Структурно-функциональные изменения клеток корней пшеницы в условиях окислительного стресса

• Автор: Дмитриева, Светлана Анатольевна
• Шифр специальности: 03.00.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 120 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Окислительный стресс. Митохондрии в условиях окислительного стресса

1.1.1. Токсические эффекты АФК

1.1.2. Изменения метаболизма растительной клетки в условиях окислительного стресса

1.1.3. Митохондрии в условиях окислительного стресса

1.2. Роль АФК при гибели клеток. Разные типы непрограммируемой и программируемой гибели клеток в растениях.

1.2.1. Роль АФК в индукции клеточной смерти.

1.2.2. Непрограммируемая клеточная смерть клеток

1.2.3. Программируемая клеточная смерть клеток
1.3. Структурно функциональная организация клеток корня
Заключение к Обзору литературы.
Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1. Объекты исследования
2.2. Методы исследования.
2.2.1. Исследование роста проростков
2.2.2. Определение генерации супероксидного анион радикала.
2.2.3. Определение содержания перекиси водорода.
2.2.4. Определение интенсивности ПОЛ
2.2.5. Определение интенсивности потребления кислорода
2.2.6. Определение проницаемости плазмалеммы корневых
клеток для ионов калия
2.2.7. Определение изменения инкубационного раствора.
2.2.8. Окрашивание и фиксация цитологических препаратов.
2.2.9. Определение жизнеспособности клеток, митотического
индекса и количества аномальных анафаз.
2.2 Определение мембранного потенциала митохондрий
2.2 Исследование ультраструктуры клеток.
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ.
3.1. Окислительный стресс и гибель клеток при действии параквата
3.2. АФК и протонопосредованное действие салициловой кислоты на рост и ультраструктуру клеток.
3.3. Структурнофункциональные изменения клеток корней при действии
ионов 1Л.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Работа проводилась в рамках исследований по плану НИР лаборатории окислительновосстановительного метаболизма КИББ КазНЦ РАН Функционирование апопластных и внутриклеточных окислительновосстановительных систем растительных клеток Ж . РФФИ 3, грантом президента РФ для поддержки ведущих научных школ Ж НШ4. Апробация работы. II школе им. Н.М. x i , i, , международной конференции ii , i, , VI Съезде общества физиологов растений Современная физиология растений от молекул до экосистем Сыктывкар, , IV съезде Российского общества биохимиков и молекулярных биологов Новосибирск. Липиды и оксилипины растений Казань, . КИББ КНЦ РАН , , , . Публикации. Глава 1. Окислительный стресс. Усиление продукции АФК под влиянием экзогенных и эндогенных факторов иили вследствие недостаточности систем антиоксидантиой защиты может приводить к развитию окислительного стресса. Последний выражается в устойчивом нарушении баланса про и антиоксидантных процессов и смещения их в сторону преобладания первых, вызывая разнообразные цитотоксичсскне повреждения , . Считается, что центральную роль в реализации повреждающего действия окислительного стресса играет гидроксильный радикал Дурнев, Середсшш, . Являясь наиболее мощным окислителем в биологических системах, он повреждает все известные типы макромолекул, в том числе элементы клеточной стенки, и вызывает образование вторичных радикалов Горшкова, . Анализ влияния АФК на молекулы белков показал, что наиболее часто при этом повреждаются участки, содержащие остатки пролина, наиболее чувствительные к повреждающему действию гидроксильного радикала, а также гистидиновые и аргпниновыс остатки, которые часто связаны с переходными металлами катализаторами продукции гидроксильного радикала. Среди наиболее серьезных и значимых последствий свобод Еще одним следствием воздействия АФК на белки является повышение их чувствительности к протсолизу v . Нарушение структуры и функций белков неизбежно приводит к нарушениям нормального функционирования сигнальных каскадов клетки. Однако, несмотря на огромную значимость белков для жизнедеятельности клетки, основные негативные последствия окислительного стресса ассоциируются с ПОЛ Владимиров, Арчаков, Дурнев, Середенин, . Клеточные мембраны примерно наполовину состоят из липидов, жирнокислотные цепи которых содержат большое количество сопряженных двойных связей. Эти ненасыщенные молекулы являются мишенью для действия АФК, несущих свободный электрон. Таким образом, различные АФК являются донорами электронов, которые активируют жирнокислотные радикалы в области сопряженных двойных связей и способствуют присоединению к ним кислорода, что приводит к образованию гидроперекисей. Важной особенностью перекпеного окисления липидов, описанной Ю. А. Владимировым и А. И. Арчаковым . Последствия перекисного окисления мембранных липидов без преувеличения губительны для клетки. Образующиеся гидроперекиси нарушают регулярную упаковку мембранных липидов и вызывают неконтролируемое увеличение проницаемости клеточных мембран. В силу быстро распространяющихся ценных реакций перекисного окисления клетка, как правило, не успевает репарировать быстро нарастающие дефекты, приводящие к гибели клетки . В результате ПОЛ возникают цитотоксичсскне соединения, среди которых наибольшую опасность представляют альдегиды, инактивирующие ферменты за счет образования белковых сшивок. Структурные повреждения мембранных липидов неизбежно влекут за собой нарушение структуры и функций белков, обеспечивающих клеточный гомеостаз, функционирование и целостность генетических структур. При перекисном окислении липидов, окружающих СаАТФазу, структура ее компонентов нарушается, и ионы кальция начинают беспрепятственно транспортироваться в сторону меньшей концентрации Владимиров, Ритов, . Способност ь АТФазы гидролизовать АТФ сохраняется, но кальций не накачивается, а наоборот, начинает выходить из ретикулума, и ионный насос превращается в ионный канал.