Современная флора и фауна

Биохимическая загадка крошечных океанических растений

Фосфор, который находится под 15 номером в периодической таблице элементов, считается основным компонентом всех клеточных мембран. Но недавнее открытие одноклеточных фотосинтезирующих организмов, которые выживают без этого химического элемента в своих мембранах, требует нескольких значительных изменений в учебниках по биохимии.

В Саргассовом море, которое находится в северной части Атлантики, наблюдается дефицит фосфора. Исследователи из многочисленных учреждений и университетов нашли несколько автотрофов, к которым относятся диатомеи (Саргассовы водоросли) и четыре рода фотосинтетических бактерий, которые могут создавать заменители клеточных мембран. В своем исследовании, опубликованном в электронном издании журнала Nature, ученые сообщают, что бактерии замещают стандартные молекулы, содержащие фосфор, соединением серы, которая называется сульфохиновасил диацилглицерол (sulphoquinovosyl diacylglycerol или SQDG). Данному веществу (SQDG), которое бактерии содержат в своем составе, не нужен не только фосфор, они не нуждаются в азоте тоже! Эти крошечные существа по-прежнему нуждаются в определенной доле фосфора для своих ДНК, но они могут использовать значительно меньшее количество этого вещества, производя собственные фосфоролипидные заменители.

Что делает фосфор ключевым элементом в составе мембран? Его атомы могут легко обеспечить отрицательный заряд для молекул мембраны. Таким образом, масляные концы фосфолипидов автоматически блокируются, а заряженные, фосфорные концы ориентируются в сторону океанской воды вне клетки или жидкой цитоплазмы внутри клетки. Сульфонатная группа SQDG с отрицательным зарядом функционально подобна фосфатным группам фосфолипидов. Хотя они не так эффективны и, возможно, требуют большего количества энергии для синтеза, «сульфокислоты этого типа являются очень химически стабильными и характеризуются высоким значением кислотности». Как стабильность, так и кислотный заряд позволяют SQDG выполнять свою роль.

Эти крошечные клетки растительного происхождения способны к такому виду химического замещения, поскольку они имеют необходимое «техническое обеспечение» для этого. Они уже имеют тонко настроенные механизмы ферментативного действия, ATP и UTP (энергосберегающие химикаты), а также кофактор DHAP. Таким образом, эти растения хорошо оснащены для выживания даже в самые тяжелые времена. «Цианобактерии могут образовывать мембраны без участия питательных веществ, фосфора и азота», - заявил ведущий автор Бенджамин Ван Моой.

Новое открытие бросает вызов общепринятому пониманию биохимических процессов. Ван Моой из Океанографического института Вудс-Хоул сказал в пресс-релизе: «Возможно, здесь есть определенный основной принцип, который мы найдем».

Пожалуй, самым главным принципом является то, что мембраны "плана B" этих клеток, для образования которых необходимы четкость структуры и наличие системы хранения информации, не появились вследствие определенных случайных процессов, протекавших в природе. На самом деле они являются частью «резервной» системы, которую заложил Творец с самого начала. И согласно модели сотворения, мы можем прогнозировать, что по мере развития науки будет выявлено все больше таких «резервных» систем.

 

Автор: Брайан Томас

Дата публикации: 11.02.2009

Источник: Institute for Creation Research

 

Перевод: Литус П,

Редактор: Кравец Д.

 

Ссылки:

  1. Phytoplankton Cell Membranes Challenge Fundamentals of Biochemistry. Woods Hole Oceanographic Institution news release, February 2, 2009.
  2. Van Mooy, B. A. S. et al. Phytoplankton in the ocean use non-phosphorus lipids in response to phosphorus scarcity. Nature. Published online February 1, 2009.
  3. Howard, K. P. and J. H. Prestegard. 1996. Conformation of Sulfoquinovosyldiacylglycerol Bound to a Magnetically Oriented Membrane System. Biophysical Journal. 71 (5): 2573-2582.
  4. Kleppinger-Sparace, K. F., and Mudd, B. J. 1990. Biosynthesis of Sulfoquinovosyldiacylglycerol in Higher Plants. Plant Physiology.93: 256-263.

 

Написать коментарий