Cyanella jsou plastidy glaukofytových řas . Mají modrozelenou barvu, protože zelený chlorofyl a je maskován pigmenty fykocyaninem a alofykocyaninem umístěnými na povrchu thylakoidů . Zvláštní jméno je jim dáno, protože mají jedinečnou vlastnost: mají tenkou peptidoglykanovou ( mureinovou ) buněčnou stěnu mezi vnější a vnitřní membránou. Ve většině ostatních ohledů se sinice podobají typickým sinicím , ačkoli obsahují značně redukovaný genom [1] .
Intracelulární symbiotické sinice, které si uchovávají kompletní genom a jsou schopné nezávislé existence na hostiteli, se obvykle nazývají sinice [2] . Pro endosymbionty obsažené v buňkách hub rodu Geosiphon (řád Archaeosporales ) se však někdy používá i termín „cyanella“ [3] .
Podobně jako plastidy jiných řas se chloroplasty glaukofytů nemohou množit mimo buňku a nemohou být kultivovány mimo cytoplazmu hostitelské buňky, i když v izolované formě si zachovávají strukturální integritu mnohem déle než u chloroplastů vyšších rostlin (míra fixace oxidu uhličitého a klesá v nich uvolňování kyslíku ).mnohem rychleji). Na základě těchto údajů většina výzkumníků považuje chloroplasty glaukofytních řas spíše za organely (primitivní plastidy) než za endosymbiotické sinice [4] [5] [6] .
Některé fotosyntetické pigmenty obsažené v sinice mají antiproliferativní účinek na rakovinné buňky .
Termín "cyanella" zavedl německý vědec Adolf Pascher [7] [8] , který navrhl považovat chloroplasty glaukofytových řas za symbiotické sinice . Teprve na konci 20. století studium ultrastruktury a genomů cyanella glaucophytes ukázalo, že ačkoliv kdysi pocházely ze sinic, nejde o samostatné organismy, ale jde o jakési chloroplasty (někdy se takovým chloroplastům říká muroplasty [9]). ) [6] [4] .
Struktura buněčné stěny sinic a některé jejich biochemické charakteristiky jsou do značné míry podobné vlastnostem sinic a předpokládá se, že sinice byla získána předky glaukofytů prostřednictvím symbiózy se sinicemi. Cyanella, stejně jako ostatní plastidy, však není schopna žít mimo hostitelskou buňku a 90 % jejich proteinů je zakódováno v eukaryotickém jádru – nejde o nezávislé organismy. U různých typů glaukofytů lze vysledovat stadia redukce stěny sinic sinic [10] .
Chloroplasty glaukofytů jsou kulatého nebo elipsoidního tvaru. Jsou obklopeny dvěma membránami , mezi nimiž je vrstva mureinu (peptidoglykanu) a její tloušťka je menší, než je průměr pro bakterie . Vzhledem k přítomnosti mureinu jsou plastidy glaukofytů citlivé na β-laktamová antibiotika a jejich buněčná stěna je lyzována lysozymem . Peptidoglykan glaukofytů je charakterizován přítomností N- acetylputrescinu jako substituentu v polovině 1 - karboxyskupin zbytků kyseliny glutamové v peptidových řetězcích . Biosyntéza glaukofytových peptidoglykanových prekurzorů probíhá ve stromatu a sestavení polymerní sítě probíhá v periplazmatickém prostoru. Je zajímavé, že většina enzymů zapojených do biosyntézy peptidoglykanů u Cyanophora paradoxa není kódována plastidem, ale jaderným genomem a je importována do plastidů [11] .
Chloroplasty mají modrozelenou barvu, protože zelený chlorofyl a je maskován modrými pigmenty fykocyaninem a alofykocyaninem . Podobně jako sinice a červené řasy se u glaukofytů tyto pigmenty nacházejí ve fykobilisomech umístěných na povrchu thylakoidů . Zároveň chybí fykoerythrin (nejhojnější pigment v plastidech červených řas) a karotenoidy typické pro sinice , mixoxanthofyl a echinenon . Fykobilisomy glaukofytů se také liší od fykobilisomů červených řas některými strukturními znaky [12] . Karotenoidy jsou zastoupeny β-karotenem , zeaxantinem a β-kryptoxantinem . Některé pigmenty ( feoforbid a , β-kryptoxantin a zeaxantin) glaukofytových řas Cyanophora paradoxa mají antiproliferativní účinek na buňky rakoviny prsu , plic a melanomu [13] .
