Введение к работе
Актуальность проолемы. В последнее время наряду с исследованиями структурных и функциональных особенностей ядерного генома растении основное внимание исследователей привлекло изучение генетической системы хлоропластов и митохондрий.
Генетическая система митохондрий отличается как от ядерной,так и от хлоропластной своеобразием структуры генов, процессов репликации, транскрипции и процессинга первичных транскриптов. В ходе изучения молекулярных механизмов генной экспрессии и ее регуляции в митохондриях растительных организмов выяснилось, что помимо обеспечения процессов генерации и перераспределения энергии в клетке она ответственна за целый ряд характеристик: устойчивость к антибиотикам и патотоксинаы, общую продуктивность эукариотических организмов, устойчивость к стрессовым воздействиям, адаптационную изменчивость, цитоплазыатическую мужскую стерильность ( Uenczel et al. ,I9bJL; Dixon et al. ,1982).
В литературе встречаются работы, где представлены данные по пра
ктическому применению видоспецифичных последовательностей кДНК
транскриптов генома хлоропластов и митохондрий в качестве молеку-
лярно-генетических маркеров. Широкий наоор молекуярных зондов,пред
ставляющих сооой отдельные клонированные последовательности кДНК,
ыожет служить удобным инструментом для выявления сложнігх перестроек
в структуре генома, происходящих при отдаленной гибридизации на
уровне геномов органелл. Однако практически ничего не известно об
изменениях на уровне отдельных транскриптов генома хлопчатника.
Решение этих вопросов возможно путем клонирования и анализа соот
ветствующих кдЖ-копий. )
Все перечисленные функции митохондрий важны в практическом отношении, поэтому возможность контролировать деятельность внеядер-ных органелл растений имеет не только теоретическое, но и большое практическое значение. Дяя этого прежде всего необходимы сведения о структурной организации генома и принципах функционирования отдельных компонентов оелоксинтезирупцих систем митохондрий, чему и посвящается Данная диссертация.
Цель и задачи исследований. Настоящая работа посвящена изучению некоторых структурных особенностей транскриптов митохондриального генома хлопчатника. Исходя из поставленной цели были сформулированы следующие экспериментальные задачи:
изучить физико-химические свойства рибосом и рРНК митохондрий хлопчатника;
провести сравнительный анализ митохондриальной РНК двух видов хлопчатника и их гибридов по количественному содержанию, по элек-трофоретическому свойству, а также на биосинтез на ранней стадии онтогенеза;
изучить воздействие токсина гриба v.dahliae Kleb. на синтез митохондриальных РНК;
синтез и клонирование кДНК, получение банка генов транскриптов митохондриального генома хлопчатника.
Научная новизна и практическая ценность работы. Впервые из митохондрий хлопчатника выделены рибосомы и рРНК и даны их физико-химические характеристики. Но электрофог-етическому анализу ыитохоидри-альной РНК хлопчатника выявлен^- несколько дискретных полос, которые не характерны для других РНК клеточных структур. Сравнительно изучены содержание и биосинтез митохондриальной РНК хлопчатника в норме и при заражении токсином v.dahliae К1еЪ . По включению меченных предшественников обнаружено, что усиление биосинтеза РНК в митохондриях на ранней стадии онтогенеза у поражаемых вилтом видов хлопчатника начинается раньше, чем у устойчивых форм, а у гибридных форм усиление биосинтеза проявляет промежуточный характер. Используя в качестве матрицы нитохондриальнуга РНК хлопчатника, был получен представительный банк клонов кДНК в фаговом векторе AgfO, содержащих bxlu независимых рекомбинантных клонов.
Полученные результаты имеют теоретическое значение в изучении основных компонентов Оелоксинтезирующей системы митохондрии эука-риотической клетки.
Выявленные различия по физико-химическим свойствам рибосом и.' рРНК клеточных органоидов хлопчатника, видимо, имеют эволюционный смысл и отражают особенности аппарата трансляции субклеточных структур.
Данные по содержанию РНК и их биосинтез в митохондриях в норме и при заражении токсином гриба V.dahliae К1еЪ. могут, быть использованы для тестирования устойчивости сортов хлопчатника к вилту.
Синтез и клонирование кДНК транскриптов митохондрий хлопчатника позволили,получить полезную как в теоретическом, так и в практическом отношении информацию об особенностях структуры транскриптов митохондриального генома высших растений. В дальнейшем получен-
ные рекомОинантные клоны могут быть использованы в практике гибри-дизационных экспериментов в качестве эффективных зондов для анализа геномов эволюционно-отдаленньпс видов высших растения. Получен-нуо клонетеку с успехом можно применять для выделения и определения первичной структуры различных индивидуальных генов митохондрий и анализа степени экспрессии этих генов на разных стадиях индивидуального развития хлопчатника и целого ряда других проблем.
Апробация работы. Материалы диссертации докле ывались на научно-теоретической конференции молодых ученых и специалистов АН УзССР в г.Ташкенте (1984 г.), У Всесоюзном биохимическом съезде в Киеве (1986 г.), ІУ конференции биохимиков республик Средней Азии и Казахстана в Ашхабаде (1986 г.), I конференции биохимиков УзССР в Ташкенте (1965 г.), I республиканской конференции молодых ученых Узбекского общества генетиков АН УзССР в Ташкенте (1990 г.), I и Ш научных конференциях молодых ученых ИНЭЕР АН УзССР в Ташкенте (1987,1990 гг.), П Всесоюзном совещании "Генетика развития" в Ташкенте (1990 г.), на расширенном заседаний лаборатории молекулярной генетики хлопчатника ИНЭЕР НПО "Биолог" АН УзССР.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано II работы.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, обсуждения результатов и выводов. Работа изложена на НО страницах машинописного текста,содержит 4 таблицы» иллюстрирована 13 рисунками. Список цитируемой литературы насчитывает 193 ссылки.
