Вторник 23 апреля 2024 года

 

Вы здесь:  Главная» Все новости» Наука» Cell: передовая микроскопия выявила белки, которые обеспечивают фотосинтез


Cell: передовая микроскопия выявила белки, которые обеспечивают фотосинтез

Понедельник, 04 Марта 2024 20:08
Cell: передовая микроскопия выявила белки, которые обеспечивают фотосинтез Фото из открытых источников

Тайны фотосинтеза были открыты на атомном уровне, проливая новый важный свет на эту сверхсилу растений, которая озеленила Землю более миллиарда лет назад. Исследователи Центра Джона Иннеса использовали передовой метод микроскопии под названием крио-ЭМ, чтобы изучить, как производятся фотосинтетические белки (видео можно посмотреть ниже).

 

Исследование, опубликованное в журнале Cell, представляет модель и ресурсы для стимулирования дальнейших фундаментальных открытий в этой области и содействия долгосрочным целям по созданию более устойчивых сельскохозяйственных культур.

 

«Транскрипция генов хлоропластов является фундаментальным шагом в создании фотосинтетических белков, которые обеспечивают растения энергией, необходимой им для роста. Мы надеемся, что, лучше понимая этот процесс… на детальном молекулярном уровне — мы вооружим исследователей, стремящихся создать растения с более мощной фотосинтетической активностью», - сказал соавтор исследования Майкл Вебстер. «Самым важным результатом этой работы является создание полезного ресурса. Исследователи могут загрузить нашу атомную модель полимеразы хлоропластов и использовать ее для создания собственных гипотез о том, как она может функционировать, и экспериментальных стратегий, которые могли бы их проверить».

 

Фотосинтез происходит внутри хлоропластов, небольших отсеков внутри растительных клеток, содержащих собственный геном, что отражает их прошлое в качестве свободноживущих фотосинтезирующих бактерий до того, как они были поглощены и поглощены растениями.

 

Группа Вебстера в Центре Джона Иннеса исследует, как растения производят фотосинтетические белки, молекулярные машины, которые осуществляют эту элегантную химическую реакцию, превращая атмосферный углекислый газ и воду в простые сахара и производя кислород в качестве побочного продукта. Первым этапом производства белка является транскрипция, при которой ген считывается для производства «информационной РНК». Этот процесс транскрипции осуществляется ферментом, называемым РНК-полимеразой.

 

50 лет назад было обнаружено, что хлоропласты содержат собственную уникальную РНК-полимеразу. С тех пор ученые были удивлены тем, насколько сложен этот фермент. Он имеет больше субъединиц, чем его предок, бактериальная РНК-полимераза, и даже больше, чем человеческие РНК-полимеразы.

 

Группа Вебстера хотела понять, почему хлоропласты имеют такую сложную РНК-полимеразу. Для этого им нужно было визуализировать структурную архитектуру РНК-полимеразы хлоропластов.

 

Исследовательская группа использовала метод криогенной электронной микроскопии (крио-ЭМ) для получения изображений образцов хлоропластной РНК-полимеразы, очищенной из растений белой горчицы. Обработав эти изображения, они смогли построить модель, содержащую позиции более 50 000 атомов молекулярного комплекса.

 

Комплекс РНК-полимеразы состоит из 21 субъединицы, закодированной в двух геномах: ядерном и хлоропластном. Тщательный анализ этой структуры во время транскрипции позволил исследователям приступить к объяснению функций этих компонентов.

 

Модель позволила им идентифицировать белок, который взаимодействует с ДНК во время ее транскрипции и направляет ее к активному сайту фермента. Другой компонент может взаимодействовать с вырабатываемой мРНК, что, вероятно, защищает ее от белков, которые могут ее разрушить, прежде чем она будет транслирована в белок.

 

Доктор Вебстер сказал: «Мы знаем, что каждый компонент РНК-полимеразы хлоропластов играет жизненно важную роль, потому что растения, у которых отсутствует какой-либо из них, не могут производить фотосинтетические белки и, следовательно, не могут стать зелеными. Мы тщательно изучаем атомные модели, чтобы точно определить, какова роль для каждого из 21 компонента сборки».

 

Первый соавтор исследования Анхель Вергара-Крусес сказал: «Теперь, когда у нас есть структурная модель, следующим шагом будет подтверждение роли транскрипционных белков хлоропластов. Раскрывая механизмы транскрипции хлоропластов, наше исследование дает представление о ее роли в росте растений, а также адаптация и реагирование на условия окружающей среды».

