Особенности структурной организации митохондриального генома высших растений

• Автор: Мардамшин, Айрат Габидуллович
• Шифр специальности: 03.00.12
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 255 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

1. Обзор литературы

1.1. Общая характеристика митохондрии

1.2.Митохондрии растительной клетки при стрессе

1.3.Особенности митохондрий растений

1.4.Происхождение митохондрий

1.5.Митохондриальный геном растений

1.5.1. уклеотидный состав митохондриальной ДНК

1.5.2. Ргзмер митохондриального генома

1.5.3. Содержание митохондриальной ДНК

1.5.4. Гстсрогснность митохондриальною генома
1.5.4.1.Кольцевые молекулы митохондриальной ДНК
1.5.4.2. Рибонуклсотиды в митохондриальных ДНК животных
1.5.4.3. Плазмидородобные ДНК
1.5.4.4.Модели организации митохондриального генома растений
1.5.4.5.Короткие повторы в митохондриальной ДНК
1 .б.Межорганеллльный перенос генов
1.6.1. П реиос последовательностей ДНК из митохондрий в ядро
1.6.2. Перенос ДНК из ядра в митохондрии
1.6.3. Перенос последовательностей хлоропластной ДНК в митохондриальную ДНК
1.7.Генетичсский код митохондрий
1.8.Митохондриальные гены растений
1.9. Химерные гены
1 Нитроны в митохондриальных генах растений
1 Транскрипция РНК
1 Редактирование РНК
2. Материалы и методы
2.1 .Объект исследования
2.2. Выделение митохондриальной ДНК
2.3.Расщепление митохондриальной ДНК рестрикционными эндонуклеазами
2.4.Фракционированне митохондриальной ДНК в агарозном геле
2.5.Фракционирование митохондриальной ДНК в полиакриламидном
2.6.Электроэлюция высокомолекулярной митохондриальной ДНК из
агарозного геля
2.7.Элюция ДНК из агарозного геля методом замораживания
оттаивания
2.8.Элюция ДНК из полиакриламидного геля
2.9.Дотблот гибридизация ДНК на нейлоновых фильтрах
2 Блотгибридизация ДНК па нитроцеллюлозных фильтрах
2 Выделение плазмид и клонированных ДНК
2 Клонирование ДНК в плазмидах
2 Получение библиотеки митохондриальных генов
21. Получение рекомбинантных клонов
22. Отоор бляшек
23. Выделение ДНК фага X
2. Анализ низкомолекулярных ДНК методом малоуглового рентгеновского рассеяния
2. Определение содержания фитогормонов в каллусных тканях
21 Экстракция, очистка и концентрирование гормонов
22. Твердофазный иммуноферментный анализ
2 Цитологическая характеристика каллусных тканей
20пределенис конформации низкомолекулярных митохондриальных ДНК с помощью 1 и Ва1 нуклеаз
2 Анализ низкомолекулярных митохондриальных ДНК с помощью люминесцентной микроскопии
3. Экспериментальная часть
3.1.Одноцепочечные кольцевые ДНК в митохондриях гороха посевного
3.2.Митохондриальный геном гороха посевного и кормовых бобов
при длительном культивировании i vi
3.3.Рибонуклеотиды в митохондриальных ДНК высших рас гений
3.4.Митохондриальный геном гороха посевного при солевом стрессе
и аноксии
3.5.Метилирование митохондриальной ДНК гороха посевного
3.6.Картирование митохондриального генома гороха посевного
Заключение
Выводы
Список литературы


Известно, что содержание митохондрий в клетках растений различного типа сильно варьирует i, i, . Поэтому результаты расчетов содержания мтДНК в отдельной митохондрии и числа копий митохондриального генома в расчете на клетку являются достаточно условными. В семействе тыквенных мгДПК дыни составляет тотальной ДНК. В то время как у пшеницы и гороха эта величина не превышает 0,5. Число копий митохондриального генома растений, исходя из расчета, что содержание ДНК диплоидной клетки составляет 1,9 пикограмм I . . Г.К. Лампа и А. Дж. Бендич , i, получили сходные результаты. По их данным, количество копий мтДПК в кончике корня гороха не менее 0. В митохондриях млекопитающих эта величина выше и составляет около 0 копий . Митохондриальный геном растений имеет ряд особенностей, отличающих его от митохондриального генома млекопитающих. Вопервых, это большой размер. Как упоминалось в разделе. ЗДегоГГ, . Вовторых, если митохондриальный геном млекопитающих представлен гомогенной популяцией кольцевых молекул ДНК одного размера, то в митохондриях одного и того же вида растений встречаются кольцевые и линейные молекулы различного размера содержание кольцевых ДНК незначительно См. Втретьих, у некоторых видов растений но не у всех в данном геноме присутствуют кольцевые иили линейные молекулы ДНК небольшого размера, получивших обозначение плазмидо или эписомоподобные ДНК. В четвертых, рестрикционные профили препаратов мтДНК растений отличаются нсэквимолярностью, т. ДНК, имеющие меньший размер, могут быть представлены большим количеством копий. В пятых, в митохондриальной ДНК растений встречаются последовательности хлДНК Ыем1оп, . Р.Колоднер и К. Тсвари Ко1ос1псг. Тесал, показали наличие кольцевых молекул в препаратах мтДНК гороха, полученные путем осмотического шока митохондрий, а также в препаратах депротеи визированной ДНК. Электронномикроскопический анализ этих препаратов обнаружил наличие двух дискретных классов ДНК размером около и тпн. Однако эти результаты не воспроизводились другими авторами. Так, Г. Н.Эйснер не наблюдала кольцевых молекул в препаратах ДНК гороха, полученных фенольным, щелочным и цезиевым методами выделения. ДНК в буферы добавляли бромистый этидий,. ДНК, были обнаружены кольцевые ДНК размером 1,5 и 35 тпн. Размер самых больших молекул, выделенных с использованием бромистого этидия, составил 0 тпн. У разных видов растений наличие кольцевых молекул мтДНК было продемонстрировано только при использовании цезиевого, а не ДНКазного метода выделения. В последнем случае фракция митохондрий, полученная в результате дифференциального центрифугирования, обрабатывалась ДНКэой 1 для удаления примесей ядерной и хлоропластной ДНК. Ф.Квитаер и Ф. Ведел i V, продемонстрировали наличие небольшого количества кольцевых молекул в митохондриях i iv, ii iv и в митохондриях каллусной ткани . Ф.Фонтариау и Дж. ХернандесЯго , , нашли кольцевые формы митохондриальной ДНК, варьирующие от 0,3 до мкм, у четырех видов цитрусовых. Среди кольцевых молекул цитрусовых не было распределения на дискретные классы, наблюдавшиеся у других видов растений. Кольцевые молекулы мтДНК сои можно было распределить на 7 дискретных классов 5. Необходимо отметить, что молекул мтДНК сои находились в линейной форме i а У фертильной кукурузы наблюдали 7 дискретных классов ДНК, варьирующие от до 6 тпн vi . Эти же авторы наблюдали другое распределение кольцевых ДНК у кукурузы с признаком цитоплазматической мужской стерильности. Суперспирализованные кольцевые мтДНК были установлены у культивируемых i vi клеток i, ii , ii i, i, i, vi, , , i, , . Выход суперспирализованных ДНК из культуры ткани iiапа был в 5 раз меньше, чем линейных.