Thylakoidy se v graně neshromažďují, jsou umístěny jednotlivě a ve stejné vzdálenosti od sebe, jako u sinic a červených řas. Ve středu plastidů jsou velká jednotlivá nebo malá četná tělíska podobná karboxysomům . Obsahují enzym Rubisco a podílejí se na koncentraci oxidu uhličitého [14] (u eukaryotických chloroplastů tuto funkci obvykle plní pyrenoid ). Karboxysomům podobná tělíska Cyanophora nemají proteinový obal, jako bakteriální karboxyzomy, ale nejsou proniknuty thylakoidem, jako pyrenoid v chloroplastech jiných eukaryot. Kromě toho plastidy obsahují polyfosfátové granule [15] . Přítomnost mureinu a tělísek podobných karboxyzomům jsou plesiomorfními rysy Archaeplastida, které si glaukofyty zachovaly. Zajímavé je, že améba Paulinella chromatophora ze superskupiny Rhizaria má také fotosyntetické organely s vrstvou mureinu, karboxysomů a koncentrických tylakoidů, které strukturou připomínají plastidy glaukofytů. Údaje z fylogenetických analýz však silně naznačují nezávislý původ těchto dvou fotosyntetických organel [16] .
Fytochromy Cyanophora a Gloeochaete nemají podobné fotosenzorové charakteristiky jako ostatní eukaryotické fytochromy. Zejména jsou citlivé na modré světlo, stejně jako mnoho fytochromů sinic. Fotocykly (tj. konformační změny v molekule chromoforu v závislosti na vlnové délce absorbovaného světla) jsou pro Cyanophora a Gloeochaete poněkud odlišné : první z nich má modro-daleko červený fotocyklus, zatímco druhý má červeno-modrý. Fotosenzorické charakteristiky fytochromů glaukofytů se tedy zjevně liší. V současné době se studuje fyziologická úloha neobvyklých fytochromů glaukofytů [17] .
Mechanismus dělení chloroplastů u glaukofytové řasy Cyanophora paradoxa zaujímá střední pozici mezi mechanismem buněčného dělení u sinic a plastidů. V plastidech se v oblasti dělení tvoří vnitřní a vnější prstence z elektronově hustého materiálu. Chloroplasty Cyanophora paradoxa mají pouze vnitřní prstenec [3] . Při dělení chloroplastů u této řasy, stejně jako u bakterií, hraje klíčovou roli protein FtsZ [18] .
Byla navržena hypotéza spojující přítomnost mureinu a tělísek podobných karboxyzomům v chloroplastech glaukofytů. Podle této hypotézy, pokud tělesa podobná karboxysomům skutečně hrají roli karboxysomů při koncentrování CO 2 , pak by uvnitř plastidu měla být vysoká koncentrace anorganického iontu HCO 3 . Vysoká koncentrace tohoto iontu může vytvořit výrazný rozdíl mezi osmolaritou v plastidu a v cytosolu , což ohrožuje integritu membrány organel. Proto může přítomnost silné mureinové stěny v plastidech glaukofytů sloužit jako vhodný a nízkoenergetický mechanismus pro udržení integrity organely [19] .
Stejně jako u sinic je chloroplastová DNA koncentrována ve středu chloroplastu. Chloroplastový genom glaukofytových řas obsahuje řadu genových shluků typických pro sinice a kóduje některé proteiny , které chloroplastové genomy jiných řas nekódují. Zejména obsahuje gen pro transport messenger RNA ( tmRNA ), speciální malou RNA charakteristickou pro bakterie, stejně jako plastidy a mitochondrie primitivních organismů [20] . Navíc jsou v něm zakódovány obě podjednotky Rubisco, zatímco u vyšších rostlin, euglena a zelených řas, byl tento gen přenesen do jaderného genomu [4] . Některé znaky transportu proteinů v chloroplastech glaukofytů je také přibližují sinicím [5] .