
124
8-10Опыт613 ± 1421060 ± 1431328 ± 160
Контроль26 ± 129 ± 729 ± 3
148
16-20Опыт123 ± 30160 ± 31213 ± 60
Контроль28 ± 827 ± 328 ± 3

В опытах по включению 3Н-УТФ в кислото-нерастворимый материал хромопластов красной моркови было установлено, что они включают меченые предшественники. Интенсивность включения метки в хромопласты, выделенные из корнеплодов в середине вегетации, возрастала по сравнению с хромопластами формирующихся корнеплодов (диаметр 3-5 мм) почти в 2 раза. В конце вегетационного периода наблюдалось некоторое снижение включения 3Н-УТФ в РНК этих органелл. Таким образом, полученные нами результаты свидетельствовали о том, что хромопласты способны осуществлять синтез РНК на протяжении всего периода вегетации растений красной моркови (табл. 2).

Амилопласты, выделенные из формирующихся корнеплодов белой моркови сорта Белая зеленоголовая, также включали заметные количества 3Н-УТФ в кислото-нерастворимый материал пластид, причем интенсивность этого включения мало отличалась от интенсивности включения в хромопласты формирующихся корнеплодов красной моркови (см. табл. 2), Однако уже в середине вегетации, когда корнеплоды составляли 8-10 мм в диаметре, наблюдалось значительное снижение включения меченого предшественника амилопластами, а в конце вегетации (диаметр корнеплодов 16-20 мм) включение 3Н-УТФ в РНК этих органелл уменьшалось почти в 10 раз по сравнению с включением в амилопласты формирующихся корнеплодов.

Таким образом, исследования включения 3Н-УТФ в кислото-нерастворимый материал органелл показало, что интенсивность биосинтеза РНК в хромопластах и амилопластах находится в определенной зависимости от физиологического состояния корнеплодов. При этом хромопласты обладали высокой РНК-синтезирующей способностью на протяжении всего периода вегетации растений. Амилопласты же интенсивно синтезировали РНК в формирующихся корнеплодах, По мере увеличения последних в размере РНК-синтезирующая способность амилопластов резко снижалась.

 

Subscribe

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *