Гетерогенность свойств РНК зерновых культур Андрей Насонов

У нас вы можете скачать книгу Гетерогенность свойств РНК зерновых культур Андрей Насонов в fb2, txt, PDF, EPUB, doc, rtf, jar, djvu, lrf!

Эта система получила название оттр от латинского выражения "omnia теа тесит porto" "все своё ношу с собой" , предложенного академиком А. Спириным для характеристики относительной самодостаточности мРНК [Spirin, ].

В это же время в мировой молекулярной биологии происходят значительные события, связанные с изучением регуляции экспрессии генов на уровне стабильности мРНК: Последнее открытие было увенчано Нобелевской премией по физиологии и медицине за год. Эту премию получили американские исследователи Эндрю Файр и Крейг Меллоу. В настоящее время уже многое известно о молекулярных процессах, лежащих в основе дифференциальной стабильности мРНК эукариот , однако исследования в этом отношении рибосомной РНК находятся в зачаточном состоянии.

Вместе с тем, несомненная роль этой РНК в регуляции экспрессии генов и её значительное количество в клетке делают рРНК наиболее реальным объектом разработок селекционно-значимых методов исследования экспрессии генов. Цель и задачи исследования. Целью работы являлось углубление и расширение исследований природы феномена тождества дифференциального магний-зависимого распада мРНК злаков in vivo и in vitro в системе оттр и обоснование возможностей применения этой системы в качестве принципиальной основы для создания методов оценки важнейших биологических особенностей селекционного материала в селекционно-значимых масштабах.

В соответствии с целями были определены следующие задачи исследования:. Факты, представленные в работе о вариабельности содержания катионов магния в РНК и особенностях изменения при этом стабильности мРНК и рРНК, конкретизируют представления о движущих факторах и молекулярных механизмах распада РНК в системе ommp, и в целом — о механизмах регуляции экспрессии генов в ходе созревания зерна злаков и их адаптации к неблагоприятным условиям среды.

Показано, что такие молекулярно-биологические параметры как количество катионов магния, содержание РНК и ДНК в зрелом зерне, а также электрофоретические особенности рРНК зрелого зерна могут быть использованы для создания метода оценки морозостойкости озимой мягкой пшеницы, отличающегося относительной простотой и способного обеспечить оценку селекционного материала в селекционно-значимых масштабах.

Существенным условием при этом является изучение зерна сравниваемых сортов одного года репродукции и полученных с одного поля одинаковый агрофон. Зрелое зерно озимой мягкой пшеницы является самым оптимальным объектом, позволяющим проводить разработки относительно простых молекулярно-биологических методов оценки селекционного материала озимой мягкой пшеницы по таким признакам, как морозостойкость сортов и технологические свойства зерна.

Материалы диссертации были представлены на: Казань, , VI съезде Российского общества биохимиков и молекулярных биологов Новосибирск, Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов, изложения и обсуждения результатов, заключения, выводов и списка литературы. Работа изложена на страницах, содержит 28 таблиц и 13 рисунков.

Список литературных источников включает наименований, в том числе - зарубежных авторов. Биологически активное вещество фуролан стабилизирует мРНК LKR-SDH в ходе созревания зерна озимой мягкой пшеницы, что сопряжено с увеличением доли фракции запасных белков-глиадинов, аминокислотный состав которых обогащен глутамином, и повышением технологических качеств зерна пшеницы. Экспериментально показана перспективность применения кратковременного щелочного гидролиза РНК проростков для оценки биологиче-сих особенностей пшеницы морозостойкость, фотопериодизм по величине гиперхромного эффекта терминальной поли А -последователь-ности мРНК и степени гидролиза рРНК.

Обнаружено, что имеется сортоспецифическая вариабельность в содержании РНК, ДНК и катионов магния в зрелом зерне озимой мягкой пшеницы и в электрофоретическом спектре его рРНК, коррелирующая с морозостойкостью сортов пшеницы. Предложена гипотетическая молекулярно-биологическая формула морозостойкости озимой мягкой пшеницы, согласно которой морозостойкость прямо пропорциональна стабильности мРНК клетки и обратно пропорциональна стабильности in vivo рРНК и количеству катионов магния в РНК.

