엽록체- 광합성 색소인 엽록소를 함유한 고등식물의 녹색 색소체입니다. 크기가 4~10미크론인 둥근 몸체입니다. 엽록체의 화학적 구성: 약 50% 단백질, 35% 지방, 7% 색소, 소량의 DNA 및 RNA. 다른 식물 그룹을 대표하는 경우 색상을 결정하고 광합성에 참여하는 색소 복합체가 다릅니다. 이들은 엽록소와 카로티노이드(크산토필과 카로틴)의 아형입니다. 광학 현미경으로 볼 때 색소체의 세분화된 구조가 보입니다. 이들은 그라나입니다. 전자현미경에서는 단백질-지질 막으로 형성되고 간질에 직접 위치한 작고 투명한 납작한 주머니(저수조 또는 그라나)가 관찰됩니다. 또한 그들 중 일부는 동전 기둥 (틸라코이드 그라나)처럼 보이는 팩으로 그룹화되고 다른 것보다 큰 것들은 틸라코이드 사이에 있습니다. 이러한 구조로 인해 빛에서 광합성이 일어나는 그라나의 지질-단백질-색소 복합체의 활성 합성면이 증가한다.
색체
백혈구무색 색소체이며 주요 기능은 일반적으로 저장입니다. 이 소기관은 상대적으로 작습니다. 그것들은 모든 살아있는 식물 세포의 특징인 둥글거나 약간 직사각형입니다. 백혈구에서 합성은 괴경, 뿌리, 씨앗, 과일에 예비로 저장되는 전분, 지방, 단백질과 같은 더 복잡한 것의 단순한 화합물에서 수행됩니다. 전자 현미경에서 각 백혈구는 2층 막으로 덮여 있고 간질에는 막 파생물이 하나 또는 소수만 있으며 주요 공간은 유기 물질로 채워져 있음이 눈에 띕니다. 기질에 축적되는 물질에 따라 백혈구는 아밀로플라스트, 단백질플라스트 및 엘로플라스트로 나뉩니다.
74. 핵의 구조와 세포에서의 역할은 무엇입니까? 핵의 어떤 구조가 그 기능을 결정합니까? 염색질이란 무엇입니까?
핵은 유전정보를 담고 있는 세포의 주요 구성요소로 그 중심에 핵이 위치하고 있습니다. 모양은 다르지만 항상 둥글거나 타원형입니다. 크기는 다양합니다. 코어의 내용물은 액체 일관성입니다. 막, 염색질, 핵림프(핵액), 핵소체가 있다. 핵막은 핵 주위 공간으로 분리된 2개의 막으로 구성됩니다. 껍질에는 다양한 물질의 큰 분자가 교환되는 구멍이 있습니다. 휴식 - 간기 및 분열 - 유사 분열 또는 감수 분열의 두 가지 상태가 될 수 있습니다.
핵은 두 그룹의 일반적인 기능을 수행합니다. 하나는 유전 정보의 실제 저장과 관련되고 다른 하나는 단백질 합성 제공과 함께 구현됩니다.
첫 번째 그룹에는 변경되지 않은 DNA 구조의 형태로 유전 정보의 유지와 관련된 프로세스가 포함됩니다. 이러한 과정은 DNA 분자에 대한 자발적인 손상(DNA 사슬 중 하나의 파손, 방사선 손상의 일부)을 제거하는 소위 복구 효소의 존재와 관련이 있습니다. 세포 또는 유기체의 세대. 또한 DNA 분자의 재생산 또는 복제는 핵에서 일어나므로 두 세포가 질적으로나 양적으로 정확히 동일한 양의 유전 정보를 얻을 수 있습니다. 핵에서는 감수 분열 (교차) 동안 관찰되는 유전 물질의 변화 및 재조합 과정이 발생합니다. 마지막으로 핵은 세포 분열 동안 DNA 분자의 분포에 직접 관여합니다.
핵의 활동에 의해 제공되는 세포 과정의 또 다른 그룹은 실제 단백질 합성 장치의 생성입니다. 이것은 다양한 메신저 RNA 및 리보솜 RNA의 DNA 분자에 대한 합성, 전사 뿐만이 아닙니다. 진핵생물의 핵에서도 리보솜 소단위체의 형성은 핵소체에서 합성된 리보솜 RNA와 세포질에서 합성되어 핵으로 전달되는 리보솜 단백질을 복합체화함으로써 일어난다.
따라서 핵은 유전 물질의 용기일 뿐만 아니라 이 물질이 기능하고 번식하는 장소이기도 합니다. 따라서 위에 나열된 기능 중 하나를 위반하는 lil의 손실은 세포 전체에 해 롭습니다. 따라서 수리 과정을 위반하면 DNA의 기본 구조가 변경되고 자동으로 단백질 구조가 변경되어 특정 활동에 확실히 영향을 미치며 단순히 사라지거나 변경되는 방식으로 변경될 수 있습니다. 세포 기능을 제공하지 않아 세포가 죽습니다. DNA 복제를 위반하면 세포 재생이 중단되거나 열등한 유전 정보 세트를 가진 세포가 나타나게 되어 세포에도 해를 끼칩니다. 동일한 결과가 세포 분열 중에 유전 물질(DNA 분자)의 분포를 위반하게 됩니다. 핵 손상으로 인한 손실 또는 모든 형태의 RNA 합성에 대한 규제 프로세스 위반의 경우 자동으로 세포의 단백질 합성이 중단되거나 중대한 위반이 발생합니다.
염색질(그리스어 χρώματα - 색상, 페인트) - 이것은 DNA, RNA 및 단백질의 복합체 인 염색체의 물질입니다. 염색질은 진핵 세포의 핵 내부에 위치하며 원핵 생물의 핵체의 일부입니다. 유전 정보의 실현과 DNA 복제 및 수리가 일어나는 것은 염색질의 구성에 있습니다.
75. 염색체의 구조와 유형은 무엇입니까? 염색체의 핵형, 상염색체, 이종체, 이배체 및 반수체 세트는 무엇입니까?
염색체는 세포핵의 소기관이며, 그 전체가 세포와 유기체의 주요 유전 특성을 결정합니다. 특정 유기체의 특징인 세포 내 완전한 염색체 세트를 핵형이라고 합니다. 대부분의 동물과 식물의 신체 세포에서 각 염색체는 두 번 나타납니다. 그 중 하나는 아버지로부터, 다른 하나는 수정 중에 생식 세포 핵이 융합되는 동안 어머니로부터 받았습니다. 이러한 염색체를 상동성이라고 하며, 상동성 염색체 세트를 이배체라고 합니다. 자웅 동체 세포의 염색체 세트에는 일반적으로 성별에 따라 형태 학적 특성이 다른 한 쌍 (또는 여러 쌍)의 성 염색체가 있습니다. 나머지 염색체는 상염색체라고 합니다. 포유류에서 성염색체는 유기체의 성별을 결정하는 유전자를 포함합니다.
유전 정보의 저장, 재생산 및 구현을 담당하는 세포 소기관으로서 염색체의 중요성은 염색체를 구성하는 생체 고분자의 특성에 의해 결정됩니다.
상염색체염색체 성 결정을 가진 살아있는 유기체에서는 한 쌍의 염색체가 호출되며 이는 남성과 여성 유기체에서 동일합니다. 즉, 성염색체를 제외하고 자웅이체의 다른 모든 염색체는 상염색체가 됩니다.
상염색체는 일련 번호로 지정됩니다. 따라서 이배체 세트의 사람은 46개의 염색체를 가지며, 그 중 44개의 상염색체(22쌍, 1에서 22까지의 숫자로 표시됨)와 1쌍의 성염색체(여성의 경우 XX, 남성의 경우 XY)가 있습니다.
