Цитоплазма

Цитоплазма грибов, как. и у других организмов, структуриро­вана в форме ретикулума и имеет характер системы мембран с периодическими цистернами и уплотнениями. Такая мембранного типа цитоплазма была обнаружена у Rhizopus nigricans и у ряда дискомицетов, у которых были найдены образования типа вакуо­лей, сходные с аппаратом Гольджи животных, но в форме отдель­ных цистерн с секреторными вакуольками 0,3 мкм в диаметре (Necas et al., 1964), . •

В форме микровакуолей выявляются содержащие пратеолитиче — ские ферменты и участвующие в лизисе клеточных органелл лизо —

сомы, особенно обильные в периоды, предшествующие лизису ве­гетативных структур у грибов.

В цитоплазме могут быть локализованы в виде пучков или обо­собленных телец микротрубочки, участвующие в построении ядер — ного веретена (Girbardt, 1962), микротельца с еще неясными функ­циями и составом, мультивезикулярные образования и отдельные пузырьки, являющиеся места­ми локализации ферментов и материалов для построения клеточных структур.

Из других, помимо упомя­нутых липидов, запасных ве­ществ, используемых в энерге­тическом обмене, в цитоплазме клеток грибов часто встреча­ется гликоген, в a-форме в ви­де звездчатых образований или в разветвленной р-форме (Камалетдинова, Васильев,

1982) . С переработкой глико­гена, видимо, связано присут­ствие в молодых, интенсивно

растущих сумках дискомице — тов цистерн с ламеллярной мембранной структурой

(рис. 7.8), встречающихся и у других грибов, например в ми­целии Pйnicillium chrysogenum

fKiirvlnwir7 Pt я 1 14804 Чти Рис — 7-8- Схема формирования концент-

* У О г al., lyoUj. а И рических секреторных вакуолей в моло-

структуры, так же как и пят — дой сумке дискомицета Rhytisma salici-

нистые электронно-плотные пит (по Камалетдиновой, 1975)

гранулы, вероятно, являются

центром образования обильной

слизи, характерной для сумок плодовых тел дискомицетов. Про­цесс их формирования имеет поразительное морфологическое сход­ство с формированием слизи сурфактанта в легочных альвеолах животных (рис. 7.9) (Ерохин, Филиппенко, 1981).

Структуры типа цистерн гладкого эндоплазматического рети — кулума могут быть местом синтеза или временными вместилищами экзоферментов, фитотоксинов и антибиотиков, выделяемых гриба­ми в окружающую среду. Такого рода сведения известны для вы­сокопродуктивного штамма Pйnicillium chrysogenum, у которого местом накопления пенициллина являются подобные цистерны d = 40 нм, расположенные по периферии клетки близ плазмалеммы (см. атлас Kurylowicz et al., 1980/рис. 101). Наличие в них пени­циллина показано с помощью обработки мицелия меченной фер — ритином 0-лактомазой. Фракционирование клеточных структур ме­тодом ультрацентрифугирования и определения в них радиоактив­ной метки Предшественника и содержания пенициллина подтвер­дило эти заключения, показав максимальную активность того и другого в больших вакуолях и в цистернах с диаметром 40 нм (табл. 7.2).

Рис. 7.9. Схема формирования секреторных гранул в цитоплазме клеток легоч­ных альвеол млекопитающих, в которых синтезируется слизистый сурфактант (Ерохин, Филиппенко, 1981)

Микросомальные фракции цитоплазмы с частицами, близкими по размерам к рибосомам и эндоплазматическим цистернам гри­бов и дрожжей из родов Candida, Torulopsis, являются центрами

• Таблица 7.2 Органеллы, изолированные из клеток Pйnicillium ckrysogenum, и содержание в них антибиотика (по Kurylowicz et al., 1980) Фракции клеток Фракционирова­ние ультрацент­рифугированием Биологическая активность бензилпеницил — лина в ед. на 1 мг протеина Радиоактивное ть в импульсах (ер”1) в мни на 1 мг протеина Клеточный остаток 200 10 70 Ядра 1000 30 170 Большие вакуоли 3000 120 810 Митохондрии 10 000 30 140 Пузырьки 200 нм 30000 50 350 Пузырьки 100 нм 70 000 100 500 Пузырьки 40 нм 100 000 120 770

системы энзимов — оксигеназ, производящих окисление углеводов и эндогенных липидов, где характерным для этих систем компо­нентом является цитохром Р-450 (Veete, 1980). Подобные фермен­ты эндоплазматического ретикулума являются основным компо­нентом, формирующим бесклеточную люминесцирующую систему гомогената из клеток нитчатых грибов, функционирующую на ос­нове системы люциферии-люцифераза (А1гШ е! а1., 1969).

