Фотосинтетический аппарат прокариот
Все известные в настоящее время фотосинтезирующие организмы используют в процессе фотосинтеза видимый и инфракрасный свет. Наиболее богатые энергией ультрафиолетовые лучи в фотосинтезе практически не используются. Это связано с фотохимическими эффектами разных частей спектра – лучи с длиной волны 200–300 нм вызывают повреждение ДНК и белков.
Фотосинтезирующие организмы обязательно содержат магний-порфириновые пигменты – хлорофиллы, построенные из четырех пиррольных колец, соединенных углеродными мостиками и образующих закрытую (циклическую) структуру. Известно больше десяти видов хлорофиллов, различающихся природой химических групп, присоединенных к пиррольным структурам порфиринового ядра, но все они поглощают свет видимой и инфракрасной частей спектра.
Способность организмов существовать за счет энергии света связана с наличием у них специфических фоторецепторных молекул – пигментов. Набор пигментов характерен и постоянен для определенных групп фотосинтезирующих прокариот. Соотношения же между отдельными пигментами колеблются в зависимости от вида и условий культивирования.
Все фотосинтетические пигменты относятся к двум химическим классам соединений:
-пигменты, в основе которых лежит тетрапиррольная структура (хлорофиллы, фикобилипротеиды);
-пигменты, основу которых составляют длинные полиизопреноидные цепи (каротиноиды).
Особенность химического строения молекул всех фотосинтетических пигментов состоит в наличии системы сопряженных двойных связей, от количества которых зависит способность пигментов улавливать бедные энергией кванты света.
У каждой из основных групп прокариот фотосинтетический аппарат организован по-разному. Это проявляется как в химической природе составляющих его компонентов (набор пигментов, состав переносчиков электронов), так и в структурной организации в клетке.
Фотосинтетический аппарат состоит из трех основных компонентов:
*светсобирающих пигментов, поглощающих энергию света и передающих ее в реакционные центры;
*фотохимических реакционных центров, где происходит трансформация электромагнитной формы энергии в химическую;
*фотосинтетических электронтранспортных систем, обеспечивающих перенос электронов, сопряженный с запасанием энергии в молекулах АТФ.
Два компонента фотосинтетического аппарата – реакционные центры и электронтранспортные системы – всегда локализованы в клеточных мембранах, представленных ЦПМ и у большинства фотосинтезирующих прокариот развитой системой внутрицитоплазматических мембран – производных ЦПМ. Локализация светсобирающих пигментов в разных группах фотосинтезирующих прокариот различна
У фотосинтезирующих прокариот известно больше десяти видов хлорофиллов. Хлорофиллы двух групп прокариот, осуществляющих бескислородный фотосинтез (пурпурные и зеленые бактерии), встречающиеся только в этих группах, получили общее название бактериохлорофиллов пяти основных видов: а, b, с, d и е.
Фикобилипротеиды – красные и синие пигменты, содержащиеся только у одной группы прокариот – цианобактерий. Различия в спектральных свойствах фикобилипротеидов определяются аминокислотной последовательностью альфа и бета-полипептидов, числом и типом присоединенных к ним хромофорных групп, а также степенью агрегирования.
К вспомогательным фотосинтетическим пигментам, которые содержат все фотосинтезирующие организмы, относятся каротиноиды. Большинство каротиноидов построено на основе конденсации 8 изопреноидных остатков. Выделяют также каротиноиды, не содержащие кислорода, и кислородсодержащие каротиноиды, общее название которых – ксантофиллы. Каротиноидные пигменты поглощают свет в синем и зеленом участках спектра, т. е. в области длин волн 400–550 нм. Эти пигменты, как и хлорофиллы, локализованы в мембранах и связаны с мембранными белками без участия ковалентных связей. В качестве вспомогательных фотосинтетических пигментов каротиноиды поглощают кванты света в коротковолновой области спектра, которые затем передаются на хлорофилл.
Каротиноиды участвуют в осуществлении реакций фототаксиса.
Дата добавления: 2015-09-03 | Просмотры: 1659 | Нарушение авторских прав
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 |
|