Во́доросли — гетерогенная экологическая группа преимущественно фотоавтотрофных одноклеточных, колониальных или многоклеточных организмов, обитающих, как правило, в водной среде, в систематическом отношении представляющая собой совокупность многих отделов. Вступая в симбиоз с грибами, водоросли в ходе эволюции образовали совершенно новые организмы — лишайники. Наука о водорослях называется альгологией, её изучение является одним из самых важных этапов при подготовке специалистов в области марикультуры, рыбоводства и морской экологии.
Цианобакте́рии, или сине-зелёные во́доросли, или циане́и — отдел крупных грамотрицательных бактерий, способных к фотосинтезу, сопровождающемуся выделением кислорода.
Фотоси́нтез — сложный химический процесс преобразования энергии видимого света в энергию химических связей органических веществ при участии фотосинтетических пигментов.
Жёлчные пигме́нты, также билины — биологические пигменты, линейные тетрапирролы, формально являющиеся производными билана (билиногена) с окисленными терминальными пиррольными ядрами, образующиеся при катаболизме гема. Впервые выделены из жёлчи, которой придают характерную окраску, откуда и получили своё название; цвет различных жёлчных пигментов — от жёлто-оранжевого до сине-зелёного. Образуются во многих организмах как продукт метаболизма некоторых порфиринов. Билин был назван как желчный пигмент млекопитающих, но его также можно обнаружить в низших позвоночных, беспозвоночных, а также в красных водорослях, зелёных растениях и цианобактериях. Цвет билинов может варьировать от красного, оранжевого, жёлтого и коричневого до голубого и зелёного.
Фикобили́ны — тетрапиррольные пигменты (билины) красных водорослей, криптофит и цианобактерий. Фикобилины являются хромофорной группой фикобилипротеинов — кислых водорастворимых глобулярных хромопротеинов светособирающего комплекса водорослей. Отдельными молекулами фикобилины, как правило, не представлены, а образуют комплексы с белками — фикобилипротеиды (хромопротеиды).
Циане́ллы — пластиды глаукофитовых водорослей. Окрашены в сине-зелёный цвет, так как зелёный хлорофилл a маскируется пигментами фикоцианином и аллофикоцианином, расположенными на поверхности тилакоидов. Особое название используется для них потому, что они обладают уникальным признаком: имеют тонкую клеточную стенку из пептидогликана (муреина) между наружной и внутренней мембраной. По большинству других признаков цианеллы напоминают типичные цианобактерии, хотя содержат сильно редуцированный геном.
Фикобилисо́мы — светособирающие органеллы для фотосистемы II у цианобактерий, красных водорослей и глаукофитов. Стандартные фикобилисомы отсутствуют у криптофитовых и тех представителей прохлорофитовых, у которых имеются фикобилипротеины. У криптофитовых фикобилипротеины находятся во внутритилакоидном пространстве.
Фикоэритробили́н — красный фикобилин или, иными словами, открытый тетрапиррольный хромофор, обнаруженный в цианобактериях, хлоропластах глаукофитов, красных водорослей и некоторых криптомонад. Фикоэритробилин представлен в виде фикобилипротеина фикоэритрина, в котором является терминальным приёмником энергии. Количество фикоэритробилина серьёзно варьирует в зависимости от состояния организма. У некоторых красных водорослей и океанических цианобактерий фикоэритробилин также представлен в виде фикоцианина, позже названного R-фикоцианином. Как и все фикобилины, фикоэритробилин ковалентно связан с белками тиоидной связью.
Фикоцианобили́н — это голубой фикобилин или, другими словами, тетрапиррольный хромофор обнаруженный у цианобактерий, глаукофитов, красных водорослей и некоторых Криптофитовые водоросли. Фикоцианобилин представлен только в составе фикобилипротеинов аллофикоцианина и фикоцианина, в которых он является терминальным приёмником энергии. Он ковалентно связан с белками посредством тиоидной связи.
Фикоэритроциани́н — вид фикобилипротеинов, фуксиновый хромопротеин, участвующий в фотосинтезе у некоторых цианобактерий. Он состоит из альфа- и бета-цепей, которые обычно объединены в шестиугольник. Альфа-фикоэритроцианин содержит фиковиолобилин, фиолетовый билин, который совалентно связан с Cys-84, а бета-фикоэритроцианин содержит два фикоцианобилина, голубых билина, ковалентно связанных с Cys-84 и Cys-155 соответственно. Фикоэритроцианин схож с фикоцианином, важным компонентом светособирающего комплекса (фикобилисомы) цианобактерий и красных водорослей.
Фикоциани́н — это пигмент-белковый комплекс из семейства светособирающих фикобилипротеинов, в которую также входят аллофикоцианин и фикоэритрин. Название происходит от греч. phyco — «водоросль» и cyanin от англ. cyan, что изначально означает оттенок зелёно-голубого и происходит из греч. kyanos, обозначавшего другой цвет — тёмно-голубой. Он является вспомогательным пигментом хлорофилла. Все фикобилипротеины водорастворимы, так что не могут находиться в мембране как каротиноиды, а вместо этого аггрегируются в оформленные кластеры, которые прилипают к мембране фикобилисом. Фикоцианин светло-голубого цвета, поглощает оранжевый и красный свет около 620 нм и излучает в районе 650 нм.