반수체 염색체 세트 반수체부터 시작하겠습니다. 그것은 완전히 다른 염색체의 클러스터입니다. 반수체 유기체에는 서로 다른 여러 가지 핵단백질 구조가 있습니다(사진). 염색체의 반수체 세트는 식물, 조류 및 균류의 특징입니다. 이배체 염색체 세트 이 세트는 각각 쌍둥이가있는 염색체 모음입니다. 이러한 핵단백질 구조는 쌍으로 배열되어 있습니다(사진). 이배체 염색체 세트는 인간을 포함한 모든 동물의 특징입니다. 그건 그렇고, 마지막에 대해. 건강한 사람은 46개, 즉 23쌍. 그러나 그의 성별은 X와 Y라는 두 가지 성별에 의해서만 결정됩니다. SYL.ru에서 자세히 읽어보세요.
76. 세포 주기를 정의하고 그 단계를 설명하십시오. 세포 분열에 의해 제공되는 생명의 기능은 무엇입니까?
세포주기- 모세포가 분열하여 스스로 분열하거나 사멸하기까지 세포가 형성되는 순간부터 세포가 존재하는 기간입니다.
진핵 세포 주기는 두 기간으로 구성됩니다.
1 DNA와 단백질이 합성되고 세포 분열을 위한 준비가 이루어지는 "간기"라고 하는 세포 성장 기간.
2 "단계 M"(유사분열 - 유사분열이라는 단어에서 유래)이라고 하는 세포 분열 기간.
세포 분열. 유기체는 세포 분열을 통해 성장합니다. 분열 능력은 세포 생명의 가장 중요한 특성입니다. 분열함으로써 세포는 모든 구조적 구성 요소를 두 배로 늘리고 결과적으로 두 개의 새로운 세포가 나타납니다. 세포 분열의 가장 일반적인 방법은 유사 분열 - 간접 세포 분열입니다.
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색소체
Plastids는 autotrophic 식물 세포의 주요 세포질 소기관입니다. 이름은 "조각하다"를 의미하는 그리스어 "plastos"에서 유래되었습니다.
색소체의 주요 기능은 자체 DNA와 RNA 및 단백질 합성 구조의 존재로 인해 유기 물질의 합성입니다. Plastids는 또한 색상을 결정하는 안료를 포함합니다. 모든 유형의 이러한 소기관은 복잡한 내부 구조를 가지고 있습니다. 외부에서 plastid는 두 개의 기본 막으로 덮여 있으며 기질 또는 기질에 잠긴 내부 막 시스템이 있습니다.
색깔과 기능에 의한 색소체의 분류는 이들 소기관을 엽록체, 백혈구 및 유색체의 세 가지 유형으로 나누는 것을 포함합니다. 조류의 색소체를 색소포(chromatophores)라고 합니다.
엽록체- 광합성 색소인 엽록소를 함유한 고등식물의 녹색 색소체입니다. 크기가 4~10미크론인 둥근 몸체입니다. 엽록체의 화학적 구성: 약 50% 단백질, 35% 지방, 7% 색소, 소량의 DNA 및 RNA. 다른 식물 그룹을 대표하는 경우 색상을 결정하고 광합성에 참여하는 색소 복합체가 다릅니다. 이들은 엽록소와 카로티노이드(크산토필과 카로틴)의 아형입니다. 광학 현미경으로 볼 때 색소체의 세분화된 구조가 보입니다. 이들은 그라나입니다. 전자현미경에서는 단백질-지질 막으로 형성되고 간질에 직접 위치한 작고 투명한 납작한 주머니(저수조 또는 그라나)가 관찰됩니다.
또한 그들 중 일부는 동전 기둥 (틸라코이드 그라나)처럼 보이는 팩으로 그룹화되고 다른 것보다 큰 것들은 틸라코이드 사이에 있습니다. 이러한 구조로 인해 빛에서 광합성이 일어나는 그라나의 지질-단백질-색소 복합체의 활성 합성면이 증가한다.
색체- 카로티노이드가 축적되어 색상이 노란색, 주황색 또는 빨간색 인 색소체. 색체의 존재로 인해 단풍, 꽃잎, 익은 과일 (토마토, 사과)은 특징적인 색상을 갖습니다. 이 소기관은 원형, 다각형, 때로는 바늘 모양 등 다양한 모양을 가질 수 있습니다.
백혈구무색 색소체이며 주요 기능은 일반적으로 저장입니다. 이 소기관은 상대적으로 작습니다.
그것들은 모든 살아있는 식물 세포의 특징인 둥글거나 약간 직사각형입니다. 백혈구에서 합성은 괴경, 뿌리, 씨앗, 과일에 예비로 저장되는 전분, 지방, 단백질과 같은 더 복잡한 것의 단순한 화합물에서 수행됩니다. 전자 현미경에서 각 백혈구는 2층 막으로 덮여 있고 간질에는 막 파생물이 하나 또는 소수만 있으며 주요 공간은 유기 물질로 채워져 있음이 눈에 띕니다. 기질에 축적되는 물질에 따라 백혈구는 아밀로플라스트, 단백질플라스트 및 엘로플라스트로 나뉩니다.
모든 유형의 색소체는 공통 기원을 가지며 한 유형에서 다른 유형으로 이동할 수 있습니다. 따라서 백혈구가 엽록체로 변하는 것은 감자 괴경이 빛을 받으면 녹색으로 변하고 가을에는 녹색 잎의 엽록체에서 엽록소가 파괴되어 색체로 변하는 것으로 잎의 황변으로 나타납니다. 식물의 각 특정 세포에는 한 가지 유형의 색소체만 있을 수 있습니다.
Plastids는 식물 세포와 일부 광합성 원생 동물의 소기관입니다. 동물과 곰팡이에는 색소체가 없습니다.
Plastids는 여러 유형으로 나뉩니다. 가장 중요하고 잘 알려진 것은 광합성 과정을 보장하는 녹색 색소 엽록소를 포함하는 엽록체입니다.
다른 유형의 색소체는 다색 색소체와 무색 백혈구입니다. 또한 종종 백혈구의 변종으로 간주되는 아밀로플라스트, 리피도플라스트, 프로테노플라스트도 분리됩니다.
모든 유형의 색소체는 공통 기원 또는 가능한 상호 변환에 의해 상호 연결됩니다. Plastids는 분열 세포의 더 작은 소기관 인 proplastids에서 발생합니다.
색소체의 구조
대부분의 색소체는 2막 소기관이며, 외막과 내막이 있습니다.
그러나 색소체가 4개의 막을 가지고 있는 유기체가 있는데, 이는 그 기원의 특성과 관련이 있습니다.
많은 색소체, 특히 엽록체에서 내부 막 시스템은 잘 발달되어 틸라코이드, 그라나(틸라코이드 스택), 라멜라(인접한 그라나를 연결하는 길쭉한 틸라코이드)와 같은 구조를 형성합니다. 색소체의 내부 내용물은 일반적으로 기질이라고 합니다. 무엇보다도 전분 알갱이가 들어 있습니다.
진화 과정에서 plastids는 미토콘드리아와 유사하게 나타났습니다. 이 경우 광합성이 가능한 또 다른 원핵 세포를 숙주 세포에 도입함으로써 가능했습니다. 따라서 색소체는 반자율 소기관으로 간주됩니다. 그들은 세포 분열과 독립적으로 분열할 수 있고, 그들 자신의 DNA, RNA, 원핵생물 유형의 리보솜, 즉 그들 자신의 단백질 합성 장치를 가지고 있습니다. 이것은 세포질의 단백질과 RNA가 색소체로 들어가지 않는다는 것을 의미하지는 않습니다. 기능을 제어하는 유전자의 일부는 바로 핵에 있습니다.
