Топография молибдена в органоидах клеток (часть 5)
Одним из наиболее важных химических компонентов клетки является днк. Это соединение сосредоточено почти исключительно в ядре, которое содержит ДНК, РНК и белки. Предполагают, что клеточные ядра вырабатывают материал, обеспечивающий постоянство наследственных свойств в жизненном цикле клетки. Такой материал (каким бы он ни был) должен участвовать в процессах переноса внутри клетки, чтобы достичь участков своего влияния, расположенных вне клетки. Ядра также связаны с синтезом микросом, которые впоследствии мигрируют в цитоплазму. Tco и Сато (1959) получили из ядер, изолированных из стеблей гороха, частицы по физическим и химическим свойствам подобные микросомам. Для метаболических процессов в ядрах необходимая энергия получается благодаря образованию при помощи гликолиза аденозинтрифосфата (АТФ).
Предполагается возможным прямое или косвенное участие молибдена в функционировании ядра клетки, в частности как донатора электронов, регулятора носителей энергии, активатора синтеза органических соединений, катализатора деятельности ряда ферментов.
Хлоропласты являются центром синтеза углеводов путем фотосинтеза, в них образуется хлорофилл и другие пигменты; они содержат активные ферментные системы фотосинтеза. В хлоропластах при помощи фотосинтетического фосфорилирования происходит запасание энергии.
Локализация молибдена в хлоропластах вызвана тем, что он положительно влияет на образование хлорофилла и белковых комплексов, увеличивая их прочность, задерживает разрушение хлорофилла в темноте. Установлено, что молибден значительно улучшает углеводный обмен у растений. В хлоропластах он довольно прочно связан с белковой стромой, но к концу вегетации растений эта связь ослабевает.
Митохондрии, нередко называемые силовой станцией клетки, окисляют пировиноградную кислоту через цикл трикарбоновых кислот до углекислоты и воды и связывают эти окислительные реакции с синтезом АТФ. В некоторых митохондриях с синтезом АТФ могут быть сопряжены окислительные реакции, не относящиеся к циклу трикарбоновых кислот, но все без исключения митохондрии осуществляют этот синтез. Функция окисления сводится к освобождению электронов, при участии которых происходит превращение и запасание энергии. Однако функции митохондрий далеко не ограничиваются выработкой энергии. В митохондриях находится целый ряд ферментных систем, катализирующих окисление органических веществ и образование макроэргических связей.
Значительного накопления молибдена в митохондриях мы не обнаружили, однако наличие его в этих органоидах клетки, очевидно, связано с влиянием на образование макроэргических связей. Для синтеза АТФ необходимо наличие неорганических фосфатов. Молибден же оказывает влияние на фосфорный обмен, являясь ингибитором кислых фосфатов. При недостатке молибдена наблюдалось усиление активности фосфатаз, чем и объясняется задержка превращения неорганических фосфатов в органические.
Рибосомы — это рибонуклеопротеидные частицы сферической формы, участвующие в биосинтезе белка. Они имеют около 150—350 А в диаметре и состоят из приблизительно равного количества белка и РНК. Эти частицы очень пористы и имеют высокую степень гидратации. Рибосомы состоят из большого числа белковых субъединице низким молекулярным весом и очень небольшого количества молекул высокополимерной PHК.
Функция рибосом в белковом синтезе заключается в том, что они осуществляют процесс, в котором активированные аминокислоты конденсируются, образуя полипептидную цепь. Механизм этого процесса полностью не выяснен. Как известно, рибосомы выделены из проростков бобов гороха, из зародышей пшеницы, белого клевера и дрожжей. В клетках рибосомы могут быть как свободными, так и прикрепленными к нитям эндоплазматического ретикулума. Однако рибонуклеопротеидные частицы со свойствами рибосом выделены также из митохондрий и ядер. Для синтеза белка в рибосомах используется энергия макроэргических связей АТФ; процесс катализируется рядом ферментных систем, а молибден здесь способствует высвобождению и передаче через систему АТФ ↔ АДФ необходимой для синтеза белка энергии.
Надосадочная жидкость, получаемая при центрифугировании гомогенатов листьев гороха и кормовых бобов, содержит различные соединения с неодинаковым молекулярным весом. В этой фракции имеется много ферментов. Локализация наибольшего количества молибдена в надосадочной жидкости может быть результатом артефактов, так как в процессе центрифугирования он может вымываться из органоидов клеток и концентрироваться в цитоплазме. Однако можно допустить, что в цитоплазме молибден может концентрироваться как в депо. He вызывает сомнения и то, что в цитоплазме этот микроэлемент выполняет определенные функции в разнообразных метаболических процессах.
В настоящее время значение молибдена в отдельных органоидах клеток полностью не выяснено и требует дополнительных исследований. На основании приведенных выше результатов экспериментальных исследований мы пришли к таким выводам:
1. Молибден поступает в растения гороха и кормовых бобов довольно быстро. Скорость его передвижения превышает 1 см/мин.
2. Поступивший в растения молибден локализуется прежде всего в молодых, растущих органах и сосредоточивается в основном в верхней части растений.
3. Поступление и распределение молибдена по отдельным органам растений гороха и кормовых бобов неодинаковы. Более обогащенными молибденом оказались молодые органы и особенно клубеньки на корнях этих растений.
4. Локализация молибдена в растениях зависит от наличия его содержания и внесения в почву, от формы его соединения, возраста растений, а также от климатических условий вегетационного периода.
5. В клеточных структурах листьев гороха и кормовых бобов больше молибдена локализовалось в цитоплазме, затем в ядрах, осколках клеток и рибосомах.
6. Топография и локализация молибдена в отдельных органах и клеточных структурах тесно связана с физиологическим значением его для активации жизнедеятельности бактерий, азотного обмена и биосинтеза белков в растениях.