Поровые аппараты грибов не могут быть отнесены к самостоя­тельным органеллам клетки, так как являются частью поперечной клеточной септы. Самостоятельное значение поровых устройств как лабильных клеточных органелл заключается в том, что они либо разрешают обмен клеток питательным материалом или даже органеллами вплоть до ядер, либо полностью замыкают их от со­седствующих с ними сегментов мицелия. Поскольку у грибов дру-

Рис. 7.10. Схема долипор плодового тела базидиомнцета Agrocybe praecox: а — септа гимениальной области; б — септа в пограничной области между гимением и субгимением. Электроино-плотный колпачок присутствует только со стороны субгимеиия (стрелки); такие же колпачки окружают с обеих сторон септы до- липоры, расположенные в ткани остального субгимеиия (Gull, 1978)

гих средств связи между клетками, таких как плазмодесми, не существует, то она возможна для них только через поры септ, и состояние мицелия с замкнутыми пробками может рассматри­ваться как одноклеточное, а сам мицелий — как популяция одно­клеточных форм, что может привести к далеко идущим выводам в плане экологии и генетики.

Сложные долипоры базидиальных грибов обратили на себя внимание давно, и изучение их показало, что они снабжены боко­выми выростами — парентосомами, прикрывающими сверху от-

верстие септы двусторонними колпачками (Gull, 1978) и затыкаю­щими туннель поры пробками, состоящими из белковых филамен — тов, растворяемых протеолитическими энзимами (Flegler et al., 1976). В вегетативном мицелии голобазидиальных агариковых грибов долипоры обычно закрыты пробками и колпачками парен — тосом, тогда как в гимении плодовых тел в обрамлении долипор наблюдаются перфорации, а пробки и колпачки отсутствуют (рис. 7.10, а, б) и обмен цитоплазмой и органеллами между сег-

Рис. 7.11. Схема септальной поры медуллярного эксцнпула плодового тела дис — комнцета МогскеИа соЫса, закрытая пластинчатыми тельцами Воронина (ТВ): С — септа; Пл — плазмалемма (по Камалетдиновой, Васильеву, 1982)

ментами гиф плодового тела протекает беспрепятственно. Закры­тая колпачками и пробками зона остается только на границе ги — мения и субгимения, причем колпачок и неперфарированное об­рамление сохраняются только на пограничной стороне субгимения (Burnett, 1968). Это правило соблюдается также у сумчатых дис — комицетов, у которых изолирующие устройства пор располагаются обычно между гимением и субгимением с пограничной стороны последнего (Камалетдинова, Васильев, 1982). У дейтеромицетов такие изолирующие устройства наблюдаются в местах отчленения конидий или между отдельными клетками в многоклеточных ко­нидиях, исчезая при их прорастании (Murrey, Maxwell, 1976). Они встречаются и в гифах мицелия продуцента пенициллина Pйnicil­lium chrysogenum (см. атлас Ktirylowicz et al., 1980, рис. 42).

У сумчатых грибов из порядка дискомицетов имеется чрезвы­чайное разнообразие замыкающих поровых устройств (Камалет- динова, Васильев, 1982/рис. 9). Их известно не менее пяти: диа­фрагмы, куполовидные тельца, тельца Воронина, полосатые тельца и пробки. Для более примитивной группы иноперкулятных диско­мицетов характерно лабиль­ное и наименее плотное замы­кание поры тельцем Воронина, которое происходит, возмож­но, с помощью сократительных движений микрофиламентов.

Рис. 7.12. Схема полных поровых про­бок в основании сумок плодовых тел дискомицетов: а — куполовидное тель­це (КТ) с полной пробкой (ПП) в поре основания сумки Scutellinia scutellata; Эр — эндоплазматический ретикулум; б — полная пробка (ПП) с диафрагмой (Д) в основании молодой сумки Peziza varia (по Камалетдиновой, Васильеву, 1982)

Тельца Воронина дисковиХной формы в такой закрытой поре могут быть расположены по нескольку штук (рис. 7.11).

