Сучасна флора та фауна
Креацентр > Статті > Сучасна флора та фауна > Біохімічна загадка крихітних океанічних рослин

Біохімічна загадка крихітних океанічних рослин

Фосфор, який знаходиться під 15 номером у  періодичній таблиці елементів, вважається основним компонентом усіх клітинних мембран. Але нещодавнє відкриття одноклітинних фотосинтезуючих організмів, що виживають без цього хімічного елемента у своїх мембранах, вимагає кількох значних змін у підручниках з біохімії.

Зображення діатомовї водорості під електронним мікроскопом

У Саргасовому морі, що знаходиться у північній частині Атлантики, спостерігається дефіцит фосфору. Дослідники з численних установ та університетів знайшли декілька автотрофів, до яких належать діатомеї (саргасові водорості) і чотири роди фотосинтетичних бактерій, які можуть створювати замінники клітинних мембран. У своєму дослідженні, опублікованому в електронному виданні журналу Nature, вчені повідомляють, що бактерії заміщують стандартні молекули, що містять фосфор, сполукою сірки, яка називається сульфохіновасил діацилгліцерол (sulphoquinovosyl diacylglycerol  або SQDG). Даній речовині (SQDG), яку бактерії містять у своєму складі, не потрібен не лише фосфор, вони не потребують азоту теж! Ці крихітні істоти як і раніше потребують певної частки фосфору для своїх ДНК, але вони можуть використовувати значно меншу кількість цієї речовини, виробляючи власні фосфороліпідні замінники.

Що робить фосфор ключовим елементом у складі мембран? Його атоми можуть легко забезпечити негативний заряд для молекул мембрани. Таким чином, масляні кінці фосфоліпідів автоматично блокуються, а заряджені, фосфорні кінці орієнтуються в сторону океанської води поза клітиною або рідкої цитоплазми в середині клітини. Сульфонатна група SQDG з негативним зарядом функціонально подібна фосфатним группам фосфоліпідів. Хоча вони не так ефективні і, можливо, вимагають більшої кількості енергії для синтезу, «сульфокислоти цього типу є дуже хімічно стабільними і характеризуються високим значенням кислотності». Як стабільність, так і кислотний заряд дозволяють SQDG виконувати свою роль.

Ці крихітні клітини рослинного походження здатні до такого виду хімічного заміщення, оскільки вони мають необхідне «технічне забезпечення» для цього. Вони вже мають тонко налаштовані механізми ферментативної дії, ATP і UTP (енергозберігаючі хімікати), а також кофактор DHAP. Таким чином, ці рослини добре оснащені для виживання навіть у найважчі часи. «Ціанобактерії можуть утворювати мембрани без участі поживних речовин, фосфору й азоту», - заявив провідний автор Бенджамін Ван Моой.

Нове відкриття кидає виклик загальноприйнятому розумінню біохімічних процесів. Ван Моой з Океанографічного інституту Вудс-Хоул сказав в прес-релізі: «Можливо, тут є певний основний принцип, який ми віднайдемо».

Мабуть, найголовнішим принципом є те, що мембрани "плану B" цих клітин, для утворення яких необхідні чіткість структури та наявність системи зберігання інформації, не з’явились внаслідок певних випадкових процесів, що протікали у природі. Насправді ж вони є частиною «резервної» системи, яку заклав Творець із самого початку. І згідно моделі створення, ми можемо прогнозувати, що по мірі розвитку науки буде виявлено все більше таких «резервних» систем.

 

Автор: Брайан Томас, M.S. *

Дата публікації: 11. 02. 2009

Джерело: Institute for Creation Research

 

Переклад: Ханьжин С., Тупчієнко В

 

Посилання:

  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 scarcityNature. Published online February 1, 2009.
  3. Howard, K. P. and J. H. Prestegard. 1996. Conformation of Sulfoquinovosyldiacylglycerol Bound to a Magnetically Oriented Membrane SystemBiophysical Journal. 71 (5): 2573-2582.
  4. Kleppinger-Sparace, K. F., and Mudd, B. J. 1990. Biosynthesis of Sulfoquinovosyldiacylglycerol in Higher PlantsPlant Physiology.93: 256-263.

Image Credit: NASA

* Містер Томас є науковим письменником Інституту креаційних досліджень

 

 

Написати коментар