Переход к основной странице * К списку спецкурсов

Регуляторные системы растений.

Лекции читает проф. О.Н. Кулаева

Введение.

Системы восприятия и передачи внутренних и внешних сигналов у растений как основа регуляции онтогенеза и реакции растений на внешние условия. Уровни регуляции физиологических процессов у растений: организменный, тканевой, клеточный. Регуляторные системы мембранного, генного, трансляционного и ферментативного уровней.

Генетический аппарат растительной клетки и регуляция его активности.

Специфика организации и функции ядерного, хлоропластного и митохондриального геномов. Регуляция экспрессии генов на транскрипционном и посттранскрипционном уровнях, включая трансляцию и посттрансляционную модификацию белков.

Ядерный геном. Роль ядерного генома в регуляции онтогенеза растений. Ядерно-цитоплазматические взаимодействия. Трансvфакторы растительных клеток. Гены, контролирующие эмбриогенез, формирование и покой семян, прорастание семян, вегетативный рост, цветение, плодоношение, старение и смерть растений.

Хлоропластный и митохондриальный геномы. Гены хлоропластного и митохондриального геномов, регуляция их экспрессии. Полуавтономность хлоропластов и митохондрий в растительной клетке. Ядерно-хлоропластные и ядерно-митохондриальные взаимодействия в биогенезе органелл. Двойное подчинение ядерному и органельному геномам всех функциональных ансамблей органелл. Транспорт белков ядерного кодирования, синтезированных в цитоплазме, в хлоропласты, митохондрии и другие органеллы растительной клетки.

Гормональная система растений.

История открытия, основные представители. Особенности их регуляторных функций. Взаимодействия гормонов в регуляции физиологических программ растений.

Формирование гормональной системы растений. Биосинтез, конъюгация, деградация фитогормонов. Транспорт гормонов по растению.

Трансформанты и мутанты с изменениями в гормональной системе. Мутанты и трансформанты с измененным биосинтезом фитогормонов, их метаболизмом или чувствительностью клеток к фитогормонам. Изменения гормональной системы растений с помощью Agrobacterium thumefaciens и A.risogenes. Хозяйственно ценные генотипы, созданные на основе изменений в гормональной системе растений. Гены, определившие "зеленую революцию".

Восприятие, передача и реализация гормональных сигналов. Рецепторы фитогормонов мембранного и ядерного уровня действия. Вторичные посредники и протеинкиназа в передаче гормонального сигнала. Гормональная регуляция экспрессии генома. От гена до признака.

Новые группы фитогормонов. Брассиностероиды, жасмоновая кислота, салициловая кислота, олигосахарины, регуляторные пептиды. Их регуляторные функции, подходы к выяснению механизма их действия.

Световая регуляция жизнедеятельности растений.

Регуляция жизнедеятельности растений светом не через фотосинтез: фитохромная система (фитохромы А,В,С,Д,Е). Гены фитохромов, регуляция их экспрессии. Специфические функции различных фитохромов. Системы передачи сигнала с фитохрома на регуляцию экспрессии генов. Рецепторы синего и ультрафиолетового света, включаемые ими генетические программы. Фотоморфогенез.

Регуляция экспрессии генома растений при стрессах.

Гены и белки теплового шока. Молекулярные механизмы включения генов теплового шока. Белки теплового шока, их локализация в клетке и функции. Защитная роль белков теплового шока. Комплексный ответ клеток на тепловой шок.

Гены и белки других стрессовых воздействий. Гены и белки ответа на анаэробиоз, низкотемпературный, осмотический шок и обезвоживание. Сведения о их функции и защитной роли. Растения-рекордсмены устойчивости в качестве возможных доноров генов устойчивости.

Сигнальные молекулы растительной клетки.

Участие в регуляторных системах растительной клетки G-белков, ферментов синтеза сигнальных молекул, протеинкиназ и протеинфосфатаз. Регуляторная роль Са2+ и кальмодулина. Регуляция функции белковых молекул путем их модификации в растительных клетках.

Литература:

Основная:

  1. Муромцев Г.С., Чкаников Д.И., Кулаева О.Н., Гамбург К.З. Основы химической регуляции роста и продуктивности растений. М. Агропромиздат. 1987. 383 с.
  2. Юрина Н.П., Одинцова М.С. Экспрессия генома хлоропластов и ее регуляция. Генетика.1991. 27. С.1125-1134.
  3. Юрина Н.П., Одинцова М.С. Сравниительная характеристика структурной организации генома хлоропластов и митохондрий растений. Генетика. 1998. 34. С.5-22.
  4. Кулаева О.Н. Восприятие и преобразование гормонального сигнала у растений. Физиология растений.1995. 42. С.661-671.

Дополнительная:

  1. Кулаева О.Н. Белки теплового шока и устойчивость растений к стрессу. Соросовский образовательный журнал. 1997. 2. С.5-13.
  2. Войников В.К., Иванова Т.Г., Рудиковский А.В. Белки теплового шока растений. Физиология растений. 1994. 31. С.970-979.
  3. Кулаева О.Н. Хлоропласт и его полуавтономность в клетке. Соросовский образовательный журнал. 1997. 7. С.2-9.
  4. Наградова Н.К. Внутриклеточная регуляция формирования нативной пространственной структуры белков. Соросовский образовательный журнал. 1996. 7. С.10-18.

Составитель - профессор О.Н.Кулаева


Переход к основной странице * К списку спецкурсов

Поддержка сайта: Кочетова Галина