Ядро проти цитоплазми

На фотографіях – мітохондрії клітин кукурудзи. Вони, як бачите, різні. Але все це мітохондрії одного-єдиного сорту кукурудзи, щоправда, вони належать рослинам з відхиленнями від норми. Яким чином можуть впливати мітохондрії на життя рослин, на генетику клітини! Таке запитання поставили собі вчені. В результаті тривалих досліджень з’ясувалося, що у деяких клітин зі зміненими в результаті природних мутацій мітохондріями блокуються гени, що знаходяться в хромосомах ядра.

Зокрема, один із генів кукурудзи припинив виробляти білок. В результаті пилок кукурудзи виявився стерильним, а рослина безплідною. Фахівці з’ясували, що цей ген блокується ферментом, що виробляється в мітохондріях клітин хлоропластів. Його молекули транспортуються через мембранну стінку ядра та гальмують діяльність гена.

З’ясувалося також, що стерильність з’являється природним шляхом в результаті спонтанних мутацій, яким схильні до ДНК мітохондрії. Цілком імовірно, вважають фахівці, що, використовуючи механізм взаємодії мітохондрій та ядра, вдасться боротися із цим захворюванням.

Отже, змінюється погляд на значення цитоплазми клітин. Вона, як з’ясовується, може активувати чи блокувати гени. Причому привабливо подивитися, як поведеться ядро клітин одного сорту кукурудзи в цитоплазмі клітин інших сортів.

Роботи з пересадки ядер вже ведуться. Вже перевіряються можливості ядер на двадцяти п’яти цитоплазмах. Цитоплазма клітини впливає на ядро, і останнє по-різному розкриває потенційні можливості. Наприклад, виявилося, що деякі ядра ярих пшениць, пересаджені в чужу цитоплазму, дають озимі сорти.

Мітохондріальний апарат грає велику роль у боротьбі рослин з вірусами, які заражають рослинні клітини. Інші з них, потрапивши в клітину хлоропласту, використовують мітохондрії як «мікрозаводи» з виробництва вірусного білка. Віруси, що неспроможні розмножуватися самі. Для розмноження вони використовують молекулярний апарат клітини-господаря, який зазвичай знаходиться в ядрі клітини. Однак з’ясувалося, що в інших випадках ядра мало, і віруси використовують для виробництва свого білка рибосоми мітохондрій. В них потрапляє РНК, вироблена вірусом, і з неї будується вірусний білок.

Ймовірно, що, вплинувши на рибосомний апарат мітохондрій, вдасться допомогти рослині перемогти небезпечні вірусні захворювання.

За припущенням дослідників, мітохондрії можуть відігравати важливу роль і при трансформації нормальної клітини на злоякісну. У злоякісних клітин часто зустрічаються здвоєні мітохондрії, вони виробляють величезну кількість енергії, яка, можливо, змушує клітину неконтрольовано ділитися. Але поки що це лише гіпотеза.