Такие изоляции весьма ла­бильны. Они легко открывают­ся н снова закрываются в за­висимости от физиологическо­го состояния клеток гиф, регу­лируя при этом ток цитоплаз­мы или поступление питатель­ных веществ из одного сегмен­та гиф в другой. Формирова­ние изолирующих устройств в виде телец Воронина не свя­зано со старением гиф или только с экстремальными ус­ловиями среды, как наблюда­лось ранее у Neurospora (Trin — ci, Collinge, 1974) и у Ascod. es — mis sphaerospora (Brenner,

Carrol, 1968). Так, в активно растущих жизнеспособных ко­лониях Erysiphe graminis до 80% септальных пор закрыты пробками из телец Воронина (МсКееп, 1971), что говорит о их роли в специализированной дифференциации обмена.

Изолирующее устройство оперкулятных дискомицетов и иноперкулятных форм вклю­чает кроме телец Воронина еще и диафрагму — линзообразное герметичное образование в просвете поры, происходящее от про­лиферации септы и ограниченное с двух сторон плазматической мембраной. Разрастание и перекрывание диафрагмы фибрилляр­ным или гранулярным материалом формирует еще более герме­тичное куполовидное тельце. В ряде случаев диафрагма замеща-

г|

о ‘ ШШШ	:.:-4 1 |
{ /-ч 0909Ф0Ф ——————————
I 9ФФ9ОДФ ——————————-	…… 1
ЕШЯШШШШШ№тШЯШШЯЯШ
Гл………………………….. 1 1 I — •" 1ГТТ’|ПТП
1^… .. . _________ 1____ 1. … _______________ _1… 1 О 1	1111МПИ
1Р 1
К> 11111
‘Ш 288881 1	. 1 ^

Рис. 7.13. Схематическое изображение результатов цитохимического анализа распределения протеинов, иуклепротеидов, липидов и углево — дов в клеточных органеллах ЫеигоБрога сгаэБа после центрифугиро­вания мицелия (направление центробежной силы слева направо); / — распределение органелл по длине гифы; ЛВ — лнпнды и вакуоли; С — супернатант (цитоплазма); Я — ядра; М — митохондрии; Эр — эндоплазматический ретикулум и рибосомы; Г — гликогеи; 2 — ре­акция Паулн на протеины; 3 — реакция Сакагучн на протеины (ар­гинин); 4 — реакция Барнетта и Зелигмаиа (на ЭН-связн протеинов); 5 — окраска РНК (акридин — оранж); 6 — окраска ДНК ядер по Хюбшманну (азурА — 02); 7 — реакция Бауэра на гликоген; в — реакция Гочкнса ва углеводы (перйодат — Шнфф); 9 — реакция на жиры (судаи IV); 10 — окраска на липиды (тетраксид осмия); (по М. 2а1окаг, 1965)

м

м

Эр

ш

2[сГ

■?[о"

«Го"

5~[о~ ^Го-

гоо

Рис. 7.14. Схематическое изображение результатов цитохимического анализа распределения ферментов в клеточных органеллах Ыеито^рога сга&а после центрифугирования мицелия (направление центробежной силы слева направо): 1 — распределение органелл по длине гифы их обозначения как на рис. 7.13); 2 — сукцииатдегидрогеназа (тетро — золий); 3 — цнтохромоксидаза (НАДН); 4 — пероксидаза (бензидин); 5 — пероксидаза (десятнмннутная); 6 — 0-галактозндаза; 7 — щелоч­ная фосфатаза, реакция Гомори (адеиоэии-3-фосфат); 8 — щелочная фосфатаза (6-нафтилфосфат, диазо-синяя); 9 — кислая фосфатаза, реакция Гомори (глицерофосфат); 10 — кислая фосфатаза (а-наф* тнлфосфат, дназо-сннЯя) (по М. яаіокаг, 1965)

ется полосатым тельцем, фильтрующим устройством, составлен­ным из стопок дисков или цилиндров полисахаридной природы. Все эти образования могут комбинироваться до формирования полной пробки, обеспечивающей наиболее герметичную изоляцию клетки (рис. 7.12/Камалетдинова, Васильев, 1982/рис. 11, 15).

Изолирующие и фильтрующие устройства имеют несомненное отношение к приспособительной онтогенетической дифференциа­ции, которая так развита в царстве грибов.