Пространственно-временное распределение pH и трансмембранного потенциала вдоль клеточной мембраны водоросли Chara corallina

• Автор: Лаврова, Анастасия Игоревна
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 132 с. : ил.

Оглавление

Введение Глава

Явление пространственновременного распределения и мембранного потенциала вдоль внешней поверхности плазматической мембраны. Литературный обзор.
1.1 i . iv

1.2 Пыльцевая трубка ii ii

1.3 Корневые волоски и корни. ii , тау ,

v ., ii iv ., ii v. I v

1.4 Цитоморфогенез

1.5 Явление образования чередующихся зон вдоль поверхности

илазмалеммы клеток i.

1.5.2 Гетерогенное распределение в примембранной области клетки водоросли i.

1.5.3 Мембранный потенциал и ионный транспорт через мембрану клетки водоросли i.
1.5.4 Протонная ЛТФаза цитоплазматической мембраны клетки водоросли i.
1.5.5 Кинетический анализ функционирования НАТФазы.
1.6 Модели, предложенные для описания чередования зон и мембранного потенциала вдоль клетки .
1.7 Заключение обзора литературы и постановка задачи
2.
Г лава
3.
4.
Глава
5.
Моделирование процессов трансмембранного ионного переноса и распределения потенциала вдоль мембраны на примере клетки водоросли СИага согаПта.
Кинетическая модель работы транспортной системы НАТФазы и каналов
Вывод уравнения изменения мембранного потенциала
Поведение во времени и потенциала вблизи цитоплазматической мембраны клетки.
Аналитическое исследование системы без диффузионных членов. Идентификация параметров системы.
Экспериментальные данные и результаты моделирования
Исследование пространственновременной динамики в примембранной области клетки водоросли СИага согаПта.
Исследование распределенной системы
Результаты моделирования и экспериментальные факты
Исследование пространственновременной динамики и мембранного потенциала с учетом изменения цитоплазмы.
Модель из трех уравнений
Исследование модели из трех уравнений. Сравнение с
экспериментальными данными.
Обсуждение
Основные выводы ЮЗ
л Приложение I
У У Приложение II
Приложение III
Литература
I
Л
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность


Апробация работы Материалы диссертации докладывались и обсуждались на 2 , i, i, 5 , i, I, той Международной конференции Математика. Компьютер. Образование. Публикации По материалам диссертации опубликовано работ, из них две в рецензируемом российском журнале, две в ежегодном сб. Математика. Компьтер. Образование, 8 в сборниках тезисов российских и международных конференций. Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, пяти глав, содержащих описание методов и результатов работы, обсуждения, выводов, списка литературы. Структурообразование в различных живых системах роль в физиологии. Изучение процессов структурообразования в биологических системах уже давно привлекает внимание исследователей. Под процессом структурообразован ия нужно понимать, например, неравномерное распределение клеток в клеточных культурах, ионных потоков в примембранной области клетки, морфогенов во время клеточного деления. В данной работе будет рассматриваться одни из таких процессов это образование участков зон, различающихся по значениям и трансмембранного потенциала, вдоль внешней поверхности плазматической мембраны живых организмов. В данной главе будут рассмотрены явления неравномерного распределения и потенциала вблизи мембраны клеток i . iv, i, i пыльцевой трубки iiii i ii , , v . ii iv . vi. Также будет рассмотрена роль такого распределения в процессах роста, откладывания различных веществ, и при заражении растений патогенными бактериями и грибами. Наиболее подробно будут рассмотрены процессы возникновения зон и трансмембранного потенциала вдоль мембраны одноклеточных водорослей из семейства i и i . i . При исследовании зрелых особей морской водоросли i было показано, что в нормальных условиях в клетке накапливается карбонат кальция. Физиологическая роль этого процесса пока не ясна. Предполагается i . i . . Было показано i А. СаСОз накапливается в основном в ризоиде и в стебле, небольшая область, близкая к ризоиду и апекс лишены отложений кальция. СаСОз накапливается внутри клетки в областях щелочных зон. vvi М. В клетках i исследовались потоки протонов ионселективным электродом вдоль поверхности клетки в пяти областях рис. Было установлено, что вдоль клетки существуют зоны . Видно, что в апикальной части, где не происходит накопления СаСОз, происходит защелачивание. Таким образом, распределение кальция не совпадает с щелочными зонами, как было принято считать. vvi М. i . . 8. Рис. Профиль вдоль водоросли i . iv. Также в экспериментах измерялись скорости выделения кислорода во время фотосинтеза и дыхания. Было получено, что в различных зонах скорость разная. Чтобы понять механизм такого распределения, и как оно связано с структурами клетки, i . СОг снаружи клетки, который может свободно диффундировать через мембрану клетки. Для того, чтобы исследовать активность карбоновой ангидразы КА, ее ингибировали с помощью специальных агентов и смотрели величину потока выделяющегося при фотосинтезе кислорода пмольсм2с при рН7. Н8. Было показано, что при рН8. Также было установлено, что при рН7. ингибирование КА на выделении кислорода никак не сказывалось. Исходя из полученных данных можно предположить механизм рис. КА. При освещении, в области около ризоида понижается значение . Рис. Возможная схема процессов на мембране клетки i . В апексе и в остальной части стебля события развиваются в другом направлении. Первичное защелачивание среды за счет потока протонов внутрь клетки, приводит к увеличении концентрации , что в свою очередь способствует активации КА. Таким образом, с помощью данных предположений можно объяснить, почему при рН7.