색소체의 기능
색소체의 기능은 유형에 따라 다릅니다. 엽록체는 광합성 기능을 수행합니다. 예비 부품은 백혈구에 축적됩니다. 영양소: 아밀로플라스트의 전분, 엘라이오플라스트(lipidoplast)의 지방, 프로테노플라스트의 단백질.
Chromoplast는 포함 된 카로티노이드 색소로 인해 꽃, 과일, 뿌리, 단풍 등 식물의 다양한 부분을 채색합니다. 밝은 색상은 종종 수분 및 과일 및 종자 분배기에 대한 일종의 신호 역할을합니다.
식물의 퇴화하는 녹색 부분에서 엽록체는 유색체로 변합니다. 엽록소 안료가 파괴되므로 소량에도 불구하고 나머지 안료는 색소체에서 눈에 띄게되고 동일한 단풍을 황적색 음영으로 채색합니다.
Plastids는 식물 세포의 소기관입니다. 색소체의 유형 중 하나는 광합성 엽록체입니다. 다른 일반적인 변종은 색소체와 백혈구입니다. 그들 모두는 기원의 통일성과 구조의 일반적인 계획으로 통합됩니다. 구별 - 특정 안료의 우세와 수행되는 기능.
Plastids는 교육 조직의 세포에 존재하고 성숙한 organoid보다 크기가 훨씬 작은 proplastid에서 발생합니다. 또한, 색소체는 박테리아의 분열과 유사한 수축에 의해 둘로 분열할 수 있습니다.
색소체의 구조에서 외막과 내막은 분리되어 있고, 내부 내용물은 스트로마, 내막 시스템이며 특히 엽록체에서 발달하여 틸라코이드, 그라나 및 라멜라를 형성합니다.
기질에는 DNA, 리보솜, 다양한 방식 RNA. 따라서 미토콘드리아와 마찬가지로 색소체는 필요한 단백질 분자 중 일부를 독립적으로 합성할 수 있습니다. 진화 과정에서 색소체와 미토콘드리아는 다양한 원핵 생물체의 공생의 결과로 나타났으며, 그 중 하나는 숙주 세포가 되고 나머지는 소기관이 되었습니다.
색소체의 기능은 유형에 따라 다릅니다.
- 엽록체→ 광합성,
- 색체→ 식물 부분의 착색,
- 백혈구→ 영양 공급.
식물 세포는 주로 한 가지 유형의 색소체를 포함합니다. 색소 엽록소는 엽록체에서 우세하므로 이를 포함하는 세포는 녹색입니다. 유색체는 노란색에서 주황색, 빨간색으로 색상을 나타내는 카로티노이드 색소를 포함합니다.
백혈구는 무색입니다.
유색체에 의해 식물의 꽃과 열매가 밝은 색으로 착색되면 수분 곤충과 종자 분산 동물이 유인됩니다. 단풍에서는 엽록소가 파괴되어 결과적으로 카로티노이드에 의해 색상이 결정됩니다. 이 때문에 단풍은 적절한 색상을 얻습니다. 이 경우 엽록체는 종종 색소체 발달의 마지막 단계로 간주되는 색체로 변합니다.
백혈구는 조명을 받으면 엽록체로 변할 수 있습니다. 이것은 빛에서 녹색으로 변하기 시작할 때 감자 괴경에서 관찰할 수 있습니다.
축적된 물질의 유형에 따라 여러 유형의 백혈구가 있습니다.
- 단백체→ 다람쥐,
- 엘라이오플라스트, 또는 지방질, → 지방,
- 아밀로플라스트→ 보통 전분 형태의 탄수화물.
학교 벤치에서. 식물학 과정에서 식물 세포에서 색소체는 다양한 모양, 크기를 가질 수 있으며 세포에서 다양한 기능을 수행할 수 있다고 합니다. 이 기사는 오래 전에 학교를 졸업 한 사람들에게 색소체의 구조, 유형 및 기능에 대해 상기시켜주고 생물학에 관심이있는 모든 사람에게 유용 할 것입니다.
구조
아래 그림은 세포에서 색소체의 구조를 개략적으로 보여줍니다. 유형에 관계없이 다음을 수행하는 외막과 내막이 있습니다. 보호 기능, 간질 - 세포질, 리보솜, DNA 분자, 효소의 유사체.
엽록체에는 grana라는 특별한 구조가 있습니다. Grana는 디스크와 같은 구조인 틸라코이드에서 형성됩니다. 틸라코이드는 산소에 참여합니다.
엽록체에서는 광합성의 결과로 전분 입자가 형성됩니다.
백혈구는 착색되지 않습니다. 그들은 틸라코이드를 포함하지 않으며 광합성에 참여하지 않습니다. 대부분의 백혈구는 식물의 줄기와 뿌리에 집중되어 있습니다.
Chromoplasts는 추가 에너지로 plastid의 구조를 공급하는 데 필요한 지질을 포함하는 구조 인 지질 방울을 구성합니다.
Plastids는 색상, 크기 및 모양이 다를 수 있습니다. 크기는 5-10 미크론 내에서 변동합니다. 모양은 일반적으로 타원형 또는 원형이지만 다른 형태일 수도 있습니다.
색소체의 종류
색소체는 무색(백혈구), 녹색(엽록체), 노란색 또는 주황색(색소체)일 수 있습니다. 엽록체는 식물의 잎을 녹색으로 보이게 합니다.
또 다른 품종은 노란색, 빨간색 또는 주황색을 담당합니다.
세포의 무색 색소체는 영양분의 창고 역할을 합니다. 백혈구에는 지방, 전분, 단백질 및 효소가 포함되어 있습니다. 식물에 추가 에너지가 필요할 때 전분은 포도당이라는 단량체로 분해됩니다.
특정 조건(햇빛의 영향 또는 화학 물질의 첨가) 하에서 백혈구는 엽록체로 변할 수 있고, 엽록소가 파괴될 때 엽록체는 색체로 전환되며, 색체의 착색 색소인 카로틴, 안토시아닌 또는 크산토필이 우세하기 시작합니다. . 이 변형은 엽록소의 파괴와 색체 색소의 발현으로 인해 잎과 많은 과일의 색이 변하는 가을에 눈에 띕니다.
기능
위에서 언급했듯이 색소체는 다를 수 있으며 식물 세포에서의 기능은 품종에 따라 다릅니다.
Leucoplasts는 단백질, 지질 및 효소를 저장하고 합성하는 능력으로 인해 주로 영양소를 저장하고 식물의 중요한 활동을 유지하는 역할을 합니다.
엽록체는 광합성 과정에서 중요한 역할을 합니다. 색소체에 집중된 엽록소 색소의 참여로 이산화탄소와 물 분자는 포도당과 산소 분자로 전환됩니다.
Chromoplast는 밝은 색상으로 인해 식물의 수분을 위해 곤충을 유인합니다. 이러한 색소체의 기능에 대한 연구는 여전히 진행 중입니다.
Plastids는 식물 세포와 일부 광합성 원생 동물의 소기관입니다. 동물과 곰팡이에는 색소체가 없습니다.
Plastids는 여러 유형으로 나뉩니다. 가장 중요하고 잘 알려진 것은 광합성 과정을 보장하는 녹색 색소 엽록소를 포함하는 엽록체입니다.
다른 유형의 색소체는 다색 색소체와 무색 백혈구입니다. 또한 종종 백혈구의 변종으로 간주되는 아밀로플라스트, 리피도플라스트, 프로테노플라스트도 분리됩니다.
색소체의 종류: 엽록체, 색소체, 백혈구
모든 유형의 색소체는 공통 기원 또는 가능한 상호 변환에 의해 상호 연결됩니다. Plastids는 분열 세포의 더 작은 소기관 인 proplastids에서 발생합니다.
