На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


Реферат Определение влияния гипотермии на содержание водорастворимых белков в тканях высших растений, бактерий и водорослей. Применение электрофореза для разделения растительных белков. Влияние развития морозоустойчивости на синтез белков, изменение экспресси

Информация:

Тип работы: Реферат. Предмет: Биология. Добавлен: 11.08.2009. Сдан: 2009. Уникальность по antiplagiat.ru: --.

Описание (план):


Влияние гипотермии на содержание белков в тканях растений

1. Влияние гипотермии на содержание водорастворимых белков в тканях высших растений

Предположение о том, что во время закаливания растений к холоду происходит синтез белков, было впервые высказано Дж. Дойлом и П. Клинчем в 1927 году. Первые доказательства того, что процесс синтеза белка непосредственно участвует в закаливании растения, были получены Г. Симинович. Впоследствии во многих работах сообщалось об изменении содержания нуклеиновых кислот и общего белка во время закаливания растений к холоду. Анализ изменений водо- и солерастворимых белков озимой пшеницы после закаливания и перезимовки показал увеличение содержания водорастворимых белков. В то же время содержание солерастворимых белков снижалось. По этим признакам обнаружены различия между озимой пшеницей сорта Безостая 1 и высокозимостой мутантом этого сорта, полученным под действием нитрозометилмочевины. Аминокислотный анализ изучаемых белков выявил значительные изменения по этому признаку как у исходно формы, так и у мутанта под действием перезимовки. В ряде других работ сообщалось об изменении содержания общего белка во время действия низкой температуры и закаливания. При изучении биосинтеза белка во время низкотемпературно адаптации озимых злаков в связи с их морозостойкостью было установлено, что у озимой пшеницы, озимой ржи и ячменя при снижении температуры с 180С до 20С в первые - третьи сутки адаптации происходит снижение уровня синтеза белка, но на пятые - седьмые сутки синтез белка возрастает, при этом 10-15% обще массы растительного белка составляют вновь синтезированные белки, не присутствовавшие в контрольных растениях.
Во время перезимовки растений озимой пшеницы происходят значительные изменения в содержании белков в тканях корня и узлов кущения: наблюдается гидролиз белков в корнях и перемещение свободных аминокислот в узлы кущения, причем если осенью с понижением температуры количество растворимых белков в корнях уменьшается, то к весне оно увеличивается. Накопление белков за счет более слабого по сравнению с ростом замедления скорости белкового синтеза отмечалось в клетках корня кукурузы под влиянием пониженной температуры.
Применение электрофореза для разделения растительных белков позволило получить новую информацию о влиянии гипотермии на состав белков растений. Резкое снижение температуры вызывает заметные изменения в электрофоретическом спектре легкорастворимых белков. В частности, у озимой пшеницы в период перезимовки обнаружены значительные изменения в составе белков, выделенных из узлов кущения. В процессе закаливания образование белков, судя по количеству полос в электрофоретическом спектре, нарастало, а в осенне-зимний период уменьшалось. Была отмечена сортовая специфика в отношении этого признака. В частности, морозоустойчивый сорт озимой пшеницы отличался от морозочувствительного сорта большим числом полос в электрофоретическом спектре.
Появление новых полос в спектре белков под действием гипотермии и в процессе закаливания растений к холоду отмечается многими исследователями. В частности, в ходе процесса адаптации озимой пшеницы к низким отрицательным температурам отмечалось появление в электрофоретическом спектре белков с молекулярными массами 24 и 85 кДа, а также в дополнение к ним 67 и 74 кДа. При изучении полипептидного состава белков узла кущения озимой пшеницы в процессе зимовки было обнаружено изменение содержания глобулинов с молекулярными массами 23 и 48 кДа. Закаливание озимой пшеницы приводит и к изменениям в составе белков надземных органов, при этом наблюдается новообразование четко выраженных полос в электрофоретическом спектре в зонах высоко- и низкоподвижных белков. Авторы, учитывая, что значительная часть белков обладает ферментативными свойствами, предполагают появление ферментов, которые обнаруживаются только при холодовом воздействии на озимую пшеницу.
При исследовании белков, синтез которых коррелирует с возрастанием холодоустойчивости клеточных культур Bromus inermis Leyss. cv. Manchar было отмечено усиление синтеза белков с молекулярными массами 25, 165, 190 и 200 кДа.
