Обзор фильтра Лагуна


Аквариумный навигатор

Интерактивная PDF-брошюра


Выпуск №2

"Аквариумная почемучка"

Опрос

В каком объеме Вы подмениваете аквариумную воду на свежую?



» » » Караси научились сбраживать сахар в спирт!

Караси научились сбраживать сахар в спирт!


Караси научились сбраживать сахар в спирт!

Караси научились сбраживать сахар в спирт.

Это помогает им пережить дефицит кислорода!

Ученые из Университета Осло выяснили, какие молекулярные адаптации позволяют карасям и их ближайшим родственникам золотым рыбкам подолгу обходиться без кислорода. Оказалось, что благодаря удвоению генома у карасей в распоряжении оказались лишние копии ферментов окислительного метаболизма глюкозы, которые они превратили в ферменты спиртового брожения. Вместо того, чтобы окислять глюкозу до углекислого газа с участием кислорода, караси научились превращать ее в спирт примерно так, как это делают дрожжи. Статья опубликована в журнале Scientific Reports.

Подавляющее большинство позвоночных животных не могут долго обходиться без кислорода, однако караси (рыбы из рода Carassius) известны способностью в таких условиях поддерживать жизнедеятельность в течение часов и даже месяцев. В поисках объяснения этому феномену ученые обнаружили, что караси и их родственники золотые рыбки накапливают в организме довольно большое количество этилового спирта.

Этанол является продуктом бескислородного окисления глюкозы – процесса, который известен как спиртовое брожение. На первой стадии глюкоза в реакциях гликолиза распадается на две молекулы пирувата с образованием небольшого количества энергии в форме АТФ. Дальше фермент пируватдекарбоксилаза превращает пируват в ацетальдегид, который превращается в этанол с участием алкогольдегидрогеназы.

Таким способом получают энергию дрожжи, практически не используя для этого митохондрии и проходящие в них реакции окисления пирувата, такие как окислительное фосфорилирование. Именно этот процесс требует присутствия кислорода. Он позволяет окислить молекулу глюкозы с максимальным выходом АТФ. Пируват в этом случае должен утилизироваться с участием фермента пируватдегидрогеназы.

Караси научились сбраживать сахар в спирт!

Подавляющее большинство позвоночных животных использует для генерации энергии окислительное фосфорилирование. Если кислорода в тканях недостаточно, окисление глюкозы останавливается на гликолизе, а образовавшийся пируват превращается в молочную кислоту. Однако в высокой концентрации она достаточно токсична для тканей, поэтому мы не можем бесконечно окислять глюкозу без участия кислорода.

Норвежские ученые обнаружили, что караси в отсутствие кислорода, вместо того чтобы превращать пируват в лактат, превращают его в этанол, используя реакции спиртового брожения. Этот факт удивителен тем, что для этого нужна пируватдекарбоксилаза, которой у позвоночных нет.  У карасей же подобной активностью, судя по всему, обладает дополнительная форма пируватдегидрогеназы. Восемь миллионов лет назад у предков современных карасей и карпов произошло удвоение генома, в результате чего они приобрели и дополнительные копии ферментов.

Авторы работы исследовали изменение экспрессии генов, кодирующих разные варианты субъединиц пируватдегидрогеназного комплекса, при содержании карасей в аквариуме без кислорода. Оказалось, что у карасей, которым не давали дышать, содержание мРНК «дополнительных» форм фермента увеличивалось на один-два порядка в мышцах по сравнению с другими органами. При этом у дальних родственников карасей – карпов, такого увеличения не наблюдалось (надо заметить, что карпы тоже могут довольно долго обходиться без кислорода, хотя до карасей им далеко).

Экспрессия изоформ субъединицы пируватдегидрогеназы в тканях карпа, золотой рыбки и карася. Е1а3 - изоформа, участвующая в брожении

 

Ученые сделали вывод, что дополнительные изоформы фермента, который у всех остальных позвоночных, в том числе рыб, функционирует как пируватдегидрогеназа, у представителей рода Carassius приобрели способность превращать пируват в ацетальдегид. Однако для того, чтобы закончить реакцию брожения, необходима также алкогольдегидрогеназа. В геноме карася исследователи обнаружили три варианта соответствующего гена, которые появились, по-видимому, также в результате дупликации. Один из этих вариантов действительно экспрессировался в мышцах рыбок.

Получившийся спирт рыбы, по-видимому, просто выводят через жабры. Однако в тканях все же накапливается значительное его количество, что делает карася и золотую рыбку привлекательным объектом для исследования механизмов толерантности к этанолу. Поддерживать минимальный уровень жизнедеятельности довольно долго рыбкам позволяет большой запас гликогена в печени.

Караси научились сбраживать сахар в спирт!

Таким образом, в процессе эволюции караси и золотые рыбки приобрели уникальную для позвоночных способность утилизировать глюкозу с образованием спирта и таким образом обходиться без окислительного фосфорилирования, а значит и без кислорода. Это позволило карасям заселить непригодные для других видов экологические ниши, например, маленькие пруды, которые зимой полностью промерзают, а летом зарастают.

Недавно ученые выяснили, что голые землекопы также способны какое-то время обходиться без кислорода. В этом им помогла особенность метаболизма, характерная для растений.

 

Видео-рассказ о золотых рыбках

 

Смотрите также:

Карпы кои

Амазоня глазами великого человека!

Аксолотль - ручной дракон в вашем аквариуме!

Все о золотых рыбках

Категория: Аквариумные статьи / ИНТЕРЕСНОЕ И ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ | Просмотров: 3 504 | Дата: 21-10-2017, 16:50 | Комментарии (1)
Добавить комментарий:
    • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
      heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
      winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
      worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
      expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
      disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
      joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
      sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
      neutral_faceno_mouthinnocent
  • Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Виталий Чернявский 21 октября 2017 17:17
Думаю, что это достаточно достоверно. По крайней мере, это объясняет, почему карась, ротан и чукотская даллия спокойно на месяцы вмерзают в лёд. Потому что, если сахар крови у них частично превращается в спирт - то кровь не замерзает...
Например, из жизни млекопитающих - достоверно доказано, что у зайца древесная кора тоже в желудке сбраживается. Поэтому заяц - почти всю жизнь пьян...))) Наверно, поэтому он на самом деле не так труслив, как многие думают... smile
Поспешите


Серия аквариумов Тетра


Обзор фильтров Tetra


Актуальная реклама


Лучший магазин месяца

Наша рекомендация


Аквариумный навигатор

Выпуск №3

"Интервью с ихтиопатологом"

Помощь эксперта
Консультации по разведению
аквариумных рыбок на
форуме FanFishka.ru
ЗАДАТЬ ВОПРОС

Консультации ихтиопатолога
на форуме FanFishka.ru
ЗАДАТЬ ВОПРОС
Наш сайт и форум

Присоединяйтесь к нам!

Успей заказать

Наверх