Изменение ультраструктуры и энергообеспечения клеток корней пшеницы при действии протонофора

• Автор: Пономарёва, Анастасия Анатольевна
• Шифр специальности: 03.00.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 124 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Использование протонофоров в качестве разобщителей
окисления и фосфорилирования. Молекулярный механизм действия
1.2. Влияние протонофоров на клеточные мембраны
1.3. Регуляторная роль Н+-АТФаз плазматической мембраны
при изменении протонной проводимости
1.4. Взаимосвязь между изменением ультраструктуры
митохондрий и их функциональной нагрузкой
1.5. Энергообеспечение и теплопродукция растительных клеток
в норме и при воздействии различных факторов
Глава 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Объект исследования
2.2. Методы исследования
2.2.1. Определение интенсивности потребления кислорода
2.2.2. Определение pH и содержания ионов К+ в инкубационном растворе
2.2.3. Определение теплопродукции отсеченных корней
(темновая калориметрия)
2.2.4. Метод электронной микроскопии
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Структурно-функциональная характеристика клеток отсеченных
корней пшеницы при многочасовой инкубации
3.2. Влияние 0,5 мкМ СССР на функциональную активность и
ультраструктурную организацию клеток корней пшеницы
3.3 Структурно-функциональные изменения в клетках корней пшеницы
при инкубации с 5 мкМ СССР
3.4. Влияние 50 мкМ СССР на структурно-функциональные
изменения в клетках корней пшеницы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ВЫВОДЫ ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Постановка проблемы и её актуальность. Выявление взаимосвязи структурной организации и функциональной активности клеток в ответных реакциях растений при действии стрессора остаётся актуальной проблемой физиологии растений. Особое значение при этом придается выявлению регуляторных основ, которые обеспечивают включение репаративных и адаптивных реакций и их энергетического обеспечения. Как известно, одним из основных компонентов клетки, который отвечает за начало формирования и дальнейшее развитие алгоритма адаптивных процессов, является плазматическая мембрана (Конев, 1987). Электрохимический градиент протонов на плазмалемме поддерживается с помощью работы её редокс-цепи и Н+-АТФаз (Скулачев, 1989). Главным источником АТФ в нефотосинтезирующих тканях являются митохондрии, от структурно- функционального состояния которых зависит обеспечение клеток энергетическими ресурсами. Таким образом, энергетическое состояние клетки, её ответ на внешнее воздействие, а также развитие адаптивных процессов тесно сопряжены.
Наше внимание было обращено на выявление взаимосвязи изменений энергообеспечения и ультраструктурной организации клеток при увеличении протонной проницаемости плазмалеммы. Для этого использовали возрастающий ряд концентраций протонофора - карбонилцианид л’-хлорфенилгидразон (СССР), что обеспечивало возможность в различной степени изменять проницаемость мембран для протонов (Тегаёа. 1981). Производные фенилгидразона широко используются в исследованиях искусственных липидных мембран и везикул для рассеивания ДрН+ и снижения Ет (Крауз, 1988), выделенных хлоропластов и митохондрий - для разобщения процессов окисления и фосфорилирования (8ки1асйеу, 1998), а также для выявления роли ДрН+ в энергообеспечении транспортных процессов через плазматическую мембрану (Калинин, Иванова, 1988).

появления в клетках новой генерации органелл). Однако показано, что основной причиной гетерогенности митохондрий является их разное функциональное состояние (Мотлох, 1981). Установлено, что при транспорте электронов по дыхательной цепи происходит перестройка ультраструктуры (от конденсированной к ортодоксальной) (НаскепЬгоск, 1968).
Известно, что в большом диапазоне изменений митохондрий есть несколько устойчивых состояний, которые в основном и определяют интенсивность метаболизма клетки, ткани и организма. К таким состояниям можно отнести состояние относительного покоя, умеренной работы и перенапряжения (Кондрашова, 1971; 1987). В настоящее время не вызывает сомнения факт существования взаимосвязи структуры и функций митохондрий, однако точное её количественное и качественное выражения до сих пор отсутствуют. Большинство работ и наблюдений, выполненных с использованием метода электронной микроскопии, нуждаются в функциональном «прочтении» с тем, чтобы судить, в какую сторону и насколько изменилась, например, функция окислительного фосфорилирования митохондрий после того или иного воздействия или при патологии. Поэтому установление четких количественных, корреляционных зависимостей между ультраструктурой и функциональными показателями является актуальной задачей митохондриологии и цитофизиологии в целом.