1 / 81

Компартменты растительной клетки

Компартменты растительной клетки. Компартменты растительной клетки. Наружная мембрана (плазмалема). Клеточная стенка (апопласт). ЭПР. Ядро. Пластида. Ядро. Вакуоль. Цитозоль (симпласт). Пероксисома. Мембрана вакуоли (тонопласт). Митохондрия. Плазмодесмы. Ядро. Наружная мембрана.

nemo
Download Presentation

Компартменты растительной клетки

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Компартменты растительной клетки

  2. Компартменты растительной клетки Наружнаямембрана (плазмалема) Клеточная стенка(апопласт) ЭПР Ядро Пластида Ядро Вакуоль Цитозоль(симпласт) Пероксисома Мембрана вакуоли (тонопласт) Митохондрия Плазмодесмы Ядро Наружнаямембрана Клеточная стенка

  3. Клеточная стенка

  4. Полисахариды клеточной стенки построены всего из 11 сахаров

  5. Строение микрофибрилл целлюлозы

  6. Строение целлюлозосинтазы

  7. Электронные фотографии КС с целлюлозосинтазой

  8. Сшивочные гликаны (cross-linking glycans) Гликаны со смешанной связью (злаки) Ксилоглюканы (XyGs) Глюкуроно-арабиноксиланы (GAXs) Фуко-XyGsXXXG:XXFG (двудольные, некоммелиноидн.) Арабино-XyGsAXGG, XAGG, AAGG Пасленовые, мята Коммелиноидные Ara: O-3, GlcA: O-2 Некоммелин. Ara, GlcA: O-2 Обозначения: G: Gl X: Gl-Xyl L: Gl-Xyl-Gal F: Gl-Xyl-Gal-Fuc A: Gl-Xyl-Ara Нерегулярные XyGs (коммелиноидные)

  9. Гемицеллюлозы: ксилоглюкан двудольных (фуко-галакто-XyGs)

  10. Гемицеллюлозы:ксилоглюкан двудольных (арабино-XyGs пасленовых и мяты)

  11. Гемицеллюлозы:глюкуроно-арабиноксиланы двудольных и коммелиноидов

  12. Гемицеллюлозы:глюкан злаковых

  13. Пектины Рамногалактуронаны Галактуронаны Гомогалактуронаны Ксилогалактуронаны Рамногалактуронаны I Рамногалактуронаны II

  14. Пектины: галактоктуронаны(гомо- и ксило-галактуронаны)

  15. Петкины: рамногалактуронаны II(к цепи гомогалактуронана присоединены различные боковые цепочки по разным гидроксилам )

  16. Пектины: рамногалактуронаны Iгетерополимер: линейная цепь из чередующихся остатков GalA и Rha с различными боковыми фрагментами

  17. Пектины: димер рамногалактуронана II(мономеры RGII 4200kDa связаны диэфирными связями остатками апиозы через бор)

  18. Кальций: «Замковые зоны» пектиновой сети

  19. Пектины:зоны «Ca2+-застежек» и количество нейтральных боковых цепочек RGI регулируют размер пор клеточной стенки

  20. Структурные белки клеточной стенки:HGRPs, PRPs, GRPs (гидроксипролин-, пролин- и глицин- обогащенные)

  21. Структурные белки клеточной стенки:AGPs (арабино-галактановые белки - протеогликаны).

  22. Структурные белки клеточной стенки:AGPs (арабино-галактановые белки - протеогликаны).

  23. Трехмерная модель двух типов клеточной стенки: тип I (двудольные) и тип II (коммелиноиды)

  24. Возможное участие ХЕТ (ксилоглюкан-эндотрансгликозилазы) и экспансина в росте клеток растяжением

  25. Трансмембранный транспорт

  26. Низкая «цена» ATP: • Апопласт (клеточная стенка и межклетники) • Вакуоль • Межмембранное пространство митохондрий • Внутритилакоидный люмен • Некоторые участки ЭПР Заряд на мембранах Плазмалема:-120 – -160mV H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ – – – H+ H+ H+ – – – – – – – – H+ – – H+ – – H+ H+ H+ – – Ядро H+ H+ H+ – – – H+ H+ – – – H+ H+ H+ H+ – – H+ – Вакуоль H+ H+ H+ – H+ – H+ H+ ΔpH=3 – – H+ H+ – H+ – – H+ H+ – – – H+ – H+ – H+ H+ – – H+ H+ H+ – – – – H+ H+ – – H+ – – H+ Тонопласт: + 30mV – – – – – – H+ – H+ H+ H+ – H+ H+ H+ – – H+ H+ H+ H+ – -200mV – H+ • Активное использование АТР: • Цитозоль • Нуклеоплазма • Матрикс митохондрий • Строма пластид • Некоторые участки ЭПР – H+ H+ H+ H+ H+ – H+ H+ H+ H+ – – – – H+ H+ – – – – – H+ H+ – H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ Ядро Наружнаямембрана Клеточная стенка

  27. Три типа H+-АТФаз растительной клетки АТФ-синтазы митохондрий и хлоропластов (F-тип) Н+- АТФаза плазматической мембраны (p-тип) Н+- АТФаза вакуолярная (V-тип)

  28. Заряд на мембранах Плазмалема: -120 – -160mV H+-АТФаза (р-тип) Са2+-АТФазы Са2+-АТФазы H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ Ядро H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ Вакуоль H+ H+ H+ H+ H+ H+ ΔpH=3 АТФ-синтаза (СF-тип) H+ H+ H+ H+ H+ Тонопласт: + 30mV Н+-Пирофосфатаза (р-тип) Са2+-АТФазы H+-АТФаза (V-тип) АВС-транспортёры H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ -200mV АТФ-синтаза (F-тип) H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ Ядро Наружнаямембрана Клеточная стенка