Дифференциальная стабильность мРНК играет существенную роль в регуляции метаболизма злаков и является наиболее лабильным звеном оперативной реакции растительного организма на изменяющиеся условия окружающей среды стрессоустойчивость, фотоморфогенез , влияние биологически активных веществ и др. В нашей работе тождество распада мРНК in vivo и in vitro было продемонстрировано на примере ген-специфической мРНК бифермента катаболизма лизина - LKR-SDH лизинкеторедуктазы-сахаропиндегидрогеназы и ген-специфической мРНК убиквитина созревающего зерна обычной и opaque-2 кукурузы.

Эти исследования показали, что снижение стабильности мРНК этого фермента является центральным звеном развития высоколизино-вого синдрома в зерне кукурузы. Дальнейшие исследования в этом направлении на четырех сортах озимой мягкой пшеницы показали, что стабильность мРНК LKR-SDH имеет достоверную сортовую гетерогенность, в том числе и при использовании РНК из зрелого зерна.

Применение зрелого зерна значительно упрощает анализ и открывает новые перспективы исследований в направлении улучшения технологических свойств зерна озимой мягкой пшеницы.

Это, в свою очередь, стимулирует синтез запасных белков , которые очень богаты глутамином, и тем самым способствует повышению количества клейковины.

Нами это было продемонстрировано на примере влияния биологически активного вещества фуролан, которое стабилизирует мРНК LKR-SDH в ходе созревания зерна, усиливает синтез богатых глутамином запасных белков глиадинов и приводит к повышению содержания клейковины. В методическом плане этому способствуют нанобиотехнологические разработки на основе коллоидного золота, которые могут значительно упростить анализ количества ген-специфической мРНК методом ОТ-ПЦР [Богатырёв и др.

Использование системы ommp может служить основой для создания эффективных молекулярно-кинетических РНК-маркёров стрессоустойчиво-сти и фотопериодизма злаков, позволяющих на молекулярном уровне в лабораторных условиях оценивать амплитуду молекулярно-физиологических реакций растительного организма норму реакции.

Это направление исследований по сути ориентировано на создание лабораторных молекулярно-биологических методов районирования сортов культурных злаков. Описанные теоретические предпосылки определяют возможности применения молекулярно-биологических подходов к разработке лабораторных методов оценки биологических особенностей зерновых культур в ходе селекционного процесса, что в перспективе привело бы к существенному развитию теории селекции и предоставило методы отбора по ряду биологических признаков, отличающихся от традиционных методов меньшей трудоёмкостью и большей экономичностью, что позволило бы в конечном итоге ускорить начальные этапы селекции и сократить сроки выведения новых форм злаков.

Однако обнаруженные закономерноти распада мРНК в системе ommp не могут быть использованы в широких масштабах, как того требует селекционная практика, поскольку эти методы трудоёмки и дороги.

Необходимо было найти более простые, но адекватные методы исследования РНК. Поскольку было известно, что факторы внешней среды определяют длину терминальной поли А -последовательности мРНК, нами были предприняты эксперименты по разработке относительно простого метода оценки длины поли А -хвоста суммарной полиаденилированной мРНК на основании ярко выраженных физико-химических особенностей полиадениловой кислоты: В отличие от полиадениловой кислоты, полиуридиловая кислота обладает самой слабой устойчивостью к щелочному гид ролизу и самой низкой величиной гиперхромного эффекта.

Как и предполагалось, кратковременный щелочной гидролиз отсекал терминальную по-ли А -последовательность от молекулы мРНК по Ц пА-последователь-ностям, а возможные "обрывки" полиуридиловой кислоты на сказывались на величине гиперхромного эффекта. Этот метод дал вполне удовлетворительные результаты по оценке морозоустойчивости и фотопериодизма сортов озимой мягкой пшеницы. В ходе этих экспериментов было отмечено, что кратковременный гидролиз рибосомной РНК также давал вполне адекватные результаты, как по морозоустойчивости, так и по фотопериодизму сортов озимой мягкой пшеницы.

При этом было отмечено закономерное выпадение нерастворимых осадков, скорее всего гидрата окиси магния Mg OH 2 х Н20 п. Это наблюдение послужило отправной точкой для изучения содержания катионов магния в РНК, проростках , созревающем и зрелом зерне злаков.