색소체의 구조
대부분의 색소체는 2막 소기관이며, 외막과 내막이 있습니다. 그러나 색소체가 4개의 막을 가지고 있는 유기체가 있는데, 이는 그 기원의 특성과 관련이 있습니다.
많은 색소체, 특히 엽록체에서 내부 막 시스템은 잘 발달되어 틸라코이드, 그라나(틸라코이드 스택), 라멜라(인접한 그라나를 연결하는 길쭉한 틸라코이드)와 같은 구조를 형성합니다. 색소체의 내부 내용물은 일반적으로 기질이라고 합니다. 무엇보다도 전분 알갱이가 들어 있습니다.
진화 과정에서 plastids는 미토콘드리아와 유사하게 나타났습니다. 이 경우 광합성이 가능한 또 다른 원핵 세포를 숙주 세포에 도입함으로써 가능했습니다. 따라서 색소체는 반자율 소기관으로 간주됩니다. 그들은 세포 분열과 독립적으로 분열할 수 있고, 그들 자신의 DNA, RNA, 원핵생물 유형의 리보솜, 즉 그들 자신의 단백질 합성 장치를 가지고 있습니다. 이것은 세포질의 단백질과 RNA가 색소체로 들어가지 않는다는 것을 의미하지는 않습니다. 기능을 제어하는 유전자의 일부는 바로 핵에 있습니다.
색소체의 기능
색소체의 기능은 유형에 따라 다릅니다. 엽록체는 광합성 기능을 수행합니다. 예비 영양소는 백혈구에 축적됩니다: 전분은 전분, 엘라이오플라스트(지방질), 단백질은 단백질입니다.
Chromoplast는 포함 된 카로티노이드 색소로 인해 꽃, 과일, 뿌리, 단풍 등 식물의 다양한 부분을 채색합니다. 밝은 색상은 종종 수분 및 과일 및 종자 분배기에 대한 일종의 신호 역할을합니다.
식물의 퇴화하는 녹색 부분에서 엽록체는 유색체로 변합니다. 엽록소 안료가 파괴되므로 소량에도 불구하고 나머지 안료는 색소체에서 눈에 띄게되고 동일한 단풍을 황적색 음영으로 채색합니다.
엽록체
색소체는 광합성 진핵 생물(고등 식물, 하등 조류, 일부 단세포 생물)에서 발견되는 막 소기관입니다. Plastid는 두 개의 막으로 둘러싸여 있으며 매트릭스에는 자체 게놈 시스템이 있으며 plastid의 기능은 광합성이 필요한 세포의 에너지 공급과 관련됩니다.
고등 식물에서는 한 가지 유형의 색소체에서 다른 색소체로의 일련의 상호 변형인 다양한 색소체 전체 세트(엽록체, 백혈구, 아밀로플라스트, 색소체)가 발견되었습니다. 광합성 과정을 수행하는 주요 구조는 엽록체입니다.
고등 식물에서는 성숙한 엽록체의 분열도 발생하지만 매우 드물게 발생합니다. 엽록체 수의 증가와 다른 형태의 색소체(백혈구 및 색소체)의 형성은 전구체 구조인 프로플라스티드의 변형을 위한 경로로 간주되어야 합니다. 다양한 색소체의 전체 발달 과정은 모노트로픽(한 방향으로 진행) 일련의 형태 변화로 나타낼 수 있습니다.
많은 연구가 plastid의 개체유전적 전이의 비가역적 특성을 확립했습니다. 고등 식물에서 엽록체의 출현과 발달은 전엽체의 변화를 통해 발생합니다. Proplastids는 내부 구조의 특징이 없는 작은(0.4-1 μm) 2막 소포입니다. 그들은 더 조밀한 내용물과 외부 및 내부의 두 개의 구분 막이 있다는 점에서 세포질 액포와 다릅니다. 내막은 작은 주름을 만들거나 작은 액포를 형성할 수 있습니다. Proplastids는 분열하는 식물 조직 (뿌리의 분열 조직 세포, 잎, 줄기의 성장 지점 등)에서 가장 자주 발견됩니다. 대부분의 경우, 그 수의 증가는 분열 또는 출아를 통해 발생하며 작은 2 막 소포가 전립체에서 분리됩니다.
엽록체
엽록체는 광합성 과정이 일어나는 구조로, 궁극적으로 이산화탄소 결합, 산소 방출 및 당 합성으로 이어집니다. 폭이 2-4 미크론이고 길이가 5-10 미크론인 길쭉한 모양의 구조. 녹조류는 길이가 50미크론에 이르는 거대한 엽록체(색소단)를 가지고 있습니다.
녹조류는 세포당 하나의 엽록체를 가질 수 있습니다. 일반적으로 고등 식물의 세포당 평균 10-30개의 엽록체가 있습니다. 엄청난 수의 엽록체가 있는 세포가 있습니다. 예를 들어, 덤불의 벼랑 조직의 거대 세포에서 약 1000개의 엽록체가 발견되었습니다.
엽록체는 내부와 외부의 두 막으로 둘러싸인 구조입니다. 외막은 내막과 같이 약 7㎛의 두께를 가지며 약 20~30nm의 막간 공간에 의해 서로 분리된다. 엽록체의 내막은 미토콘드리아 기질과 유사하게 색소체 간질을 분리합니다. 고등 식물의 성숙한 엽록체 기질에는 두 가지 유형의 내부 막이 보입니다. 이들은 편평하고 확장된 기질 라멜라를 형성하는 막과 틸라코이드 막, 편평한 디스크 모양의 액포 또는 주머니입니다.
스트로마 라멜라(약 20μm 두께)는 편평한 속이 빈 주머니이거나 동일한 평면에 위치한 분기되고 상호 연결된 채널의 네트워크처럼 보입니다. 일반적으로 엽록체 내부의 기질의 라멜라는 서로 평행하게 놓여 있으며 서로 연결을 형성하지 않습니다.
간질막 외에도 엽록체에는 막성 틸라코이드가 있습니다. 이들은 디스크 모양의 평평한 폐쇄형 멤브레인 백입니다. 막간 공간의 크기도 약 20-30 nm입니다. 이러한 틸라코이드는 그라나(grana)라고 불리는 동전 기둥과 같은 스택을 형성합니다.
곡물당 틸라코이드의 수는 몇 개에서 50개 이상까지 매우 다양합니다. 이러한 스택의 크기는 0.5μm에 달할 수 있으므로 광학 현미경의 일부 물체에서 입자를 볼 수 있습니다. 고등 식물의 엽록체에 있는 곡물의 수는 40-60개에 달할 수 있습니다. grana의 틸라코이드는 서로 너무 가까워서 막의 바깥층이 밀접하게 연결되어 있습니다. 틸라코이드 막의 접합부에서 약 2nm 두께의 조밀한 층이 형성됩니다. 틸라코이드의 폐쇄된 챔버에 더하여, 그라나는 일반적으로 막과 틸라코이드 막 사이의 접촉점에서 조밀한 2nm 층을 형성하는 라멜라 부분도 포함합니다. 따라서 기질 판은 엽록체의 개별 알갱이를 연결하는 것처럼 보입니다. 그러나 틸라코이드 챔버의 공동은 항상 닫혀 있으며 간질 라멜라의 막간 공간의 챔버로 전달되지 않습니다. 스트로마 라멜라와 틸라코이드 막은 색소체 발달의 초기 단계에서 내막으로부터 분리되어 형성됩니다.
엽록체의 기질(기질)에서 DNA 분자와 리보솜이 발견됩니다. 또한 전분 알갱이 형태의 예비 다당류인 전분의 1차 침착이 있습니다.