  29. Н+-АТФаза плазмалеммы (р-тип) • Один большой полипептид 100 - 106 кДа • Регулируется по принципу «фосфорилирование/дефосфорилирование» по серину протенкиназами • Образует промежуточный фосфорилированный интермедиат (по аспартиловому концу фермента) • Ингибируется ванадатом (блокирует фосфорилирование по аспартиловому концу фермента) • Ингибируется сульфгидрильными реагентами • Сходна с АТФазами животных клеток: Na,K-АТФаза; H,K-АТФаза; Ca-АТФаза) • Зависит от градиента Н+ • К+-зависимая

  30. Н+-АТФаза плазмалеммы (р-тип) Домен связывания Mg-АТФ Е1 связывает Н (in) Е2 освобождает Н (out) Стехиометрия переноса: 1 АТФ : 1 Н+

  31. Н+-АТФаза плазмалеммы (р-тип) Симптомы поражения грибомFusicoccum amygdali на персике Метаболит гриба – фузикокцин – необратимо активирует АТФазу плазмалеммы

  32. Н+-Пирофосфатаза •        64 – 67 кДа •        катионзависимая (стимулируется К+, ингибируется Na+, Са2+) •        высокоспецифична к пирофосфату •        зависит от концентрации магния •        зависит от градиента Н+ •        ингибируется сульфгидрильными реагентами Входит в состав тонопласта. Стехиометрия переноса: 1 пирофосфат : 1 Н+ Уменьшает концентрацию пирофосфата в цитозоле (?)

  33. Са+ -АТФазы Са2+АТФазы принадлежат к большому семейству АТФаз р-типа Са2+АТФазы ПМ Са2+АТФазы ЭР У растений в отличие от животных Са2+-АТФазы ПМ-типа локализованы не только на плазмалемме, но и на эндомембранах

  34. Са+ -АТФазы Домен связывания Mg-АТФ

  35. Компартментация Са2+ в растительной клетке Клеточная стенка(апопласт) Са2+: 1000– 10000 мкМ ЭПР Са2+:1000–10000 мкМ Ядро Пластида Са2+: 0,01–0,05 мкМ Са2+:1000 мкМ Вакуоль Цитозоль(симпласт) Са2+: 0,1–0,2 мкМ Пероксисома Са2+:1000 мкМ Са2+: 1000 – 10000 мкМ Митохондрия Ядро Наружнаямембрана Клеточная стенка

  36. Транспорт кальция в растительной клетке

  37. ABC-транспортёры Транспортные белки, которые используют энергию гидролиза АТФ для транспорта через мембраны самых разных химических агентов. Содержат ATP-Binding Casette (ABC). Представлены у всех организмов Очень многочисленное семейство Арабидопсис : 131 различных белков 3 основных мультисемейства: pleiotropic drug resistance (PDR), multidrug resistance (MDR), multidrug resistance-associated protein (MRP)

  38. ABC-транспортёры Примеры: активный транспортв вакуоль конъюгатовгербицидов или кадмияс глутатионом АВС-транспортёры GS-herbicide АDР+P АТР АТР АDР+P

  39. Вакуоль Мембрана (тонопласт) АТФ-связывающий домен Цитозоль ABC-транспортёры

  40. Расход энергоносителей (АТФ, ФФ)на создание градиента на мембранах

  41. Структура: Две субъединицы: F0 и F1 F1:α3β3γδε α- 59, β- 56, γ - 36 δ - 17.5, ε - 13,5kDa F0: а (I), 15kDa, b(II),12.5kDa c(III),8kDa а:b:с – 1:2:(6-15) АТФ-синтаза: «вальсирующий» комплекс

  42. АТФаза вакуолярная (V-тип) 3 каталитических центра связывания АТФ 6-9 субъединиц, связывающих протон

  43. Н-АТФаза тонопласта (V – типа) •       Многомерная структура 70 кДа, 60 кДа, 16 кДа (7-10 субъединиц) •        Анионзависимая (нитрат ингибирует, хлорид стимулирует) •        Нечувствительна к ванадату, азиду, олигомицину •        Зависит от градиента Н+

  44. Трансмембранный транспорт Активный Пассивный Против градиента электрохимического потенциала, с затратой энергии По градиенту электрохимического потенциала, без затраты энергии Первично активный Унипорт Переносится одно вещество, используются макроэргические связи АТФ, пирофосфат и др. Диффузия Вторично активный Без специальных структур на мембране Симпорт Два вещества переносятся в одном направлении, используется электрохимический потенциал одного из веществ Каналы и переносчики Специальные белковые на мембране комплексы, обладающие разной специфичностью к переносимому веществу Вторично активный Антипорт Два вещества переносятся в разных направлениях, используется электрохимический потенциал одного из веществ

  45. Транспортеры - высокоафинные медленные пассивные переносчики «Пинг-понг»-механизм Одновременный перенос двух веществ Изменение конформации Изменение конформации

  46. Транспортеры - высокоафинные медленные пассивные переносчики 6 АЛЬФА-СПИРАЛЬНЫХ ДОМЕНОВ, СОБРАНЫ В ДИМЕР или: 12 АЛЬФА-СПИРАЛЬНЫХ ДОМЕНОВ, ДВУПОРОВЫЕ

  47. Транспорт веществ через мембрану митохондрии

  48. Транспорт интермедиатов через хлоропластную мембрану

  49. Транспорт интермедиатов через хлоропластную мембрану

  50. Транспортеры есть и на плазмалемме H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ К+ H+ Сахароза 2H+ 3H+ NO3- SO42- H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ – – – – – – – – – – – – – – – – – – Na+

More Related