Изучение высокопроницаемой поры в митохондриях растений в условиях стресса

• Автор: Павловская, Наталья Сергеевна
• Шифр специальности: 03.00.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 179 с. : ил.

Некоторые из синтезирующихся при этом белков проявляют криопротекторные свойства антифризные белки другие позволяют растениям перенести обезвоживание белкидегидрины третьи белкишапероны участвуют в процессе закаливания и, наконец, разобщающие белки способствуют переходу митохондрий в низкоэнергетическое состояние и термогенезу растений. Роль температуры как экологического фактора, к изменению которого постоянно вынужден приспосабливаться организм, заключается в воздействии на скорость большинства биологических процессов от отдельных биохимических и физиологических реакций до поведенческих реакций на уровне организмов и популяций Озернюк, . Особенно чувствительными к действию гипотермии являются клеточные мембраны, такие как плазмалемма, мембраны хлоропластов и митохондрий. Замерзание воды внутри клеток всегда приводит к немедленной их гибели вследствие разрушения мембран образующимися в протоплазме кристаллами льда Левитт, . Внутриклеточное образование льда предотвращается оттоком воды во внеклеточные центры льдообразования, но в этом случае возникает опасность обезвоживания клетки. Именно поэтому озимые злаки обычно повреждаются вследствие образования внеклеточного льда, обезвоживания, вызванного замерзанием, или комбинации обоих факторов Асахина, Левигг, . В связи с этим озимые формы растений для нормальной перезимовки и перехода к генеративным фазам должны пройти стадию закаливания. Низкая температура является необходимым фактором закаливания травянистых растений, под действием которой в их метаболизме происходят различные изменения, совокупность которых придает растениям устойчивость к образованию льда. Закаливание травянистых растений происходит в три фазы КасперскаПалач, , причем во время первой фазы наблюдаются такие изменения метаболических процессов, как гидролиз крахмала, накопление редуцирующих сахаров в узлах кущения, накопление аминокислот и водорастворимых белков. Узлы кущения озимых злаков наиболее устойчивы к действию низких температур. Считается, что первая фаза закаливания связана с остановкой роста. Прекращение растяжения клеток приводит к уменьшению гидратации ткани и может снижать вероятность образования внутриклеточного льда и повышать морозостойкость растений, даже в отсутствии других факторов закаливания КасперскаПалач, . Первая фаза закаливания создает условия для успешного прохождения второй фазы. Действие отрицательных температур во время второй фазы закаливания не сводится только к обезвоживающему действию. Эта фаза, повидимому, связана с некоторыми метаболическими процессами, которые протекают при отрицательных температурах. Действующими агентами во время этой фазы являются обезвоживание, которое вызывает сближение молекул, и низкая температура, которая вызывает уменьшение их теплового движения Туманов, Левигг, . В результате в протопласте создаются условия, которые обеспечивают высокую проницаемость протопласта для воды, выносливость его к обезвоживанию и к механическим деформациям Туманов, . Другими метаболическими изменениями, которые также являются специфическим ответом растительных тканей на понижение температуры среды, являются превращения липидов и фосфолипидов КасперскаПалач, . Липидное окружение белков в клеточных мембранах играет важную роль в поддержании определенной конформации ферментов, в обеспечении их связи с субстратом. Падение содержания липидов ниже критического уровня может привести к потере активности ферментов. Изменение состава и соотношения тех или иных жирных кислот, определяющих степень вязкости мембраны, может происходить при участии нескольких механизмов вопервых, это изменение типов жирных кислот в момент их синтеза и включение в молекулы фосфолипидов вовторых, это изменение числа двойных связей в молекулах жирных кислот втретьих, это активация и инактивация ферментов, катализирующих превращение одних типов жирных кислот в другие и, наконец, вчетвертых, это изменение локализации тех или иных жирных кислот в составе мембраны Озернюк, . Эти изменения имеют большое значение для поддержания гомеостаза вязкости мембран Хочачка, Сомеро, . Изменение состава жирных кислот при акклимации к низким температурам способствует сохранению необходимой вязкости как клеточных, так и митохондриальных мембран Озернюк, .