Ядро против цитоплазмы

На фотографиях — митохондрии клеток кукурузы. Они как видите, разные. Но все это митохондрии одного-единственного сорта кукурузы, правда, принадлежат они растениям с отклонениями от нормы. Каким же образом могут влиять митохондрии на жизнь растений, на генетику клетки! Такой вопрос задали себе ученые. В результате длительных исследований выяснилось, что у некоторых клеток с измененными в результате естественных мутаций митохондриями блокируются гены, находящиеся в хромосомах ядра.

В частности, один из генов кукурузы прекратил производить белок. В результате пыльца кукурузы оказалась стерильной, а растение бесплодным. Специалисты выяснили, что этот ген блокируется ферментом, вырабатываемым в митохондриях клеток хлоропластов. Его молекулы транспортируются через мембранную стенку ядра и тормозят деятельность гена.

Выяснилось также, что стерильность появляется естественным путем в результате спонтанных мутаций, которым подвержена ДНК митохондрии. Вполне вероятно, считают специалисты, что, используя механизм взаимодействия митохондрий и ядра, удастся бороться с этим заболеванием.

Таким образом, изменяется сам взгляд на значение цитоплазмы клеток. Она, как выясняется, может активировать или блокировать гены. Причем заманчиво посмотреть, как именно поведет себя ядро клеток одного сорта кукурузы в цитоплазме клеток других сортов.

Работы по пересадкам ядер уже ведутся. Уже проверяются способности ядер на двадцати пяти цитоплазмах. Цитоплазма клетки воздействует на ядро, и последнее по-разному раскрывает свои потенциальные возможности. Например, оказалось, что некоторые ядра яровых пшениц, будучи пересажены в чужую цитоплазму, дают озимые сорта.

Митохондриальный аппарат играет большую роль и в борьбе растений с вирусами, которые заражают растительные клетки. Иные из них, попав в клетку хлоропласта, используют митохондрии в качестве «микрозаводов» по производству вирусного белка. Вирусы не могут размножаться сами. Для размножения они используют молекулярный аппарат клетки- хозяина, обычно находищийся в ядре клетки. Однако выяснилось, что в иных случаях ядра мало, и вирусы используют для производства своего белка рибосомы митохондрий. В них попадает РНК, произведенная вирусом, и по ней строится вирусный белок.

Вероятно, что, воздействовав на рибосомный аппарат митохондрий, удастся помочь растению победить опасные вирусные заболевания.

По предположению исследователей, митохондрии могут играть важную роль и при трансформации нормальной клетки в злокачественную. У злокачественных клеток часто встречаются сдвоенные митохондрии, они-то вырабатывают огромное количество энергии, которая, быть может, заставляет клетку неконтролируемо делиться. Но пока это лишь гипотеза.