ДНК митохондрий и хлоропластов

В отличие от ядерной, митохондриальная ДНК (мтДНК) растений обычно представляет собой двухцепочечную кольцевую молекулу, содержащую от 200 до 2400 тыс. пн. Она отличается от ядерной ДНК по нуклеотидному составу и плавучей плотности. На долю мтДНК приходится около 10% общей клеточной ДНК. Обычно в митохондрии содержится от 1 до 10 молекул ДНК.

Митохондриальная ДНК кодирует только небольшое число белков митохондрий: некоторые белки цитохромной системы (см. гл. 5), фермент

АТФазу, а также некоторые рибосомные РНК и транспортные РНК митохондрий. Ядерная ДНК кодирует 95% всех митохондриальных белков. В настоящее время полностью секвенированы митохондриальные геномы 90 видов растений, 164 видов грибов, 3822 видов животных и 116 видов других эукариот.

Подобно мтДНК, хлоропластиые ДНК(хпДНК) являются двухцепочечными кольцевыми молекулами. У высших растений молекулярная масса хпДНК находится в пределах от 90 • 10⁶ до 100 * 10⁶ Да и содержит 120— 160 тыс. пн. От ядерной ДНК хпДНК отличается по плавучей плотности и содержит в своем составе рибонуклеотиды, но не содержит метилированных оснований и относительно легко подвергается ренатурации. В каждом хлоропласте содержится больше ДНК, чем в митохондриях. К концу 2013 г. были секвенированы хлоропластиые геномы 484 эукариотических видов.

ДНК хлоропластов кодируют транспортные РНК, рибосомные РНК, а также более 100 хлороиластных белков, в том числе принимающий участие в световой фазе фотосинтеза цитохром / и большую субъединицу главного фермента темновой фазы фотосинтеза — рибулозобисфосфаткарбоксилазы (см. гл. 4). Малая субъединица этого фермента кодируется ядерной ДНК, следовательно, как митохондрии, так и хлоропласты содержат белки двойного кодирования.

Вопрос о происхождении ДНК органелл остается открытым. Предполагают, что ДНК митохондрий и хлоропластов представляют собой остатки хромосом древних бактерий, которые попали в цитоплазму клетки-хозяина и явились предшественниками этих органелл.

Совокупность генов, расположенных в кольцевых молекулах ДНК пластид, получила название пластома (от греч. plastos — вылепленный, оформленный).