엽록체의 특징은 녹색 식물에 색을 부여하는 색소, 엽록소가 존재한다는 것입니다. 엽록소의 도움으로 녹색 식물은 햇빛 에너지를 흡수하여 화학 에너지로 바꿉니다.
엽록체의 기능
색소체 게놈
미토콘드리아와 마찬가지로 엽록체는 색소체 자체 내에서 여러 단백질의 합성을 보장하는 자체 유전 시스템을 가지고 있습니다. 엽록체의 매트릭스에는 DNA, 다양한 RNA 및 리보솜이 있습니다. 엽록체의 DNA는 핵의 DNA와 크게 다르다는 것이 밝혀졌습니다. 그것은 0.8-1.3x108 달톤의 분자량을 갖는 최대 40-60 미크론 길이의 고리 분자로 표시됩니다. 하나의 엽록체에는 많은 DNA 사본이 있을 수 있습니다. 따라서 개별 옥수수 엽록체에는 20-40개의 DNA 분자 복제본이 있습니다. 녹조류 세포에서 볼 수 있듯이 주기의 지속 시간과 핵 및 엽록체 DNA의 복제 속도는 일치하지 않습니다. 엽록체 DNA는 히스톤과 복잡하지 않습니다. 엽록체 DNA의 이러한 모든 특성은 원핵 세포 DNA의 특성에 가깝습니다. 또한, 엽록체와 박테리아 사이의 DNA 유사성은 주요 전사 조절 서열(프로모터, 터미네이터)이 동일하다는 사실로도 뒷받침됩니다. 모든 유형의 RNA(메신저, 트랜스퍼, 리보솜)는 엽록체의 DNA에서 합성됩니다. 엽록체 DNA는 원핵 생물 70S 유형(16S 및 23S rRNA 포함)에 속하는 이러한 색소체의 리보솜의 일부인 rRNA를 암호화합니다. 엽록체 리보솜은 원핵 세포에서 단백질 합성을 억제하는 항생제 클로람페니콜에 민감합니다.
엽록체의 경우와 마찬가지로 세포와는 다른 특별한 단백질 합성 시스템의 존재에 다시 직면하게 된다.
이러한 발견은 엽록체의 공생 기원 이론에 대한 관심을 다시 불러일으켰습니다. 엽록체는 종속 영양 세포와 원핵 남조류가 결합하여 생겨났다는 생각은 19세기와 20세기 초에 나타났습니다. (A.S. Fomintsin, K.S. Merezhkovsky) 다시 확인을 찾습니다. 이 이론은 엽록체와 남조류 구조의 놀라운 유사성, 주요 기능적 특징과의 유사성, 주로 광합성 과정 능력에 의해 뒷받침됩니다.
하등 식물 및 원생동물의 세포와 남조류의 진정한 내부 공생에 대한 많은 사실이 알려져 있으며, 여기서 이들은 기능을 하고 광합성 생성물을 숙주 세포에 공급합니다. 분리된 엽록체도 일부 세포에 의해 선택될 수 있고 내부 공생체로 사용될 수 있음이 밝혀졌습니다. 고등 조류를 먹고 소화하는 많은 무척추동물(윤충, 연체 동물)에서 온전한 엽록체는 소화샘의 세포 안에 있습니다. 따라서 광합성 시스템이 작동하는 온전한 엽록체가 일부 초식성 연체 동물의 세포에서 발견되었으며, 그 활동은 C14O2의 통합으로 모니터링되었습니다.
밝혀진 바와 같이 엽록체는 음세포작용에 의해 마우스 섬유아세포 세포의 세포질로 도입될 수 있습니다. 그러나 이들은 가수분해효소의 공격을 받지 않았습니다. 녹색 엽록체를 포함하는 이러한 세포는 5세대 이내에 분열할 수 있는 반면, 엽록체는 손상되지 않고 광합성 반응을 수행했습니다. 인공 배지에서 엽록체를 재배하려는 시도가 이루어졌습니다. 엽록체는 광합성을 할 수 있고 RNA 합성이 일어나고 100시간 동안 손상되지 않았으며 24시간 이내에 분열이 관찰되었습니다. 그러나 엽록체의 활동이 감소하여 죽었습니다.
이러한 관찰과 많은 생화학적 연구는 엽록체가 가지고 있는 자율성의 특징이 기능을 장기간 유지하기에는 여전히 불충분하며 재생산에는 더욱 그러하다는 것을 보여주었습니다.
최근에는 고등 식물 엽록체의 고리형 DNA 분자에 있는 뉴클레오티드의 전체 서열을 완전히 해독하는 것이 가능해졌습니다. 이 DNA는 최대 120개의 유전자를 암호화할 수 있으며, 그 중 4개의 리보솜 RNA에 대한 유전자, 엽록체의 20개 리보솜 단백질, 엽록체 RNA 중합효소의 일부 하위 단위에 대한 유전자, I 및 II 광계의 여러 단백질, ATP 합성 효소의 12개 하위 단위 중 9개, 부분 리불로스 디포스페이트 카르복실라아제(CO2 결합의 핵심 효소)의 하위 단위 중 하나인 전자 수송 사슬 복합체의 단백질, 30개의 tRNA 분자 및 아직 알려지지 않은 40개의 단백질. 흥미롭게도 엽록체의 DNA에서 유사한 유전자 세트가 담배와 간이끼와 같은 고등 식물의 먼 대표자에서 발견되었습니다.
엽록체 단백질의 주요 질량은 핵 게놈에 의해 제어됩니다. 가장 중요한 단백질, 효소 및 그에 따라 엽록체의 대사 과정이 핵의 유전 적 통제하에 있음이 밝혀졌습니다. 따라서 세포핵은 엽록소, 카로티노이드, 지질, 전분 합성의 개별 단계를 제어합니다. 전자 전달 사슬의 일부 구성 요소를 포함하여 많은 암단계 효소 및 기타 효소가 핵 제어 하에 있습니다. 핵 유전자는 엽록체의 DNA 중합효소와 아미노아실-tRNA 합성효소를 암호화합니다. 대부분의 리보솜 단백질은 핵 유전자의 통제하에 있습니다. 이 모든 데이터는 엽록체와 미토콘드리아를 제한된 자율성을 가진 구조로 이야기하게 만듭니다.
세포질에서 색소체로의 단백질 수송은 원칙적으로 미토콘드리아에서와 유사하게 발생합니다. 여기에서 엽록체의 외막과 내막이 수렴하는 곳에는 세포질에서 합성된 엽록체 단백질의 신호 서열을 인식하여 기질 기질로 운반하는 채널 형성 통합 단백질이 있습니다. 추가 신호 서열에 따르면 기질에서 가져온 단백질은 색소체 막(틸라코이드, 기질 라멜라, 외부 및 내부 막)에 통합되거나 기질에 국한되어 리보솜, 캘빈 회로의 효소 복합체 등의 일부가 될 수 있습니다.