Дальнейшие исследования убедили нас в том, что содержание катионов магния в РНК довольно хорошо коррелирует с общим содержанием этого катиона в золе проростков и, что наиболее важно, в золе зрелого зерна.

Была показана тесная корреляция между морозостойкостью сорта озимой мягкой пшеницы и её морозостойкостью, которая была определена предварительно прямыми методами в отделе селекции и семеноводства пшеницы КНИИСХ им. Чем выше было содержание катионов магния в зерне, тем ниже морозостойкость. Дальнейшие исследования показали, что среднеморозостойкие сорта озимой мягкой пшеницы достоверно отличаются от высокоморозостойких сортов содержанием РНК и ДНК в зрелом зерне.

Слабоморозостойкие сорта таюке как и высокоморозостойкие имели высокое содержание нуклеиновых кислот в зрелом зерне, но отличались от последних не только уровнем содержания катионов магния, но и электрофоретическим спектром рибосомной РНК зрелого зерна.

Таким образом, комплекс относительно простых методов: В целом, полученные результаты свидетельствуют о том, что норма реакции растительного организма на изменения условий окружающей среды на молекулярном уровне выражается в изменении количества и качества стабильности РНК в клетках зерновых культур. Особенно интересна и полезна в этом отношении долгоживущая РНК зрелого зерна, основная часть которой представлена некодирующей рРНК.

К настоящему времени усилиями мировой молекулярной биологии стало ясно, что множество транскрибируемых последовательностей в течение ряда лет оставалось незамеченным.

Оказалось, что нкРНК выполняют множество функций с использованием не известных ранее механизмов: Они вовлечены в трансляцию и её регуляцию, в процессинг и модификацию рибосомных РНК, в защиту от вирусных инфекций и мутагенной активности мобильных генетических элементов, а также в ряд других процессов.

РНК потеснили белки на их пьедестале главных молекул, обеспечивающих жизнедеятельность клеток Макаров и Крамаров, Становится всё более очевидной роль РНК в регуляции основного биологического феномена - взаимодействия "генотип-среда". Обнаружение длинных полиаденилированных нкРНК Макаров и Крамаров, теоретически объясняет молекулярный механизм тождественности магний-зависимого распада РНК in vivo и in vitro, отражающего как генетические особенности организма, так и его физиологическое состояние, что позволяет в относительно простых экспериментах оценивать норму реакции растительного организма на молекулярном уровне.

Фундаментальные исследования в этом направлении позволят эффективно использовать познание молекулярных механизмов регуляции экспрессии генов растений в разработке новых методов оценки биологических свойств селекционного материала. Корма, комбикорма, комбикормовое сырьё атомно-адсорбционный метод определения содержания магния. Дэвидсон; перевод с англ. При покупке в этом магазине Вы возвращаете на личный счет BM и становитесь претендентом на приз месяца от BookMix. В контексте мировых достижений в изучении молекулярных основ регуляции экспрессии генов на уровне стабильности РНК в монографии обобщены результаты исследований молекулярных механизмов эффекта взаимодействия "генотип-среда", полученные за последние 10 лет лабораторией молекулярной биологии Краснодарского научно-исследовательского института сельского хозяйства им.

Лукьяненко при исследовании влияния генотипов линий, сортов и различных факторов внешней среды на стабильность мРНК и рРНК проростков, созревающего и зрелого зерна кукурузы и пшеницы. Изучены молекулярные основы действия синтетического биологически активного вещества фуролан.

На основе полученных данных о качественных и количественных аспектах динамики мРНК и рРНК проростков и зрелого зерна рассматривается возможный молекулярно-биологический механизм морозоустойчивости озимых сортов мягкой пшеницы, и предлагается перспектива молекулярно-биологической разработки простых лабораторных методов оценки морозостойкости Предложений от участников по этой книге пока нет. Хотите обменяться, взять почитать или подарить? Для регистрации на BookMix. Подробнее об акции [x].

Я читал эту книгу.

© Крушина - дерево хрупкое Валентин Сафонов 2018. Powered by WordPress