Одним из наиболее изученных к настоящему времени семейств белков, содержание которых в растении коррелирует с холодоустойчивостью, являются дегидрины. Данное семейство белков имеет определенные, характерные для этого семейства последовательности аминокислот, что позволяет достаточно легко и уверенно идентифицировать его членов как на уровне транскриптов, так и на уровне индивидуальных белков. В связи с этим члены данного семейства в настоящее время интенсивно изучаются.
Значительные изменения под действием холодовой акклиматизации были обнаружены при изучении экспрессии дегидринов у яровых и озимых зерновых культур. Было установлено, что содержание дегидриновых транскриптов возрастает с сентября по ноябрь, причем их содержание у яровых культур возрастает меньше, чем у озимых. При исследовании экспрессии гена дегидрина было обнаружено, что после 14 дне закаливания в контролируемых условиях в значительных количествах обнаруживаются три транскрипта, гибридизующихся с кДНК белка DHN-4. После низкотемпературно закалки растений в полевых условиях к ноябрю в растениях накапливался высоки уровень транскриптов дегидрина, при этом растения развивали очень высокую морозостойкость. Увеличение уровня синтеза дегидрина с молекулярной массой 50 кДа во время холодовой акклиматизации было отмечено у пшеницы. Было также установлено, что некоторые из полипептидов, появляющиеся под действием закаливания у других культур, также относятся к семейству белков-дегидринов.
С помощью электрофореза белков в градиенте ПААГ и изоэлектрофокусирования было показано, что закаленные и незакаленные к холоду листья озимой пшеницы имеют различающиеся белковые спектры. После закаливания наблюдалось появление белковых компонентов с высокомолекулярной массой. В ряде работ было высказано предположение, что холодовая обработка индуцирует синтез полипептидов с отличающейся первично структурой, поскольку этими авторами было установлено, что охлаждение проростков яровой пшеницы приводит к появлению новых полос не только в спектрах нативных белков, но и в электрофоретических спектрах белков, обработанных додецилсульфатом натрия.
Ф.Р. Гималов с соавторами констатировали, что под действием холодового шока у пшеницы происходит индукция синтеза полипептидов с молекулярными массами 50, 70 и 94 кДа. Впоследствии этими же авторами был проведен скрининг ряда представителей трибы Triticeae для сравнения полипептидов, синтезирующихся у них под действием гипотермии. Обработка объектов низкой температурой проводилась в течение 7 суток. Радиоактивная метка вводилась в течение последних 24 часов холодовой обработки. При помощи электрофореза в ПААГ и радиоавтографии было установлено, что у всех диплоидных видов понизился уровень синтеза полипептидов с молекулярной массой 50 и 66 кДа. У всех этих видов в спектре белков появился полипептид с молекулярно массо 43 кДа. В растениях вида T. urartu синтезировались также белки с молекулярными массами 20, 27 и 37 кДа; у вида T. sinskajae - 20 и 37 кДа, а у T. monococcum - 20 и 27 кДа. У эгилопсов в спектрах появлялись белки с молекулярными массами 33 и 43 кДа и наблюдалось увеличение синтеза белков с молекулярными массами 20, 40, 50 и 62 кДа. У T. dicoccum наблюдалось уменьшение синтеза белка с молекулярной массой 66 кДа и усиление синтеза белков с молекулярными массами 45 и 48 кДа. В белковом спектре появлялись полосы с молекулярными массами 20, 33 и 43 кДа. У T. aestivum наблюдалось появление в спектре белков с молекулярными массами 43 кДа и 43 и 48 кДа. Уменьшалось включение радиоактивно метки в белок 66 кДа и 46 кДа. У озимой ржи было отмечено снижение включения метки в белки с молекулярными массами 13, 38, 50 и 90 кДа и увеличение включения метки в белки с молекулярными массами 15 и 22 кДа. В белковом спектре появлялась полоса с молекулярной массой 28 кДа. Авторы выделяют ряд полипептидов, которые появляются в белковых спектрах большинства исследованных видов растений под действием пониженной температуры.
Из листьев закаленной к холоду капусты был выделен и очищен белок, который защищал тилакоиды незакаленного шпината от повреждения при замораживании. Процедура выделения включала в себя осаждение тепловой обработкой, осаждение сульфатом аммония и гликозаминогликаном гепарина, а также колоночную хроматографию на Полиамиде 6 и обращенно-фазную хроматографию на матриксе С-18. После обращенно-фазной хроматографии на электрофорезе была выявлена одна полоса с приблизительной молекулярной массой 7 кДа. Эта фракция имела криопротекторную активность. Гель-фильтрация подтвердила, что данный белок является мономером с молекулярной массой 7 кДа. Этот белок можно выделить только из закаленных к холоду растени капусты, но не из растени, выращенных в незакаливающих условиях. С использованием меченых пероксидазой лектинов было показано, что данный криопротектин является гликопротеином и содержит связанны остаток а1-3 связанной фукозы.