 

«В этом замечательном рабочем путешествии было много удивительных моментов, начиная с очень сложной очистки белка и заканчивая получением потрясающих крио-ЭМ изображений этого огромного сложного белка и, наконец, увидеть нашу работу в печатной версии», - добавил соавтор исследования Ишика Праманик.

 

«Жара, засуха и засоленность ограничивают способность растений осуществлять фотосинтез. Растения, которые могут надежно производить фотосинтетические белки в условиях стресса окружающей среды, могут по-разному контролировать транскрипцию хлоропластов. Мы с нетерпением ждем возможности увидеть, как наша работа будет использована в важные усилия по созданию более устойчивых культур», - заключил Вебстер.

 
 

 

 

 

Cell: передовая микроскопия выявила белки, которые обеспечивают фотосинтез



Николаева Мария Опубликовано в Наука   Теги Новости
Главное за сутки
В КЧР двое полицейских погибли при обстреле наряда ППС В КЧР двое полицейских погибли при обстреле наряда ППС В Карачаево-Черкесии обстреляли нaряд патрульно-пoстовой службы, погибли двое сотрудников полиции, один пoлучил ранения, сообщили в пресс-службе следственного управления СК РФ по республике. По версии следствия, 22 апреля неустановленная личность напала…
В Польше заявили о готовности разместить у себя ядерное оружие В Польше заявили о готовности разместить у себя ядерное оружие Власти Польши готовы пойти на размещение на своей территории американского ядерного оружия, заявил президент республики Анджей Дуда в интервью изданию Fakt. "Если наши союзники решат разместить ядерное оружие в рамках…
Лавров указал на риск прямого столкновения ядерных держав по вине Запада Лавров указал на риск прямого столкновения ядерных держав по вине Запада Министр иностранных дел России Сергей Лавров видит в действиях западных стран угрозу прямого военного столкновения ядерных держав. Об этом он заявил в видеообращении к участникам Московской конференции по нераспространению. "Западники…
Интернет и СМИ
Читайте также
В строительстве египетских пирамид могли применяться компьютерные технологии В строительстве египетских пирамид могли применяться компьютерные технологии Египетские пирамиды до сих пор поражают воображение и будут научную мысль. Их бесконечно изучают, но они не слишком щедро открывают свои тайны. Главная загадка в том, что возведение подобных циклопических…
Люди 7000 лет назад жили в лавовой трубке на Аравийском полуострове Люди 7000 лет назад жили в лавовой трубке на Аравийском полуострове Археологи из Саудовской Аравии обнаружили, что люди жили в лавовой трубе по меньшей мере 7000 лет назад, а возможно, и раньше, как показало новое исследование. Лавовая труба, называемая Умм Джирсан,…
Исследования ученых экспериментально подтверждают существование души Исследования ученых экспериментально подтверждают существование души По данным портала Riverhead Local, новая теория, подкрепленная научными исследованиями, поднимает волнующие вопросы о природе нашего сознания и личности после смерти. Доктор Стюарт Хамерофф, профессор Университета Аризоны, и его коллега…
Тема дня
США сделали крупную ставку на продолжение украинского конфликта США сделали крупную ставку на продолжение украинского конфликта

Палата представителей США после затяжных споров одобрила новую военную помощь Украине, а также разре...

Фото
Самый древний лед дает представление о Земле до ледниковых периодов Самый древний лед дает представление о Земле до ледниковых периодов

Образцам жуткого голубого ледникового льда из Антарктиды ошеломляющий возраст — 6 миллионов лет, объ...

Опрос

Введет ли Франция и/или другая европейская страна официально свои войска на территорию Украины?

Да, в самое ближайшее время - 44.3%
Да, но не раньше, чем через полгода - 12.2%
Нет, ни при каком развитии событий - 20.8%
Нет, потому что вводить будет некуда - 20.6%

Всего голосов:: 476

 

Анекдот дня

С годами фото в паспорте все лучше и лучше.

Еще »
Комментарии для сайта Cackle
Мы на одноклассниках
 

 

МЫ ВКОНТАКТЕ

Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-83392 от 07.06.2022, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи,

информационных технологий и массовых коммуникаций. При использовании, полном или частичном цитировании материалов

planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с точкой зрения редакции.

На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии предоставления

информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей сети "Интернет",

находящихся на территории Российской Федерации)".