Фикоэритри́н — дополнительный красный фотосинтетический пигмент, обнаруженный у цианобактерий и красных водорослей. Фикоэритрин, как и все фикобилипротеины состоит из белковой части, построенной из α- и β- частиц, организованных в виде шестиугольника и ковалентно связанной с хромофорами, называемыми фикобилинами. Фикоэритрины способны связываться с наибольшим количеством фикобилинов.
Хлорофилл b — форма хлорофилла, один из вспомогательных пигментов фотосинтеза у высших растений, зеленых водорослей и эвгленовых, а также у цианобактерий группы прохлорофит.
Хлорофилл d — один из хлорофиллов, 3-дезвинил-3-формил-хлорофилл а. В растворах органических растворителей имеет красный максимум поглощения в области 690—697 нм, сдвинутый на 30 нм в длинноволновую сторону по сравнению с хлорофиллом a, а в живых организмах — 710 нм, то есть уже на границе инфракрасной области.
Светособирающие комплексы — пигмент-белковые комплексы фотосинтезирующих организмов, локализованные в фотосинтетических мембранах и выполняющие функцию первичного поглощения квантов света с последующей миграцией энергии возбуждения к реакционным центрам фотосистем. Также они обеспечивают тонкую настройку фотосинтетического аппарата и участвуют в его защите от фотоповреждений.
Аллофикоцианин — светособирающий белок из семейства фикобилипротеинов, в которое так же входят фикоцианин, фикоэритрин и фикоэритроцианин, и является вспомогательным пигментом для хлорофилла. Все фикобилипротеины растворимы в воде и следовательно не могут быть закреплены на мембране как каротиноиды, а вместо этого формируют закреплённые на мембране кластеры, называемые фикобилисомами. Аллофикоцианин поглощает и излучает красный свет, и легко обнаруживается у цианобактерий и красных водорослях. Способность фикобилинов испускать свет используется в наборах иммунологического анализа. Аллофикоцианин довольно часто используют в проточной цитометрии, при счёте и сортировке клеток, и микроскопии. Для этого в него внедряют химическую сшивку.
Цианофаги — это вирусы, инфицирующие цианобактерии. Названия образовано от термина фаг, обозначающего вирус, который поражает бактерии и цианобактерии. Из-за важной роли цианобактерий как первичных продуцентов органического вещества в мировых океанах, изучение их экологии важно для понимания глобального круговорота углерода. Цианофаги играют важную роль в сообществе цианобактерий, поскольку очень часто переносят гены белков, ответственных за фотосинтез, устойчивость к недостатку фосфора или малых регуляторных субъединиц фотосистемы один или два.
Вспомогательные пигменты — светопоглощающие соединения фотосинтезирующих организмов, которые работают в сочетании с хлорофиллом а, выполняя светособирающую или светозащитную функции. К ним относятся различные формы хлорофилла, например хлорофилл b в зеленых водорослях и светособирающих антеннах высших растений или хлорофиллы с или d у других водорослей. Кроме того есть много других вспомогательных пигментов таких как каротиноиды или фикобилипротеины, которые также поглощают свет и передают его энергию на главный пигмент фотосистемы. Некоторые из этих вспомогательных пигментов, в частности каротиноиды, служат для поглощения и рассеивания избыточной энергии света и являются антиоксидантами.
Фотосистема представляет собой функциональную и структурную единицу белковых комплексов, которые осуществляют первичные фотохимические реакции фотосинтеза: поглощение света, преобразование энергии и перенос электронов. Фотосистемы находятся в тилакоидной мембраны растений, водорослей и цианобактерий, либо в цитоплазматической мембране фотосинтезирующих бактерий. В общем случае все фотосистемы подразделяют на два типа — подобные фотосистеме II и подобные фотосистеме I.
Оранжевый каротиноид-протеин (ОКП) — водорастворимый протеин, который у различных цианобактерий служит белком-тушителем, уменьшающим на интенсивном свету передачу энергии от фикобилисом к хлорофиллу в пигментном аппарате фотосинтеза у цианобактерий. Это единственный из известных фотоактивных белков, в котором в качестве фоточувствительных хромофоров используются каротиноиды. Белок состоит из двух доменов, между которыми нековалентно закреплена единственная молекула кето-каротиноида. Это очень эффективный тушитель энергии возбуждения, поглощённой основным светособирающим антенным комплексом цианобактерий — фикобилисомами. Тушение происходит под действием сине-зеленого света. ОКП также способен предотвращать окислительное повреждение, осуществляя тушение энергии возбуждения синглетного кислорода (1O2).
Медиафайлы на Викискладе
