РНК хромопластов

1. Главная
2. Агрономия
3. 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 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

Возраст корнеплода, дни после посева	Диаметр корнеплода, мм	РНК
		% к сухому веществу пластид	% к массе белка пластид	на одну огранеллу, 10-14 г
Хромопласты
72	3-5	0,08	0,19	0,24
84	5-7	0,081	0,16	0,24
100	7-10	0,248	0,40	0,74
112	9-12	0,375	0,66	1,31
128	13-18	0,181	0,44	0,63
150	18-22	0,111	0,30	0,39
Амилопласты
84	5-8	0,157	0,36	0,63
100	8-10	0,114	0,50	0,57
112	12-16	0,102	0,94	0,56
128	18-24	0,090	2,20	0,49
140	25-30	0,076	2,08	0,42

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.

Таблица 2.

Возраст, дни после посева	Диаметр, мм	Вариант	Время инкубации, мин
			10	20	60
Хромопласты
92	3-5	Опыт	1220 ± 309	1744 ± 332	2327 ± 514
		Контроль	29 ± 5	32 ± 8	34 ± 6
112	6-8	Опыт	2060 ± 440	3017 ± 523	4001 ± 604
		Контроль	28 ± 10	32 ± 8	34 ± 8
138	12-16	Опыт	816 ± 127	1020 ± 153	1572 ± 308
		Контроль	28 ± 7	26 ± 4	25± 7
Амилопласты
100	3-5	Опыт	1067 ± 351	1562 ± 406	2108 ± 423
		Контроль	27 ± 8	34 ± 5	28 ± 6
124	8-10	Опыт	613 ± 142	1060 ± 143	1328 ± 160
		Контроль	26 ± 1	29 ± 7	29 ± 3
148	16-20	Опыт	123 ± 30	160 ± 31	213 ± 60
		Контроль	28 ± 8	27 ± 3	28 ± 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.