한편으로는 박테리아와 미토콘드리아, 다른 한편으로는 남조류와 엽록체에서 구조와 에너지 과정의 놀라운 유사성은 이러한 소기관의 공생 기원 이론을 지지하는 강력한 논거가 됩니다. 이 이론에 따르면 진핵 세포의 출현은 다른 세포와 여러 단계의 공생을 거쳤습니다. 첫 번째 단계에서 혐기성 종속 영양 박테리아 유형의 세포에는 미토콘드리아로 변한 호기성 박테리아가 포함되었습니다. 동시에, 숙주 세포에서 원핵 생물 유전단은 세포질로부터 분리된 핵으로 형성된다. 그래서 종속영양 진핵 세포가 생겨날 수 있었습니다. 1차 진핵 세포와 남조류 사이의 반복된 내부 공생 관계는 세포가 자가 합성 과정을 수행하고 유기 기질의 존재에 의존하지 않도록 하는 엽록체 유형 구조의 출현으로 이어졌습니다(그림 236). 이러한 복합 생명체가 형성되는 동안 미토콘드리아와 색소체의 유전 정보 일부가 변경되어 핵으로 전달될 수 있습니다. 예를 들어, 엽록체의 60개 리보솜 단백질 중 2/3는 핵에서 암호화되어 세포질에서 합성된 다음 원핵 생물 리보솜의 모든 특성을 가진 엽록체 리보솜에 통합됩니다. 원핵 유전자의 상당 부분을 핵으로 옮기는 것은 이전 자율성의 일부를 유지하는 이러한 세포 소기관이 모든 주요 세포 기능을 더 크게 결정하는 세포 핵의 통제하에 있다는 사실로 이어졌습니다.
프로플라스틱
정상적인 빛 아래에서 프로플라스티드는 엽록체로 변합니다. 첫째, 내막에서 길이 방향으로 위치한 막 주름이 형성되면서 자랍니다. 그들 중 일부는 plastid의 전체 길이를 따라 확장되어 stroma lamellae를 형성합니다. 다른 것들은 성숙한 엽록체의 그라나를 쌓아서 형성하는 틸라코이드 라멜라를 형성합니다. 색소체의 다소 다른 발달은 어둠 속에서 발생합니다. etiolated 묘목에서 처음에는 plastid, etioplasts의 부피가 증가하지만 내부 막 시스템은 층상 구조를 구축하지 않지만 별도의 영역에 축적되는 작은 거품 덩어리를 형성하고 복잡한 격자 구조를 형성 할 수도 있습니다 (프로라멜라체). etioplasts의 막은 노란색 엽록소의 전구체 인 protochlorophyll을 포함합니다. 빛의 작용에 따라 엽록체는 에티오플라스트에서 형성되고 원형 엽록소는 엽록소로 바뀌며 새로운 막, 광합성 효소 및 전자 전달 사슬의 구성 요소가 합성됩니다.
세포에 빛을 비추면 막소포와 세관이 빠르게 재조직되며, 여기에서 정상적인 엽록체의 특징인 라멜라와 틸라코이드의 완전한 시스템이 발달합니다.
백혈구는 발달된 층판 시스템이 없다는 점에서 엽록체와 다릅니다(그림 226b). 그들은 저장 조직의 세포에서 발견됩니다. 불확실한 형태로 인해 백혈구는 프로플라스티드 및 때로는 미토콘드리아와 구별하기 어렵습니다. 이들은 프로플라스티드와 마찬가지로 라멜라가 약하지만 빛의 영향을 받아 정상적인 틸라코이드 구조를 형성하고 녹색을 얻을 수 있습니다. 어둠 속에서 백혈구는 프롤라멜라체에 다양한 예비 물질을 축적할 수 있으며 이차 전분의 알갱이는 백혈구의 기질에 침착됩니다. CO2 동화 중에만 여기에 존재하는 소위 일시적 전분이 엽록체에 침착되면 백혈구에서 진정한 전분 저장이 발생할 수 있습니다. 일부 조직(시리얼 배유, 근경 및 괴경)에서 백혈구에 전분이 축적되면 색소체 기질에 위치한 저장 전분 과립으로 완전히 채워진 녹말판이 형성됩니다(그림 226c).
고등 식물의 색소체의 또 다른 형태는 색소체인데, 이는 일반적으로 카로티노이드가 축적되어 노란색으로 변합니다(그림 226d). Chromoplast는 엽록체에서 형성되며 백혈구에서 형성되는 경우는 훨씬 적습니다(예: 당근 뿌리). 엽록체의 변색 및 변화 과정은 꽃잎이 발달하거나 열매가 익을 때 쉽게 관찰할 수 있다. 이 경우 plastid가 축적될 수 있습니다. 노란색물방울 (소구체) 또는 결정 형태의 몸체가 나타납니다. 이러한 과정은 엽록소와 전분의 소실과 함께 색소체의 막 수가 점진적으로 감소하는 것과 관련이 있습니다. 착색 된 소구체의 형성 과정은 엽록체의 라멜라가 파괴되면 다양한 색소 (예 : 카로티노이드)가 잘 용해되는 지질 방울이 방출된다는 사실로 설명됩니다. 따라서, 색소체는 지단백질 복합체의 분해인 리포파네로시스(lipophanerosis)에 노출된 색소체의 변성 형태입니다.
색소체는 광합성 진핵 생물(고등 식물, 하등 조류, 일부 단세포 생물)에서 발견되는 막 소기관입니다. 고등 식물에서는 한 가지 유형의 색소체에서 다른 색소체로의 일련의 상호 변형인 다양한 색소체 전체 세트(엽록체, 백혈구, 아밀로플라스트, 색소체)가 발견되었습니다. 광합성 과정을 수행하는 주요 구조는 엽록체입니다(그림 226a).
엽록체.이미 언급했듯이 엽록체의 구조는 원칙적으로 미토콘드리아의 구조와 유사합니다. 일반적으로 이들은 폭이 2-4μm이고 길이가 5-10μm인 길쭉한 구조입니다. 녹조류는 길이가 50미크론에 이르는 거대한 엽록체(색소단)를 가지고 있습니다. 식물 세포의 엽록체 수는 다릅니다. 그래서 녹조류는 각각 1개의 엽록체를 가질 수 있고, 고등식물은 평균 10~30개를 가질 수 있으며, 사그의 벼랑 조직의 거대세포에서 세포당 약 1000개의 엽록체가 발견되었다.
엽록체의 외막과 내막의 두께는 약 7 미크론이며 약 20-30 nm의 막간 공간으로 서로 분리되어 있습니다. 엽록체의 내막은 미토콘드리아 기질과 유사하게 색소체 간질을 분리합니다. 고등 식물의 성숙한 엽록체 기질에는 두 가지 유형의 내부 막이 보입니다. 이들은 편평하고 확장된 기질 라멜라를 형성하는 막과 틸라코이드 막, 편평한 디스크 모양의 액포 또는 주머니입니다.
스트로마 라멜라(약 20μm 두께)는 편평한 속이 빈 주머니이거나 동일한 평면에 위치한 분기되고 상호 연결된 채널의 네트워크처럼 보입니다. 일반적으로 엽록체 내부의 기질의 라멜라는 서로 평행하게 놓여 있으며 서로 연결을 형성하지 않습니다.
기질 막 외에도 엽록체에는 막질 틸라코이드가 포함되어 있습니다. 이들은 디스크 모양의 평평한 폐쇄형 멤브레인 백입니다. 막간 공간의 크기도 약 20-30 nm입니다. 그러한 틸라코이드는 그라나(grana)라고 불리는 동전 기둥과 같은 더미를 형성합니다(그림 227). 곡물당 틸라코이드의 수는 몇 개에서 50개 이상까지 매우 다양합니다. 이러한 스택의 크기는 0.5μm에 달할 수 있으므로 광학 현미경의 일부 물체에서 입자를 볼 수 있습니다. 고등 식물의 엽록체에 있는 곡물의 수는 40-60개에 달할 수 있습니다. grana의 틸라코이드는 서로 너무 가까워서 막의 바깥층이 밀접하게 연결되어 있습니다. 틸라코이드 막의 접합부에서 약 2nm 두께의 조밀한 층이 형성됩니다. 틸라코이드의 폐쇄된 챔버에 더하여, 그라나는 일반적으로 막과 틸라코이드 막 사이의 접촉점에서 조밀한 2nm 층을 형성하는 라멜라 부분도 포함합니다. 따라서 기질 판은 엽록체의 개별 알갱이를 연결하는 것처럼 보입니다. 그러나 틸라코이드 챔버의 공동은 항상 닫혀 있으며 간질 라멜라의 막간 공간의 챔버로 전달되지 않습니다. 스트로마 라멜라와 틸라코이드 막은 색소체 발달의 초기 단계에서 내막으로부터 분리되어 형성됩니다.
