АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

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: 1662 | Нарушение авторских прав