Участие аквапоринового гомолога aqpZ в реакции цианобактерии Synechocystis на гиперосмотический стресс

• Автор: Шапигузов, Алексей Юрьевич
• Шифр специальности: 03.00.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 91 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ

ПОСТАВЛЕННЫЕ ЗАДАЧИ

ГЛАВА 1. ОБЗОР .ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1 Уникальная роль вода в живой системе . Обнаружение

ВОДОСПЕЦИФИЧЕСКИХ КАНАЛОВ

Некоторые структурные особенности воды.

Транспорт воды в живой системе.

Открытие первых аквапоринов

Измерение водной проводимости мембран.1О

Многообразие субстратов аквапоринов.
1.2 Строение аквапориноз
Третичная структура аквапоринов.
Четвертичная структура аквапоринов.
Структура водной поры.
1.3 Многообразие аквапоринов
Аквапорины растений.
Лквапорины млекопитающих
Бактериальные аквапорины
1.4 Регуляция работы аквапоринов
Транскрипционная регуляция аквапоринов
Фосфорилирование аквапоринов
Деградация аквапоринов
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2 .1 Штаммы цианобактерий.
2 .2 Создание рекомбинантного штамма
2.3 трансформация клеток цианобактерий
2.4 Условия культивирования.
2 .5 измерение цитоплазматического объема клеток
2.6 ИЗМЕРЕНИЕ активности фотосистемы II
2 .7 измерение активности фотосистемы 1.
2.8 Выделение РНК
2.9 МИКРОКСМПЛЕКТНЫЙ АНАЛИЗ ЭКСПРЕССИИ ГЕНОВ I
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
З . 1 ПРЕДСКАЗАНИЕ СТРУКТУРЫ ПРОДУКТА ГЕНА
3.2 ГИПЕРОСМОТИЧЕСКИЙ СТРЕСС ОТНОСИТЕЛЬНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ЦИТОПЛАЗМАТИЧЕСКОГО ОБЪЕМА КЛЕТОК АР МУТАНТА И ДИКОГО ТИПА.
3.3 ГИПЕРОСМОТИЧЕСКИЙ СТРЕСС ИЗМЕНЕНИЯ АКТИВНОСТИ ФОТОСИСТЕМ В
КЛЕТКАХ МУТАНТА АОР. И ДИКОГО ТИПА
3. 4 ФЕНОТИПИЧЕСКАЯ МАСКИРОВАННОСТЬ МУТАЦИИ В ГЕНЕ АОРг ПРИ
СТАНДАРТНЫХ УСЛОВИЯХ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ.
3.5 ГИПЕРОСМОТИЧЕСКИЙ СТРЕСС ИЗМЕНЕНИЯ ГЕННОЙ ЭКСПРЕССИИ 3 КЛЕТКАХ АОРг МУТАНТА И ДИКОГО ТИПА
ЗАКЛЮЧЕНИЕ с
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


В настоящем исследовании роль аквапоринов в условиях гиперосмотического стресса была изучена на цианобактерии i РСС , геном которой содержит единственный ген, гомологичный аквапориновому , Для этого был создан мутантный штамм, содержащий делению в гене . В результате исследований влияния мутации на изменение клеточного объема, интенсивности фотосинтеза и генной экспрессии в стрессовых условиях было показано, что продукт гена играет важную роль в реакции клеток i на гиперосмотичсский стресс. Изучение роли продукта гена пресноводной цианобактерии i . РСС в клеточном ответе на гипсросмотический стресс. Создание мутантного штамма i с инактивированным геном аквапорина. Исследование вклада в грансмембранный перенос воды у i i viv. Определение роли продукта гена в реакции клетки i на гипсросмотический стресс. Изучение влияния делеции гена на генную экспрессию в условиях гипсросмотического стресса. ГЛАВА 1. Уникальная роль воды в живой системе. Вода наиболее распространенное химическое соединение на Земле. Это единственное вещество, существующее в природных условиях нашей планеты во всех агрегатных состояниях. Вода универсальный растворитель, способный растворять как ионные, так и ковалентные соединения. Множество химических и преобладающее большинство биохимических реакций может протекать только в водном растворе. Часто вода служит катализатором химических превращений, не говоря уже о том, что она участвует в них в качестве реагента. На фоне гомологического ряда соединений VI группы периодической таблицы, Н, Не, Н2Те и т. Это аномально высокие температуры плавления и кипения, а также аномальные теплопроводность, вязкость, диэлектрическая проницаемость и другие характеристики. Некоторые из перечисленных свойств объясняются способностью воды образовывать межмолекулярные водородные связи. Природа этих связей, в общих чертах, такова. Изза значительной разницы в электроотрицательности атомов водорода и кислорода элеюронная плотность молекулы воды сильно смещена к кислороду. В связи с этим, а также благодаря своей топологии, молекула сильно поляризована. Атому водорода, несущему частичный положительный заряд 5, оказывается энергетически выгодно погружаться в электронную оболочку соседних электроотрицательных атомов X8. При этом образуется водородная связь Н0Н8 X8. Положение протона на линии, соединяющей два электроотрицательных атома, не фиксировано, и водородную связь можно представить в виде НОгН Щ Х8. Водородные связи между молекулами существуют в жидкой и в твердофазной воде. Во втором случае молекулы выстраиваются в сложную трехмерную решетку, по плотности упаковки значительно уступающую жидкой воде. При плавлении льда пространство между узлами решетки заполняется молекулами воды. Есть веские основания полагать, что короткоживущие льдоподобные структуры сохраняются и в жидкой воде при высоких температурах. Вода составляет колоссальную долю биомассы нашей планеты, и жизнь на Земле без нее невозможна. Развивающийся биологический организм постоянно теряет воду и восполняет ее потери. Все его существование неразрывно связано с транспортом воды. Так, в высших растениях вода поглощается корнями и испаряется через устьичный аппарат листьев. В теплую сухую погоду вся вода листа целиком обновляется за один час. Для транспорта водных растворов многоклеточные организмы выработали специализированные ткани, в которых поток воды не встречает на своем пути препятствий. Тем не менее, важнейшей составляющей водного транспорта является его сообщение с внутриклеточной средой. На своем пути вода должна преодолеть биологические мембраны Тусгшап с1 а1. Способность контролировать перемещение воды внутрь или наружу имеет для клетки первостепенное значение. Клеточные мембраны представляют собой чрезвычайно сложные избирательные фильтры, регулирующие транспорт ионов, органических веществ и воды. В настоящее время представления о строении и функциях мембран стремительно расширяются Сйпврсек е Открыты многочисленные семейства трансмембранных белковпереносчиков и во многом изучены их свойства. Прогрессу в исследованиях серьезно способствовало развитие методов клонирования и генной инженерии.