Өндірістік практиканың мақсаттары мен міндеттері Өндірістік практиканың мақсаты
Фотосинтетикалық аппараттың құрылымдық ұйымы
жүктеу/скачать 0,53 Mb. Pdf көрінісі
|
vGrcRfRyMhmuMcn8rFZnMVShsrgnvlQwkXs3YqoC
| Фотосинтетикалық аппараттың құрылымдық ұйымы.
Итальяндық ғалымдар жасанды торда фотосинтетикалық аппарат жасады. Реакция орталықтары алып көпіршіктердің мембранасында дұрыс бағдарланған және Протон градиентін тиімді құруға қабілетті. Фотосинтез-бұл жарық энергиясы химиялық байланыс энергиясына айналатын реакция. Бұл, мысалы, жарық кванттары арқылы өсімдіктерге көмірқышқыл газы мен суды органикалық қосылыстар мен оттегіге айналдыруға мүмкіндік береді. Өсімдіктер осылай қоректенеді және осы процестің арқасында жер бетіндегі көптеген басқа организмдер тіршілік етеді: Біріншіден, олар өздерін жарық пен ауадан жасайтын "тірі кристалдарды" жейді, екіншіден, өсімдіктер шығаратын оттегімен тыныс алады. Өсімдіктердегі фотосинтетикалық аппарат арнайы органеллалар — хлоропласттардың мембраналарында орналасқан. Хлоропласттардың жұмыс істеу процесінде мембрана арқылы протондар ағыны пайда болады және протондық градиент пайда болады, соның арқасында жасушалар жоғары энергиялы АТФ молекулаларын синтездеу арқылы энергияны сақтайды. Кейбір бактериялар да фотосинтезге қабілетті. Олардың фотосинтетикалық 10 аппараты цитоплазмалық мембраналарда орналасқан және Протон градиенті цитоплазма мен сыртқы орта арасында жасалады. Зерттеушілер күлгін бактериялардың фотосинтетикалық аппаратымен жұмыс істеді. Мұндай бактериялардың көпшілігі анаэробты және олардың фотосинтезі оттегісіз — реакция аяқталған кезде оттегінің орнына, мысалы, күкірт түзіледі. Олардың фотосинтетикалық аппаратындағы реакция орталығы (РО) Жарық квантын сіңірген кезде цитоплазмадан екі Протонды қажет ететін бір хинон молекуласы тотықсызданатындай етіп жасалған. Нәтижесінде пайда болған Протон градиенті оларға АТФ синтездеуге мүмкіндік береді. Жасанды жүйені құру үшін ғалымдар көмекші молекулаларсыз rhodobacter sphaeroides бактериясының реакция орталығының негізгі трансмембраналық ақуызын ғана пайдаланды. Бұл ақуыз екі жоғары гидрофобты суббірліктен және бір гидрофильді суббірліктен тұрады. Жеңілдетілген реакция орталығы әртүрлі липидті мембраналарға, соның ішінде жалпақ билипидті қабаттарға енгізілді. Мұндай эксперименттердің маңызды мәселелерінің бірі-мембраналардағы ақуыздардың бағыты: ендіру кезінде олар көбінесе әртүрлі бағытта болады, сондықтан олар дұрыс Протон градиентін жасай алмайды. Жаңа жұмыста ғалымдар РЦ мембранасына салынған, олардың тоқсан пайызы дұрыс бағытқа бағытталған нағыз протоклетканы — алып липидті везикуланы жасай алды.Алып көпіршіктерді алу үшін тамшыларды тасымалдау әдісі қолданылды. Бастапқыда ақуыз бактериялық мембранадан оқшауланып, суда ериді және біртекті мицеллярлық зат алды. Оның құрамында жуғыш зат молекулаларымен қоршалған және судан қорғалған толық белсенді реакция орталықтары болды. Содан кейін ол фосфатидилхолин мен фосфатидилглицерин майларының қоспасында эмульсияланып, судың бетіне қойылып, екі фазалы жүйе құрылды, содан кейін центрифугаланып, оларға РЦ салынған алып липидті көпіршіктер алынды. Липидті-Сулы эмульсиямен байланыста болған кезде гидрофобты өзара әрекеттесу реакция орталықтарының бір бағытта ашылуына себеп болды, өйткені ақуыздың гидрофильді суббірлігі суға ұмтылды, ал гидрофобтар одан алыстап, осылайша липидті Қос қабаттың ішіне кірді. Алынған көпіршіктердің диаметрі шамамен 20 мкм, тұрақты және ақуыздардың тығыздығы жеткілікті жоғары болды-олардың құрамында 2200 липид молекуласына ~1 реакция орталығы болды, бұл фотосинтетикалық бактериялардың мембраналарындағы сәйкес тығыздықтың үштен бірін құрайды. Әрі қарай талдау мұндай көпіршіктердегі фотосинтетикалық ақуыздардың белсенді екенін көрсетті. Бұған көз жеткізу үшін везикулалар қысқа Жарық жарқылдарымен жарықтандырылды және рекомбинация реакциясының жылдамдығын өлшеді. Сонымен қатар, ерітіндіге электронды донор ретінде суда еритін цитохромды қосу реакция орталықтарының 90 11 пайызы шынымен сыртқы ортаға бағытталғанын көрсетті — рекомбинацияны көрсететін сигнал іс жүзінде жоғалып кетті, өйткені цитохром тиімді тотығады, егер олар басқа бағытқа бағытталған болса. Осыдан кейін ерітіндіге убихинонның аналогы — децилубихинон қосылды, ол алау қайта басталған кезде электронды акцептор ретінде жұмыс істей бастады, электронды цитохром донорлары арқылы децилгидроубихинонға айналды. Уақыт өте келе рекомбинация қайта пайда болды, өйткені электронды донорлар таусылды. Болашақта протондардың мембрана арқылы қозғалу жылдамдығын да өлшеуге болады: ол әр реакция орталығы үшін минутына шамамен бір протонды құрады. Жұмыстың тиімділігі бірқатар физикалық факторларға, соның ішінде көпіршіктердің мөлшеріне және липидті мембрананың құрамына байланысты. Біз бұған дейін фотосинтезді имитациялауға қабілетті, бірақ тірі бактериялардың көмегімен бионикалық парақтың қалай жасалғанын айтқан болатынбыз. Сол жобада әзірленген әдіс жасанды везикулалармен жұмысты кеңейтуге мүмкіндік береді, дейді ғалымдар. Келесі міндет-оларға басқа ақуыз кешендерін дұрыс бағытта енгізу, соның ішінде бұрын везикуланың ішіне емес, тек сыртқы ортаға айналдыруға болатын АТФ синтазасы. Біз бұған дейін фотосинтезді имитациялауға қабілетті, бірақ тірі бактериялардың көмегімен бионикалық парақтың қалай жасалғанын айтқан болатынбыз. Сол жобада әзірленген әдіс жасанды везикулалармен жұмысты кеңейтуге мүмкіндік берді. жүктеу/скачать 0,53 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|