Введение к работе
Актуальность проблемы. Свет является одним из наиболее сильных факторов, регулирующих процессы жизнедеятельности растительного организма на протяжении всего его онтогенеза. Формирование растения и выполнение им одной из главных функций - фотосинтеза находятся в тесной зависимости от условий освещения. В связи с этим давно исследуются молекулярные, структурные и физиологические основы световой адаптации. Данные, имеющиеся в литературе, свидетельствуют о комплексном характере адаптивных изменений, позволяющих растениям наиболее эффективно использовать доступный поток квантов (Любименко, 1963; Цельннкер, 1978; Anderson, 1986; Bjorkman, 1972; Boardman, 1977;.Lichtenthaler, 1981; Sebaa et al., 1987). Условия освещения при выращивании растений «лияют на морфологические и анатомические особенности листьев, структуру хлоропластов, их химический' состав, соотношение фотосистем, активность электрон-транспортной цепи и ферментных систем, а также фотосинтетическую активность в целом (Anderson et al., 1988; Bjorkman et al., 1972; Bjorkman, 1981; Boardman et al., 1974; Chow et al., 1988; Lichtenthaler, Meier, 1984; Mells, Harvey, 1981; Wild, 1979). Анализ данных, касающихся адаптации растений к режиму освещения, показывает необходимость адаптации и белок-синтезирующей системы к интенсивности света.
Исследование молекулярных механизмов регуляции светом синтеза белка привлекает внимание широкого круга исследователей. В основном такие исследования проводятся на системе первичного позеленения этиолированных тканей. В этой модельной системе-показано, что действие света на белковый синтез проявляется, на всех уровнях его регуляции (Berry et al., 1988; Deng, Gruissem, 1987; Fluhr et al., 1986; Gruissem et al., 1989; Herrmann et al., 1985; Klein, Mullet, 1987; Kirk, Kirk, 1985; Klein et al., 1988; Krupinska, Apel, 1989; Mullet, Klein, 1987; Schrubar et al., 1990; Tobine, 1978). Однако влияние интенсивности освещения на белок-синтезирующую систему растений практически не изучено.
К началу нашей работы в литературе появилось лишь несколько публикаций относительно влияния интенсивности света на поведение индивидуальных матриц (Jordan et al., 1989; LaRoche et al., 1991; Prioul, Reyss, 1987). Поэтому представляется
интересным изучить реакцию белок-синтезирующего аппарата на различные условия освещения.
Цель и задачи исследования. Цель настоящей работы состояла в изучения действия различных интенсивностей света на состояние белок-синтезирующего аппарата листьев бобов Vicia faba L., сорта Русские черные
В задачи работы входило:
-
Изучить влияние интенсивности света на активность различных РНК-полимераз листьев бобов;
-
Исследовать седиментационные свойства и трансляционную активность различных субпопуляций рибосом листьев Vicia faba L\ .
3) Получить препараты интактных хлоропластов и недаградировакных
, хлоропластных рибосом и изучить их седиментационные свойства;
-
Исследовать фосфорилирование белков препаратов 'полисом;
-
Провести сравнительный анализ белков препаратов полисом в зависимости от интенсивности освещения и внутриклеточной локализации полисом.
Научная новизна. Впервые исследовалось влияние освещенности на функциональное состояние белок-синтезирующей системы закончивших рост зеленых листьев как во время выращивания растений, так и при кратковременной смене режима освещения. Показано, что при увеличении интенсивности света снижается удельная трансляционная активность цитоплазматических полисом, при этом активируется РНК-полимераза I, увеличивается относительная доля активно работающих рибосом как в хлоропластах, так и в цитоплазме, увеличивается тотальное фосфорилирования рибосом и в разной степени фосфорилируїотся индивидуальные бел^и рибосом, а также изменяется белковый состав препаратов рибосом.
Впервые показано присутствие полимерного актина в препаратах полисом, спвдетельствующее, по-видимому, о связи растительных рибосом с актиновым тпоа: слетом.
Теоретическая и практическая ценность работы. Работа имеет теоретическое и методическое значение для последующих исследований по выяснению действия интенсивности света на метаболизм закончивших рост зеленых листьев растении. Обнаруженный факт присутствия актина в препаратах рибосом предполагает возможность получения новых сведений о пространственной организации синтеза белка и его регуляции в растениях. Работа представляет интерес для специалистов в области физиологии растений, молекулярной биологии и биохимии.
Апробапия работы. Материалы диссертационной работы докладывались на III Всероссийском съезде физиологов растений (Санкт-Петербург, 1993).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 печатные работы.
Структура и объем диссертации.
