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细胞是怎么制造线粒体或叶绿体的?
叶绿体和线粒体这两种细胞器比较特殊,它们具有双层膜,以分裂的方式进行增殖(其他细胞器为单层膜或无膜)。叶绿体和线粒体都含有遗传物质DNA及基因表达系统,能像细菌等原核生物一样,表达产生一些RNA和蛋白质。
但是,叶绿体和线粒体自主产生的蛋白质,远远不能支撑自身的分裂增殖及其他基本功能。例如,酵母细胞线粒体中的主要酶复合物包含75个亚基,其中仅9个亚基由线粒体DNA编码产生。那么,细胞器所需的大量其他蛋白质从哪里来?只能从细胞的核基因表达系统获取。核基因编码产生细胞器所需的蛋白质,在细胞质中合成后定向转运进入细胞器发挥其功能。例如,细胞器DNA复制所需的DNA聚合酶、解旋酶等均由核基因编码,因此细胞器的增殖主要受细胞核控制。线粒体和叶绿体具有一定的自主性,其生命活动仍受核基因控制,细胞核作为整个细胞生命活动中心的地位不会被“撼动”。对于受精卵来说,受精卵的细胞质主要来自卵细胞,线粒体等细胞器主要源自母本。而生物体的核基因,是由来自父母双亲的核基因组成的,来源于父亲、母亲的核基因对线粒体功能的影响相当。对于线粒体DNA来说,不考虑突变和变异的情况下,子女的线粒体DNA跟母亲完全一样。
当环境条件发生变化时,细胞核能感知相应的信号,通过调整生命活动以适应环境变化和代谢需求。例如,在能量代谢需求旺盛时,细胞可以促进线粒体增殖以满足能量需求;在光照条件发生变化时,细胞可以促进叶绿体合成以满足光合作用需求。叶绿体并非从无到有,它是由细胞中的原质体在光照条件下分化产生而来。若植物在黑暗条件下生长,原质体不能分化产生叶绿体,幼苗则呈黄色。
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