Активность транскрипции генов рРНК у полиплоидных видов пшеницы и их диких сородичей на ранних этапах онтогенеза растений

• Автор: Фатхутдинова, Римма Ахметовна
• Шифр специальности: 03.00.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 132 с. : ил.

Оглавление

Введение
Глава 1. СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ГЕНОВ РИБОСОМНЫХ РНК ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ, ТРАНСКРИБИРУЕМЫХ РНК ПОЛИМЕРАЗОЙ I (Обзор литературы)
1.1. Рибосомные РНК растений и структурная организация кодирующих их генов
1.2. Области рДНК, кодирующие 18Б, 5,8Б и 26Б рРНК растений
и разделяющие их транскрибируемые спейсеры
1.3. Межгенный спейсер рДНК растений
1.4. Метилирование дитозиновых остатков и транскрипция генов
рРНК растений
1.5. Локализация генов рРНК растений и их повторяемость
Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Краткая характеристика объектов исследования
2.2. Определение активности РНК полимеразы I в изолированных
ядрах прорастающих зародышей пшеницы
2.3. Приготовление цитологических препаратов
2.4. Выявление ядрышек после их окрашивания серебром
2.5. Выделение и очистка ДНК растений
2.6. Выделение и очистка рекомбинантной плазмидной ДНК
2.7. Расщепление ДНК рестрикционными эндонуклеазами
2.8. Электрофорез фрагментов ДНК в агарозных гелях
2.9. Блот-гибридизация нуклеиновых кислот по Саузерну
2.10. Радиоактивное мечение рекомбинантной плазмидной ДНК
2.11. Денситометрирование
2.12. Статистическая обработка результатов

2.13. Реактивы и материалы
Глава 3. ТРАНСКРИПЦИОННАЯ АКТИВНОСТЬ ГЕНОВ рРНК УДИ-И ПОЛИПЛОИДНЫХ ВИДОВ ПШЕНИЦЫ И ИХ ДИКИХ СОРОДИЧЕЙ ЭГИЛОПСОВ (Результаты исследований и их обсуждение)
3.1. Активность РНК полимеразы I у ди~, тетра- и гексаплоидных видов пшениц в системе изолированных ядер
3.2. Активность транскрипции генов рРНК у ди- и полиплоидных видов пшениц и эгилопсов, выявляемая путем окрашивания ядрышек серебром
3.3. Особенности метилирования цитозиновых остатков в рДНК диплоидной пшеницы ТгШсит игагЫ и диплоидного эгилопса Aegilops итЪеИиШа
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Пшеница — одна из главных хлебных культур в нашей стране. В связи с проблемой создания новых сортов и искусственных гибридов пшеницы с заданными свойствами необходима детальная оценка геномного материала и определение эффективности его функционирования. Наиболее активно работающей генетической системой можно считать мультигенное семейство, кодирующее рибосомные РНК. Известно, что рРНК может составлять свыше 85% от всей РНК, присутствующей в растительной клетке. Для поддержания такого высокого содержания молекул рРНК требуется большое количество повторов кодирующих их генов и интенсивный процесс транскрипции, регуляция которого осуществляется разными способами. Существование близкородственных растений, сильно различающихся между собой по числу повторов рДНК, заставляет предполагать, что для нормального функционирования клетки достаточно лишь какой-то их части. Таким образом, значительный интерес представляет определение у растений пшеницы доли транскрибирующихся генов рРНК и выяснение соответствующих механизмов, лежащих в основе перевода этих генов в функциональное состояние. Особый интерес эта проблема приобретает в связи с изучением амфидиплоидных и аллополиплоидных растений, состоящих из двух и более разнокачественных геномов, поскольку у них наблюдается дифференциальная экспрессия генов рРНК, приводящая к известному и широко распространенному среди растений эффекту ядрышкового доминирования, молекулярно-генетическая и физиологическая природа которого до сих пор не ясна.
То, что ядрышковые организаторы у мягкой гексаплоидной пшеницы локализованы на 1А, IB, 6В и 5D хромосомах, известно уже давно (Crosby, 1957). Однако на хромосомах 1А и 5D их часто вообще не

малым числом генов рРНК у риса (всего 850 копий на диплоидный геном). По этой же причине, видимо, не удалось и выявить различий в метилировании цитозина в рДНК риса при аэробных и анаэробных условиях прорастания. Аналогичная картина метилирования цитозина обнаружена в рДНК Arabidopsis thaliana, также имеющего всего 570 копий генов рРНК (Pruitt, Meyerowitz, 1986). Эти авторы связывают низкую степень метилирования рДНК с малым числом генов, так как одной из наиболее вероятных причин метилирования считается избыточное количество генов рРНК у растений. Другие авторы, изучавшие метилирование цитозина в рДНК сразу у нескольких видов растений (кабачок, дыня, огурец и репа), пришли к такому же заключению (Scott et al., 1984).
С использованием пяти рестрикционных эндонуклеаз, чувствительных к метилированию цитозина, была изучена рДНК двух линий льна, различающихся по числу генов (Blundy et al., 1987). Выявлена различная степень метилирования повторов рДНК и показано, что часть повторов в обеих линиях полностью нечувствительна к рестриктазе Hpall. Однако, несмотря на различие в числе генов рРНК между этими линиями, несущими 800 и 300 копий на гаплоидную клетку, количество повторов рДНК, имеющих гипометилированный участок узнавания для рестриктазы Hpall, расположенный около 5’-конца пре-рРНК, было приблизительно одинаковым. Если допустить, что именно такие повторы рДНК транскрипционно активны, то это будет косвенно свидетельствовать о некоем количестве в норме функционирующих генов рРНК, необходимых для поддержания требуемого пула молекул рРНК и обеспечения таким образом жизнедеятельности данных растений. Ранее этими авторами было изучено метилирование другого образца льна и обнаружено наличие нескольких участков узнавания рестрикционной эндонуклеазы Hpall, доступных для расщепления (Ellis et al., 1983).