Американские биохимики открыли свидетельства того, что первые растения использовали хлоропласты исключительно для производства клеточной "энерговалюты" АТФ, а не для запасания солнечной энергии в виде глюкозы и других питательных веществ. Об этом сообщила пресс-служба Университета штата Иллинойс в Урбане (UIUC).

"Наше исследование говорит в пользу того, что изначально отношения между растениями и их эндосимбионтами-хлоропластами были связаны с генерацией молекул АТФ. Лишь впоследствии, когда растения начали покорять сушу и жить в богатой кислородом среде, митохондрии начали специализироваться на производстве АТФ, а хлоропласты превратились в "углеводные фабрики", - пояснил профессор UIUC Ангад Мехта, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Мехта пришел к такому выводу при попытке воспроизвести процесс эволюции хлоропластов растений. Они представляют собой специализированные органеллы в клетках растений, которые поглощают свет и запасают его энергию в нескольких разных формах. Ученые предполагают, что хлоропласты появились в результате того, что предки растений поглотили и ассимилировали древних фотосинтезирующих микробов, однако пока не ясно, какую роль они играли в жизни первых растений Земли.

Отсутствие этого понимания связано с тем, что хлоропласты используют энергию света не только для превращения воды и углекислого газа в сахара, но и для синтеза молекул АТФ, универсальной клеточной "энерговалюты", которую в высших растениях также вырабатывают митохондрии. Для оценки важности этих функций хлоропластов в жизни первых растений Земли биохимики изучили то, какие ферменты, взаимодействующие с АТФ, присутствуют в клетках бурых водорослей и глаукофитов, а также высших растений.

Ученые отобрали несколько подобных белков, вставили кодирующие их гены в ДНК фотосинтезирующих цианобактерий, после чего ввели этих микробов внутрь дрожжей, что по своей сути имитирует то, как предположительно возникли растения миллиарды лет назад. После этого биохимики проследили за тем, как бактерии с разными формами растительных белков взаимодействовали с молекулами АТФ и дрожжами.

Эти наблюдения показали, что дрожжи и микробы могут активно обмениваться молекулами АТФ при помощи ферментов примитивных водорослей, но не высших растений. Как считают исследователи, это говорит в пользу того, что изначально хлоропласты служили для растений источником "энерговалюты", а не углеводов, которые являются основным продуктом фотосинтеза в листьях высших растений. Это предположительно связано с тем, что первые представители флоры жили в бедной кислородом среде, не позволявшей им использовать митохондрии для более эффективного производства АТФ путем окисления сахаров, подытожили исследователи.

https://nauka.tass.ru/nauka/22631371