AND lục lạp, AND ti thể và nguồn gốc phát sinh- 123docz.net

5.3.1. AND lục lạp, AND ti thể

Ti thể và lục lạp có hệ thống di truyền độc lập nhau và độc lập với hệ gen nhân. Một số tương đối ít protein được ma hóa bởi AND bào quan và được tổng hợp trong ribosome bào quan, trong khi nhiều protein được ma hóa bởi gen nhân và được tổng hợp trên ribosome tế bào chất, sau đó được vận chuyển vào bào quan.

Các genome bào quan là tương đối nhỏ, cấu trúc đơn giản, thường AND có cấu trúc vòng. Trong khi kích thước của genome lục lạp là giống nhau ở các cơ thể thì kích thước genome ti thể thay đổi nhiờõu.

Quang năng + chlorofin

Bảng: Sai khác genome bào quan ở một số loài sinh vật

AND Loài

Loại tế bào hoặc

mô

Số phân tử AND / bào

quan

Số bào quan /tế bào

Tỉ lệ % AND bào quan so với tổng AND

tế bào

AND ti thể Chuột Gan 5 – 10 1000 1

Nấm men 2 – 50 2 – 50 15

AND lục lạp Chlamydomonas 80 2 7

Ngô Lá 20 - 40 20 – 40 15

Không có histon trong bào quan mặc dầu vẫn chưa biết AND được đóng gói như thế nào. Cấu trúc genome là giống với genome vi khuẩn hơn là với chromatin của sinh vật nhõn chuẩn.

Ti thể và lục lạp đều có chứa hệ di chuyển đầy đủ: số lượng nhỏ protein được ma hóa trong genome bào quan, bào quan tiến hành sự tự sao, sao ma và dịch ma tổng hợp protein. Các quá trình này xảy ra ở trong chất nền của ti thể hoặc trong chất nền của lục lạp.

Các protein tổng hợp trong bào quan là đặc thù của bào quan. Phần lớn các protein bào quan được ma hóa trong genome nhân. Bộ máy tổng hợp protein của bào quan là tương tự của vi khuẩn hơn là của Eucaryote. Tuy nhiên, cũng có một vài sai khác cơ bản giữa ma di truyền phổ biến với 2 ma di truyền ti thể.

5.3.2. Nguồn gốc phát sinh

Từ các đặc trưng nêu trên, giả thuyết nguồn gốc vi khuẩn cộng sinh nội bào đa được đề xuất. Theo thuyết cộng sinh nội bào, tế bào Eucaryote xuất hiện đầu tiên trong quá trình tiến hóa là tế bào nguyên thủy không có ti thể và lục lạp, nhưng sau đó thiết lập một mối quan hệ cộng sinh nội bào ổn định với vi khuẩn. Vì ti thể của tế bào thực vật và động vật là rất giống nhau nên sự kiện cộng sinh nội bào đưa đến sự xuất hiện của ti thể được xem như là xảy ra sớm trong quá trình tiến hóa, trước khi phân chia thành động vật và thực vật. Sau đó, lục lạp có thể đa xuất hiện do một sự cộng sinh nội bào khác của một vi khuẩn lam Cyanobacteria, tạo ra tế bào thực vật đầu tiên.

Vì hầu hết các protein bào quan là được ma hóa bởi các gen nhõn, nờn hình như đa có một sự di chuyển gen với phạm vi lớn từ bào quan vào AND nhân đa xảy ra trong giai đoạn sớm của quá trình tiến hóa Eucaryote. Điều này giải thích tại sao một số gen nhân ma hóa cho protein ti thể đa duy trì sự giống nhau đáng kể so với gen vi khuẩn.

Phân tích cấu trúc không gian 3 chiều và trình tự axit amin đầy đủ của các cytochrom của nhiều loại vi khuẩn khác nhau đa cho thấy rằng các protein này là có liên quan rất gần nhau và gần với cytochrom c của day hô hấp ti thể thực vật và động vật. Từ các số liệu này và những thông tin sinh hóa khác đa cho phép phán đoán rằng ti thể có nguồn gốc từ một loại vi khuẩn tía quang tổng hợp đa bị mất khả năng quang tổng hợp của nó chỉ còn lại day hô hấp.

Gần đây đa phát hiện một số gen ti thể nấm men cũng như một số gen lục lạp có chứa các intron đang làm lay động thuyết cộng sinh nội bào của nguồn gốc ti thể. Tuy nhiên, vì intron không phát hiện thấy ở các gen vi khuẩn, thêm vào đó, intron phát hiện thấy trong 1 gen ti thể ở chủng nấm men này nhưng lại không thấy gen đó ở chủng nấm men khác. Do đó mà một số người cho rằng intron phát hiện trong ADN của một số gen ti thể là sự thoái hóa của các gen nhẩy.

Ti thể và lục lạp mới được tạo ra bởi sự sinh trưởng và phân chia của ti thể và lục lạp đa có. Hệ gen bào quan (ti thể và lục lạp) di truyền theo dòng mẹ (di truyền tế bào chất).

5.4. Nhân

5.4.1. Hình thái, số lượng, thành phần lí hóa và cấu trúc nhân tế bào

Hầu hết các tế bào có một nhõn. Một số loại tế bào có hai hoặc ba nhân, hoặc nhiều nhõn (ví dụ tế bào đa nhân megacaryocyte – trong tủy xương). Có trường hợp tế bào không có nhân như tế bào hồng cầu chuyên hóa với chức năng vận chuyển oxy. Số lượng nhân trong tế bào có thể bị thay đổi trong một số trường hợp bệnh lí.