엽록체의 기질(기질)에는 DNA 분자인 리보솜이 포함되어 있습니다. 또한 전분 알갱이 형태의 예비 다당류인 전분의 1차 침착이 있습니다.
엽록체의 기능.엽록체에서는 광합성 과정이 일어나 이산화탄소 결합, 산소 방출 및 당 합성으로 이어집니다.
엽록체의 특징은 녹색 식물에 색을 부여하는 색소, 엽록소가 존재한다는 것입니다. 엽록소의 도움으로 녹색 식물은 햇빛 에너지를 흡수하여 화학 에너지로 바꿉니다.
여기서 주요 최종 과정은 물을 사용하여 이산화탄소를 결합하여 다양한 탄수화물을 형성하고 산소를 방출하는 것입니다. 식물의 광합성 중에 방출되는 산소 분자는 물 분자의 가수 분해로 인해 형성됩니다. 광합성 과정은 빛과 어둠의 두 단계로 구성된 복잡한 사슬입니다. 빛에서만 진행되는 첫 번째 반응은 엽록소에 의한 빛의 흡수와 광화학 반응(힐 반응)의 수행과 관련이 있습니다. 어둠 속에서 일어나는 두 번째 단계에서는 CO2가 고정되고 환원되어 탄수화물 합성으로 이어집니다.
가벼운 단계의 결과로 ATP 합성과 NADP(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate)의 감소가 일어나며, 이는 이미 광합성의 어두운 단계에 있는 탄수화물의 합성에서 CO2의 감소에 사용됩니다.
광합성의 어두운 단계에서는 감소된 NADP와 ATP 에너지로 인해 대기 중 CO2가 결합되어 탄수화물이 형성됩니다. 이 CO2 고정 및 탄수화물 형성 과정은 많은 수의 효소(캘빈 회로)를 포함하는 많은 단계로 구성됩니다.
엽록체의 간질에서 아질산염은 빛에 의해 활성화된 전자 에너지로 인해 암모니아로 환원됩니다. 식물에서 이 암모니아는 아미노산과 뉴클레오타이드 합성에서 질소원 역할을 합니다.
색소체의 개체 발생 및 기능적 재배열.엽록체 수의 증가와 다른 형태의 색소체(백혈구 및 색소체) 형성은 전구체 구조의 변형을 위한 경로로 간주되며, 프로플라스티드. 다양한 색소체 개발의 전체 과정은 한 방향으로 진행되는 일련의 형태 변화로 표현됩니다.
Proplastida ® 백혈구 ® 엽록체 ® 색소체
¯ 아밀로플라스트¾¾¾¾¾¾¾¾¾
plastid의 개체 발생 전이의 비가역적 특성이 확립되었습니다. 고등 식물에서 엽록체의 출현과 발달은 전엽체의 변화를 통해 일어난다(그림 231).
프로플라스티드는 세포질 액포와 다른 작은(0.4-1 μm) 2-막 소포로, 내용물이 더 조밀하고 외부 및 내부(효모 세포의 원미토콘드리아와 같은)의 2개의 구분 막이 존재합니다. 내막은 작은 주름을 만들거나 작은 액포를 형성할 수 있습니다. Proplastids는 분열하는 식물 조직 (뿌리의 분열 조직 세포, 잎, 줄기의 성장 지점 등)에서 가장 자주 발견됩니다. 그 수의 증가는 분열 또는 발아, 작은 2 막 소포가 전립체에서 분리되어 발생합니다.
이러한 프로플라스티드의 운명은 식물 발달 조건에 따라 달라집니다. 정상적인 빛 아래에서 프로플라스티드는 엽록체로 변합니다. 첫째, 내막에서 길이 방향으로 위치한 막 주름이 형성되면서 자랍니다. 그들 중 일부는 plastid의 전체 길이를 따라 확장되어 stroma lamellae를 형성합니다. 다른 것들은 성숙한 엽록체의 그라나를 쌓아서 형성하는 틸라코이드 라멜라를 형성합니다.
어둠 속에서 묘목은 초기에 plastid, etioplasts의 부피가 증가하지만 내부 막 시스템은 층상 구조를 구축하지 않지만 별도의 영역에 축적되는 작은 거품 덩어리를 형성하고 복잡한 격자 구조 (prolamellar body)를 형성할 수도 있습니다. . etioplasts의 막은 노란색 엽록소의 전구체 인 protochlorophyll을 포함합니다. 세포에 빛을 비추면 막소포와 세관이 빠르게 재조직되며, 여기에서 정상적인 엽록체의 특징인 라멜라와 틸라코이드의 완전한 시스템이 발달합니다.
백혈구는 엽록체와 달리 층판 시스템이 발달하지 않았습니다(그림 226b). 그들은 저장 조직의 세포에서 발견됩니다. 불확실한 형태로 인해 백혈구는 프로플라스티드 및 때로는 미토콘드리아와 구별하기 어렵습니다. 이들은 프로플라스티드와 마찬가지로 라멜라가 약하지만 빛의 영향을 받아 정상적인 틸라코이드 구조를 형성하고 녹색을 얻을 수 있습니다. 어둠 속에서 백혈구는 프롤라멜라체에 다양한 예비 물질을 축적할 수 있으며 이차 전분의 알갱이는 백혈구의 기질에 침착됩니다. CO2 동화 중에만 여기에 존재하는 소위 일시적 전분이 엽록체에 침착되면 백혈구에서 진정한 전분 저장이 발생할 수 있습니다. 일부 조직(시리얼 배유, 근경 및 괴경)에서 백혈구에 전분이 축적되면 색소체 기질에 위치한 저장 전분 과립으로 완전히 채워진 녹말판이 형성됩니다(그림 226c).
고등 식물에 있는 또 다른 형태의 색소체는 색소체,일반적으로 카로티노이드가 축적되어 노란색 빛으로 착색됩니다(그림 226d). Chromoplast는 엽록체에서 형성되며 백혈구에서 형성되는 경우는 훨씬 적습니다(예: 당근 뿌리). 엽록체의 변색 및 변화 과정은 꽃잎이 발달하거나 열매가 익을 때 쉽게 관찰할 수 있다. 동시에 노란색 방울(소구체)이 색소체에 축적되거나 결정 형태의 몸체가 나타날 수 있습니다. 이러한 과정은 엽록소와 전분이 사라지면서 색소체의 막 수가 점진적으로 감소하기 때문입니다. 착색 된 소구체의 형성 과정은 엽록체의 라멜라가 파괴되면 다양한 색소 (예 : 카로티노이드)가 잘 용해되는 지질 방울이 방출된다는 사실로 설명됩니다. 따라서, 색소체는 지단백질 복합체의 분해인 리포파네로시스(lipophanerosis)에 노출된 색소체의 변성 형태입니다.
하등 진핵세포와 원핵세포의 광합성 구조. 낮은 광합성 식물(녹조류, 갈조류 및 홍조류)의 색소체 구조는 일반적으로 고등 식물 세포의 엽록체와 유사합니다. 그들의 막 시스템은 또한 감광성 안료를 포함합니다. 녹조류와 갈조류의 엽록체(때로는 색소포라고도 함)도 외막과 내막을 가지고 있습니다. 후자는 평행한 층으로 배열된 편평한 주머니를 형성하며, 이러한 형태에는 패싯이 없습니다(그림 232). 녹조류에서 색소포는 피레노이드, 전분이 침전되는 작은 액포로 둘러싸인 영역입니다 (그림 233).