Листья омелы содержат тригалактозу и специфические N-ацетилгалактозаминные-изолектиновые группы. Группы ML I и ML III показали высокую криозащитную активность в изолированных мембранах тилакоидов шпината в период замерзания и оттаивания почвы, в то время как ML II не обладали такой активностью. В ходе экспериментов установлено, что криозащитная эффективность белков коррелировала с их относительно гидрофобностью. Было установлено также, что морозостойкость листьев омелы сезонно регулируется природными условиями. В то время как листья, собранные зимой, не повреждались при замерзании почвы до -200 C, листья, собранные в июле, претерпевали 70% утечку электролита после замерзания почвы до -50 C. Данные экспериментов свидетельствуют, что и количество фракций ML I и ML III изменяется в течение года. Наиболее высокое содержание этих криозащитных лектинов наблюдалось зимой и ранней весной, а наиболее низкое - в период летних месяцев. Изменений в содержании ML II не было зафиксировано. Эти данные подтверждают то, что некоторые лектины могут играть роль в стабилизации клеточных мембран под действием стрессовых условий окружающей среды.
При изучении влияния развития морозоустойчивости на синтез белков было идентифицировано семейство белков, ассоциированное с развитием морозоустойчивости у пшеницы. Данное семейство белков специфическое для злаков и их содержание регулируется низко температурой. Антитела, полученные против белка с мол. массой 50 кДа, реагируют, по крайней мере, с пятью членами данного семейства. Используя эти антитела, были определены содержание и локализация данного семейства белков в акклиматизированных к холоду всходах пшеницы. Вестерн-блоттинг субклеточных частиц показал наличие всех членов семейства в цитозоле и очищенных ядерных частицах. После 21 дня холодовой акклиматизации озимой пшеницы эти белки накапливались вплоть до 0.9% от всех растворимых экстрагируемых белков. Их клеточная концентрация составляла 1.34. Иммуногистохимическая локализация показала, что содержание этих белков наиболее высоко в зоне сосудистого перехода. Эти белки не были обнаружены в зрело ксилеме, в верхушечной меристеме побегов или в боковых корневых примордиях. Данная тканеспецифичная индукция позволяет предполагать, что чувствительные клетки в областях, где вода имеет тенденцию замерзать в первую очередь, для своей защиты требуют более высокого содержания этих белков.
Полученные данные хорошо соответствуют тому факту, что отрастание после замораживания в значительно степени зависит от жизнеспособности данной части побега. Электронно-микроскопический анализ с использованием иммунно-золотой метки показал, что эти белки присутствуют в цитоплазме и в нуклеоплазме. В то же время они не были найдены в клеточных стенках или других клеточных органеллах. Исследование криозащитного действия in vitro показало, что белок WCS120 так же эффективно, как БСА и сахароза, защищает лактатдегидрогеназу от денатурации в ходе замораживания. Эти результаты показывают, что данное семейство белков может быть вовлечено в общий механизм защиты растворимых частиц клетки. Их присутствие в нуклеоплазме также позволяет предложить как их возможную функцию - предохранение процессов транскрипции. Высокая гидрофильность, высокое содержание данных белков и устойчивость этих белков при кипячении позволяют предлагать, что они могут обеспечивать особую микросреду, необходимую для выживания клетки в чувствительно зоне сосудистого перехода во время стресса при замораживании.
При исследовании взаимосвязи ответов растения на различные типы стресса было обнаружено, что солевой стресс увеличивает морозоустойчивость у некоторых видов травянистых растений. С целью понять молекулярные основы увеличения индуцируемо холодовым стрессом морозоустойчивости при помощи двумерного электрофореза в ПААГ был проанализирован эффект обработки солевым раствором на состав общих белков растений картофеля. После 24 часовой обработки NaCl, во время которой холодоустойчивость возросла в три раза, были выявлены девять индуцируемых солевым стрессом белков. Прямое сравнение этих белков с белками, индуцируемыми низкотемпературным стрессом и экзогенно абсцизовой кислотой, позволило установить, что пять индуцируемых солевым стрессом белков индуцировались также низкотемпературным стрессом, а семь - обработкой абсцизовой кислотой. Три белка 13/7.0, 27/6.6 и 48/6.9) индуцировались и холодом и экзогенно абсцизовой кислотой и были связаны с изменением морозоустойчивости. После 6 часов обработки солью, перед тем как развивалась холодоустойчивость, эндогенны уровень абсцизовой кислоты в листьях кратковременно увеличивался в шесть раз. Результаты позволяют считать, что солевая индукция холодового закаливания включает синтез холодоиндуцируемых и индуцируемых абсцизовой кислотой белков, а также то, что изм и т.д.................


Перейти к полному тексту работы



Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.