Hình dạng của nhân tùy thuộc vào hình dạng tế bào. Tuy nhiên trong nhiều trường, nhân có dạng rất phức tạp. Ví dụ: bạch cầu có hạt thường có nhân phân thùy.

Kích thước nhân thay đổi tùy loại tế bào, trạng thái, chức năng tế bào, nhưng nói chung là nó đặc trưng cho từng loại tế bào. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

5.4.2. Cấu trúc đại cương

Tế bào được nhuộm bằng các thuốc nhuộm đặc trưng có thể phân biệt rõ các cấu trúc hiển vị sau:

- Màng nhân phân cách rõ giới hạn nhân và tế bào chất

- Hạch nhân hay nhân con – thể hình cầu nhỏ, có độ chiết quang mạnh. Tế bào có 1 hoặc 2 hạch nhân.

- Chất nhiễm sắc có cấu trúc hạt, sợi hoặc búi.

- Dịch nhân tương tự như dịch tương bào, không nhuộm màu.

5.4.3. Thành phần hóa hõc của nhân

Thành phần hóa học cấu trúc nhân khá phức tạp gồm các axit nucleic (AND và ARN) protein (các protein kiềm: protamin và histon; các protein phi histon), các chất lipit, các hợp chất hữu cơ và vô cơ khác.

Các axit nucleic liên kết với các protein tạo nên các nucleoproteit – thành phần chính của cấu trúc nhân.

5.4.4. Màng nhân

5.4.4.1. Hình dạng và cấu trúc

Nhân được bao bọc bởi một màng nhân. Màng nhân có cấu trúc màng lipoproteit như màng sinh chất, nhưng khác màng sinh chất ở một số đặc điểm sau:

- Màng nhân không có tính hàn gắn lại được khi bị chọc thủng hay bị phá hủy. Trong khi đó, màng tế bào một khi bị chọc thủng có thể hàn gắn lại nếu có mặt của ion Ca2+.

- Các phân tử lớn có trọng lượng phân tử 10 – 20000 dalton dễ dàng thấm qua màng nhân. Nhưng một số protein chỉ có thể thấm vào tế bào mà không thể thấm vào nhân được.

- Màng nhân là một màng kép, độ dày của mỗi màng khoảng 10nm. Xoang giới hạn bởi 2 màng gọi là xoang quanh nhân. Màng ngoài nối với mạng lưới nội chất (ER) do đó đảm bảo sự liên hệ trực tiếp giữa xoang quanh nhân với môi trường ngoại bào. Mặt ngoài của màng của nhân có đính nhiều ribosome, do đó có liên quan đến sự tổng hợp protein.

- Màng nhân có cấu trúc không liên tục. Trên màng nhân có nhiều lỗ, phân bố tương đối đồng đều với khoảng cách từ 50 – 100nm. Mỗi lỗ màng nhân là một cấu trúc phức tạp nên được gọi là phức hệ lỗ màng nhân, có đường kính khoảng 80nm. Trên cả 2 bề mặt của mỗi phức hệ lỗ nhõn được cấu tạo bởi 8 hạt protein lớn sắp xếp theo kiểu bát giác nhô vào lòng ống, còn ở trung tâm của phức hệ là một khe hẹp khoảng 10nm tạo nên một kênh chính qua đó các phân tử hòa tan trong nước được giữ lại giữa nhân và tế bào chất.

Mặt trong của màng có hệ thống tấm lamina, có chiều dạy thay đổi tùy loại tế bào (khoảng 15 – 60nm). Tấm lamina được cấu tạo từ các vi sợi đan chéo nhau như một tấm dõy. Các vi sợi có bản chất protein – lamin, có trong hầu hết các tế bào Eucaryote. Hệ thống tấm lamina có vai trò cơ học giữ cho màng nhân ổn định và qua tấm lamina chất nhiễm sắc đính vào màng nhân.

Màng nhân biến mất vào cuối kì trước của phân bào và bị chia nhỏ thành các bóng phân bào bé. Màng nhân được tái sinh lại ở cuối kì cuối từ các bóng không bào và mạng lưới nội sinh chất. Tấm lamina bị giải trùng hợp thành các đơn hợp lamin ở cuối kì trước sẽ được tái trùng hợp để tạo thành tấm lamina ở kì cuối.

5.4.4.2. Chức năng của màng nhân

Màng nhân có chức năng phân lập cách li nhiễm sắc thể khỏi tế bào chất. Thực hiện chức năng trao đổi chất giữa nhân và tế bào chất. Vận chuyển các chất qua màng nhân thông qua cơ chế hoạt tải qua màng lipoproteit hoặc thông qua hệ thống lỗ của màng nhân. Tất cả các phân tử ARN và ribosome của tế bào là được tạo ra ở trong nhân và được vận chuyển ra khỏi nhân vào tế bào chất. Trong khi đó, tất cả các protein thực hiện chức năng trong nhõn đều được tổng hợp trong tế bào chất và được vận chuyển vào trong nhân.

Các lỗ màng nhân và hệ thống tấm lamina ở mặt trong của màng trong đảm bảo tính ổn định tương đối về hình dạng của nhân tế bào. Sự có mặt của nhiều hạt ribosome trên mặt ngoài của màng nhân cho thấy màng nhân tham gia tích cực vào việc tổng hợp các protein.

AND lục lạp, AND ti thể và nguồn gốc phát sinh

Mục lục