Генетический контроль реакций фотосинтеза у ядерных мутантов гороха

• Автор: Божок, Галина Владимирована
• Шифр специальности: 03.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 186 c. : ил

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Характеристика пластидного генома.

1.2. Исследование фотосинтетических мутантов

1.2.1. Идентификация ядерных генов, влияющих

на активность сЮ П

1.2.2. Идентификация ядерных генов, определяю

. щих активность Ю I

1.2.3. Идентификация лластидных генов, определяющих активность 4С I или ФС П.

1.2.4. Идентификация ядерных генов, контролирующих обе фотосистемы

1.2.5. Овнаружение ядерных генов, контролирующих транспорт электронов между фотосистемами

1.2.6. Обнаружение мутаций, блокирующих энер

. . . гообразовательную функцию
1.2.7. Генетический контроль реакций, связан
. . ных с восстановлением НАДФ.
1.2.8. Мутации, фенотипическое проявление которых зависит от влияния внешней среды.
1.2.9. Выявление мутаций, ведущих к повышению активности фотохимических реакций
2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
2.1. Объект исследования
2.2. Метод регистрации послесвечения
2.3. Метод электронного парамагнитного резонанса.
2.4. Методы, характеризующие реакции электронтранс
портной цепи хлоропластов
Стр.
2.5. Определение содержания цитохромов.
2.6. Определение фиксации СО и продуктов фотосинтеза
2.7. Определение активности карбоксилируюцих ферментов
3. ГЕНЕТИЧЕСКАЯ И ФЕНОТИПИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МУТАНТОВ ГОРОХА
3.1. Анализ расщепления в потомстве гетерозиготных линий гороха
3.2. Исследование аллелизма у пятихлорофильных мутантов
3.3. Количественная характеристика растений, гете
розиготных по хлорофильным мутациям
3.4. Исследованиямикроскопического строения хлоро
. . пластов
3.5. Содержание хлорофильных пигментов и их спектральная характеристика
3.6. Обсуждение полученных результатов
4. ИССЛЕДОВАНИЕ УГЛЕРОДФИКСИРУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИУ МУТАНТОВ ГОРОХА .И ИХ ИСХОДНЫХ ФОРМ.
4.1. Исследованиескорости фиксации углекислого
4.2. Включение меченого углерода в низкомолекулярные продукты метаболизма
4.3. Активность карбоксилирущих ферментов и параметры стабильности и температурной активности
РДФК.
4.4. Обсуждение полученных результатов.
5. ФОТОХИМИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ И С0ДЕРШШ ЦИТОХРОМОВ
У. МУТАНТОВ ГОРОХА И ИХ ИСХОДНЫХ СОРТОВ
5.I. Замедленная флуоресценция нативных листьев и
хлоропластов
5.2. Исследование скорости восстановления феррицианида, НАДФ и пластоцианина.
5.3. Светоиндуцированные редокспревращения эндогенного пластоцианина.
5.4. Исследование сигналов электронного парамагнитного резонанса ОПР.
5.5. Светоиндуцированные редокспревращения цитохрома .
5.6. Спектральные характеристики цитохромов хлоропластов мутантов гороха и их исходных сортов.
5.7. Количественное определение содержания цитохромов.
5.8. Обсуждение полученных результатов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУР А.
ВВЕДЕНИЕ


У высших растений между генами Б и 5 в рРНК существует интрон, размером 3 нуклеотида, кодирующий РНК 4,5 э, ассоциирующей с б рибосомальнои субъединицей 3,но функция которой еще не известна. У хламидомонады выявлено наличие между генами б рРНК и б рРНК области, с которой транскрибируются гены 7б и 3 б РНК. Кроме того, гены 5 рРНК прерываются инвертированной последовательностью в 0 пар оснований 9, 4. Гены б и 5 рРНК отделены друг от друга спейсером, длина которого различается у разных видов, а гибридизация соответствующих тРНК с данной областью пластидной ДНК позволила локализовать в этом сайте определенные тРНК. Помимо этой области гены тРНК локализованы в двух уникальных областях хлоропластного генома. В настоящее время на карте хлоропластной ДНК шпината локализован ген, кодирующий тРНК различных аминокислот, причем генов, соответствующих различным аминокислотам, были определены в большой уникальной последовательности. У кукурузы на хлоро пластной ДНК локализованы генов идентифицированных тРНК, из них 9 генов локализованы в большой уникальной области. У эвглены из локализованных хлоропластных тРНК 7 также расположены в большой уникальной области , 9, 4. Были определены нуклеотидные последовательности ряда хлоропластных тРНК. ТЧЦГ последовательностью, которая характерна для нехлоропластных тРНК . Отмечается очень высокая степень гомологии между прокариотическими и хлоропластными тРНК, а также между тРНК, выделенными из хлоропластов различных видов высших растении. Это предполагает стабильность первичной структуры тРНК во время эволюции. В то же время между тРНК хлоропластов эвглены и хлоропластной ДНК высших растений отмечалась очень слабая гибридизация 9,что может свидетельствовать о различии нуклеотидных последовательностей в первичной структуре эвглены и высших растений. Формирование структуры хлоропластов при освещении растений связано с биосинтезом специфических хлоропластных белков. Из известных тилакоидных полипептидов, функционирующих в фотосинтезе, как установлено в настоящее время, девять кодируются хлоропластной ДНК, и синтезируются на хлоропластных рибосомах, а семь кодируются ядерной ДНК, синтезируются на цитоплазматических рибосомах, а затем переносятся в хлоропласт 9. Показано также, что образование некоторых белков находится под двойным ядернохлоропластным контролем. Это сложные белки, состоящие из нескольких субъединиц,причем часть субъединиц синтезируется в цитоплазме, а часть в хлоропластах. Объединение их в активный комплекс происходит в хлоропласте. Кроме сложных белков двойной контроль может осуществляться на уровне преобразования синтезированного белкапредшественника в собственно мембранный белок. Примером такого полипептида является тилакоидный белок килодальтона КД, который входит в комплекс ФС Л , 9. Причем, вначале образуется белокпредшественник с большей молекулярной массой. Биосинтез предшественника идет на хлоропластных рибосомах, считывание его происходит с мРНК пластид, а кодирующий его ген локализован на хлоропластной ДНК , 9, НО, 7, 3, 9. Действие гена не проявляется в пропластидах и этиохлоропластах,но при освещении происходит активация фитохромной системы и индуцируется экспрессия этого гена. При этом отмечается резкое увеличение активности пластидной РНК полимеразы. Преобразование белкапредшественника ,5 КД в тилакоидный полипептид КД и встраивание его в мембрану находится под контролем ядерных генов 4. Так показано, что белок КД отсутствует у ядерных мутантов , , , 2, 4. Возможной причиной этого может быть дефект ядерного гена, ответственного за преобразование белкапредшественника. Он локализован в области большой уникальной последовательности около одного из инвертированных повторов. Нуклеотидная последовательность этого гена установлена для шпината и табака 4, 8. Гены этих двух видов обладают гомологии друг к другу и определяют 3 аминокислотных остатка. Причем молекулярный вес белкапредшественника, определенный в этих экспериментах, оказался равен 0 дальтон, что значительно больше, чем оценивалось ранее по гельэлектрофоретическому анализу. Одной из выявленных особенностей этого белка является то, что он не содержит лизиновых остатков и гидрофобных аминокислот.