БИОХИМИЯ, 2014, том 79, вып. 3, с. 353–363
УДК 577.355.3
Дистанционная передача сигналов и регуляция фотосинтеза в клетках Characeae
Обзор
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: Chara corallina, трансмембранные потоки Н+, флуоресценция хлорофилла, фотосинтетический перенос электронов, внутриклеточная перфузия, потенциал действия, течение цитоплазмы.
Аннотация
Регуляция фотосинтетического переноса электронов в нативной клетке обусловлена структурной лабильностью тилакоидных мембран, наличием альтернативных электрон-транспортных путей, генерацией электрохимического градиента протонов и непрерывным обменом ионов и метаболитов между органеллами и цитоплазмой. Особый интерес представляют дальнодействующие взаимодействия, лежащие в основе обратимых переходов от однородного к пространственно неоднородному распределению фотосинтетической активности. Микрофлуориметрические исследования клеток Characeae с использованием насыщающих световых импульсов и электродных микрометодов выявили три механизма дистанционной регуляции, обеспечивающих функциональную координацию клеточных доменов и передачу сигналов на дальние расстояния. К ним относятся: 1) протекание круговых электрических токов между функционально различными зонами клетки, 2) проведение по клетке потенциала действия и 3) непрерывное круговое движение цитоплазмы. В обзоре рассмотрены зависимости фотосинтетической активности от мембранного транспорта протонов и pH цитоплазмы, от ионных потоков, связанных с электрическим возбуждением плазмалеммы, а также от переноса фотоиндуцированных сигналов с потоком цитоплазмы. Благодаря передаче сигналов с потоком цитоплазмы, динамичные изменения фотосинтетической активности могут развиваться вдали от места приложения локального фотостимула и с длительной задержкой (до 100 с) после завершения импульса действующего света.