Термотолерантность растений

Оценить
(2 голоса)

Белки теплового шока. Белки теплового шока (БТШ) синтезируются в клетке в ответ на действие экстремальных температур при одновременном ослаблении синтеза обычных белков. Их синтез — пример быстрой адаптации растительных клеток. БТШ составляют основу индуцированной теплоустойчивости, выполняя важные защитные, регуляторные и структурные функции. При большей гипер- или гипотермии, когда БТШ уже не могут обеспечить сохранность клеточных структур, разрушаются жизненно важные биополимеры.

На сое (Glycine), рисе (Oryza sativa) и куколе (Agrostemma) было показано, что при термострессе (как при охлаждении, так и при нагревании) быстро активируются (или ингибируются) одни и те же генные локусы. При этом синтезируются одинаковые белки. Синтез БТШ обнаруживается уже через 10—15 мин после начала перегрева или переохлаждения. Это свидетельствует о быстром изменении синтеза РНК, а именно об образовании специфической мРНК, способной транслировать несколько полипептидов. Максимальный синтез стрессовых белков в растительных клетках, как правило, наблюдается в течение 1 — 3 ч. При увеличении действия экстремальных температур их производство снижается и восстанавливается синтез белков, происходящий в нормальных условиях. Полупериод жизни БТШ составляет около 20 ч, в течение которых клетки сохраняют терморезистентность. Очевидно, эти белки необходимы на начальных этапах стресса для запуска адаптивных клеточных процессов (синтез протекторов, изменение компонентов мембран и др.).

Обнаружено много форм БТШ, как высокомолекулярных, так и низкомолекулярных. Большинство их кодируется в ядре, но есть и белки, синтезирующиеся в цитоплазме и органеллах (пластиды, митохондрии и др.). Вместе с мРНК они образуют в клетках растений стрессовые гранулы (гранулы теплового шока). Вероятно, роль БТШ в составе гранул теплового шока заключается в защите от повреждения временно нетранслируемых мРНК, необходимых для синтеза нормальных белков. Предполагается, что гранулы теплового шока предохраняют внутриклеточные биополимеры от разрушения. Так, они могут защищать РНК от действия нуклеаз, активность которых при высокой температуре возрастает. В ядре и ядрышке БТШ образуют гранулы, связывающие матрицы хроматина, необходимые для нормального метаболизма. БТШ, ассоциированные с митохондриями, участвуют в регуляции их активности, способствуя увеличению сопряженности дыхания и фосфорилирования, а также интенсивности окислительных процессов. Хлоропластные БТШ участвуют в сборке субъединиц ферментов и в адаптивных изменениях фотосинтетической активности.

БТШ еще могут временно регулировать активность рецепторных молекул, участвуют в нормализации процессов жизнедеятельности клеток в стрессовых условиях, выборочно разрушают накапливающиеся при стрессе денатурированные белки (Л. Г. Косулина и др., 1993).

Осморегуляция и изменение температурных показателей физиологических процессов как механизм толерантности
У устойчивых к жаре растений существенно изменяется липидный состав мембран
Обеспечение толерантности растений к низким температурам
Вода в клетках способна к переохлаждению
Закаливание растений

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

© 2017 www.eco-rasteniya.ru. Все права защищены.