녹조류의 엽록체 모양은 매우 다양합니다. 이들은 긴 나선형 리본(Spirogira), 네트워크(Oedogonium) 또는 고등 식물의 엽록체와 유사한 작고 둥근 리본입니다(그림 234).
원핵 생물 중에는 많은 그룹이 광합성 장치를 가지고 있으며 이와 관련하여 특별한 구조를 가지고 있습니다. 광합성 미생물(남조류 및 많은 박테리아)의 경우 감광성 색소가 원형질막 또는 세포 깊숙한 곳으로 향하는 파생물과 연관되어 있는 것이 특징입니다.
청록색 조류의 막에는 엽록소 외에도 피코 빌린 색소가 있습니다. 남조류의 광합성 막은 서로 평행하게 배열된 편평한 주머니(라멜라)를 형성하며 때로는 스택 또는 나선형을 형성합니다. 이러한 모든 막 구조는 원형질막의 함입에 의해 형성됩니다.
광합성 박테리아(Chromatium)에서 막은 작은 소포를 형성하며 그 수가 너무 많아 거의 대부분의 세포질을 채웁니다.
색소체 게놈.미토콘드리아와 마찬가지로 엽록체는 색소체 자체 내에서 여러 단백질의 합성을 보장하는 자체 유전 시스템을 가지고 있습니다. 엽록체의 매트릭스에는 DNA, 다양한 RNA 및 리보솜이 있습니다. 엽록체의 DNA는 핵의 DNA와 크게 다르다는 것이 밝혀졌습니다. 그것은 0.8-1.3x108 달톤의 분자량을 갖는 최대 40-60 미크론 길이의 고리 분자로 표시됩니다. 하나의 엽록체에는 많은 DNA 사본이 있을 수 있습니다. 따라서 개별 옥수수 엽록체에는 20-40개의 DNA 분자 복제본이 있습니다. 녹조류 세포에서 볼 수 있듯이 주기의 지속 시간과 핵 및 엽록체 DNA의 복제 속도는 일치하지 않습니다. 엽록체 DNA는 히스톤과 복잡하지 않습니다. 엽록체 DNA의 이러한 모든 특성은 원핵 세포 DNA의 특성에 가깝습니다. 또한, 엽록체와 박테리아 사이의 DNA 유사성은 주요 전사 조절 서열(프로모터, 터미네이터)이 동일하다는 사실로도 뒷받침됩니다. 모든 유형의 RNA(메신저, 트랜스퍼, 리보솜)는 엽록체의 DNA에서 합성됩니다. 엽록체 DNA는 원핵 생물 70S 유형(16S 및 23S rRNA 포함)에 속하는 이러한 색소체의 리보솜의 일부인 rRNA를 암호화합니다. 엽록체 리보솜은 원핵 세포에서 단백질 합성을 억제하는 항생제 클로람페니콜에 민감합니다.
고등 식물 엽록체의 고리형 DNA 분자에 있는 뉴클레오티드의 전체 서열이 완전히 해독되었습니다. 이 DNA는 최대 120개의 유전자를 암호화할 수 있으며, 그 중 4개의 리보솜 RNA에 대한 유전자, 엽록체의 20개 리보솜 단백질, 엽록체 RNA 중합효소의 일부 하위 단위에 대한 유전자, I 및 II 광계의 여러 단백질, ATP 합성 효소의 12개 하위 단위 중 9개, 부분 리불로스 디포스페이트 카르복실라아제(CO2 결합의 핵심 효소)의 하위 단위 중 하나인 전자 수송 사슬 복합체의 단백질, 30개의 tRNA 분자 및 아직 알려지지 않은 40개의 단백질. 흥미롭게도 엽록체의 DNA에서 유사한 유전자 세트가 담배와 간이끼와 같은 고등 식물의 먼 대표자에서 발견되었습니다.
엽록체 단백질의 주요 질량은 핵 게놈에 의해 제어됩니다. 가장 중요한 단백질, 효소 및 그에 따른 엽록체의 대사 과정은 핵의 유전 적 통제하에 있습니다. 대부분의 리보솜 단백질은 핵 유전자의 통제하에 있습니다. 이 모든 데이터는 엽록체를 제한된 자율성을 가진 구조로 말합니다.
4.6. 세포질: 근골격계(세포골격)
세포의 모든 수많은 운동 반응의 중심에는 일반적인 분자 메커니즘이 있습니다. 또한, 운동 장치의 존재는 지지, 프레임 또는 골격 세포 내 형성의 존재와 결합되고 구조적으로 연관됩니다. 따라서 그들은 근골격계 세포에 대해 이야기합니다.
세포골격 구성 요소에는 필라멘트, 비분지형 단백질 복합체 또는 필라멘트(가는 필라멘트)가 포함됩니다.
세 가지 필라멘트 그룹이 있으며, 이는 화학적 구성 요소미세 구조 및 기능적 특성 모두. 가장 가는 실은 마이크로필라멘트입니다. 직경은 약 8 nm이며 주로 액틴 단백질로 구성됩니다. 필라멘트 구조의 또 다른 그룹은 직경이 25nm이고 주로 튜불린 단백질로 구성되는 미세소관이며 마지막으로 직경이 약 10nm인 중간 필라멘트(6nm 및 25nm와 비교하여 중간 필라멘트)는 서로 다르지만 관련이 있습니다. 단백질.(그림 238, 239).
이러한 모든 원섬유 구조는 세포 구성 요소 또는 전체 세포의 물리적 이동 과정에 관여하며 경우에 따라 순전히 골격 골격 역할을 합니다. 세포골격의 요소는 예외 없이 모든 진핵 세포에서 발견됩니다. 이러한 원섬유 구조의 유사체는 원핵생물에서도 발견됩니다.
세포 골격 요소의 공통된 특성은 단백질 성, 비 분지 원 섬유 중합체, 불안정하고 중합 및 해중합이 가능하여 예를 들어 세포 모양의 변화와 같은 세포 이동성을 유발한다는 것입니다. 특별한 추가 단백질이 참여하는 세포 골격의 구성 요소는 안정화되거나 복잡한 원 섬유 앙상블을 형성하고 스캐 폴딩 역할 만 할 수 있습니다. 다른 특수 전위 단백질(또는 운동 단백질)과 상호 작용할 때 다양한 세포 운동에 관여합니다.
그 특성과 기능에 따라 세포 골격의 요소는 두 그룹으로 나뉩니다. 비계 원 섬유 - 중간 필라멘트 및 근골격 - 모터 단백질과 상호 작용하는 액틴 미세 필라멘트 - 미오신 및 모터 단백질 다인 및 키네신과 상호 작용하는 튜 불린 미세 소관.
세포골격의 두 번째 원섬유 그룹(미세필라멘트 및 미세소관)은 근본적으로 다른 두 가지 운동 모드를 제공합니다. 그 중 첫 번째는 주요 미세섬유 단백질인 액틴과 주요 미세소관 단백질인 튜불린이 중합 및 해중합하는 능력을 기반으로 합니다. 이 단백질이 원형질막과 결합하면 세포 가장자리에서 파생물(pseudopodia 및 lamellopodia)이 형성되는 형태로 형태학적 변화가 관찰됩니다.
또 다른 이동 방법으로는 액틴 원섬유(미세섬유) 또는 튜불린(미세소관)이 특수한 이동 단백질인 모터가 이동하는 구조를 안내합니다. 후자는 세포의 막 또는 원섬유 구성요소에 결합하여 이동에 참여할 수 있습니다.