Kаrаktеrizаciја prоcеsа prоgrаmirаnе ćеliјskе smrti i sеnеscеnciје u listоvimа Nicotiana tabacum L. in vitro
Characterisation of programmed cell death and senescence in leaves of Nicotiana tabacum L. in vitro
Апстракт:
Senescencija lista predstavlja kompleksnu, genetički kontrolisanu
poslednju fazu ontogeneze lista koja rezultira koordinisanom razgradnjom
makromolekula i mobilizacijom njegovih komponenti u druge delove biljke.
Na ćelijskom nivou, ona obuhvata promene strukture, metabolizma i genske
ekspresije koje dovode do smrti, čiji se tip označava kao programirana
ćelijska smrt (PCD). Kao eksperimentalni model u ovom radu korišćene su
in vitro gajene biljke duvana (Nicotiana tabacum L.) koje obezbeđuju set listova u
kojima postoji gradacija senescencije. Istraživanje je obuhvatilo
citohistološku i imunohistohemijsku analizu dinamike strukturnih
promena mezofila listova, kao i ispitivanje metaboličkih, biohemijskih i
molekularnih procesa tokom senescencije lista. Utvrđen je redosled
degenerativnih promena u strukturi ćelija tokom fiziološkog starenja
listova. U senescentnim listovima detektovani su tipični simptomi
programirane ćelijske smrti, koja po svojim morfološkim odlikama
odgovara autofagnoj ćelijskoj smrti, i pokazano da internukleozomalna
fragmentacija DNK prethodi ultrastrukturnim promenama kao što su
degradacija hloroplasta i kondenzacija hromatina. Sadržaj hlorofila i
citosolnih proteina identifikovani su kao pouzdani biomarkeri stepena
senescencije listova. Hemijskom analizom endogenih regulatora rastenja
identifikovano je i kvantifikovano više od 20 različitih citokinina i
pokazano da je napredovanje senescencije u korelaciji sa opadanjem sadržaja
ukupnih citokinina, kao i sa smanjenjem nivoa citokinina trans-zeatinskog
tipa. Takođe je uočena jasna korelacija između smanjenja nivoa endogene IAA,
odnosno ABA i napredovanja senescencije. Imunohistohemijskom analizom
mezofila listova biljaka tretiranih citokininima pokazano je da visoke
doze citokinina BA ubrzavaju senescenciju, čime indukuju programiranu
smrt ćelija. Analiza aktivnosti pojedinih enzimskih komponenti
antioksidativnog sistema pokazala je značajne promene u antioksidativnom
statusu listova tokom fiziološkog starenja. Napredovanje senescencije je u
jasnoj korelaciji sa smanjenjem aktivnosti CAT i povećanjem ukupne
aktivnosti POD. Primarnu antioksidativnu zaštitu tokom starenja
obezbeđuju SOD, a u proces odbrane od štetnog dejstva ROS u inicijalnoj
fazi senescencije uključuju se POD. Molekularna analiza senescencije
pokazala je aktivaciju gena koji kodiraju enzime uključene u konverziju i
remobilizaciju produkata razlaganja u senescentnim listovima. qRT-PCR
metodom pokazana je indukcija ekspresije gena koji kodiraju cistein
proteaze odgovorne za remobilizaciju aminokiselina, kao i cistein
proteazu iz grupe metakaspaza uključenu u kontrolu ćelijske smrti.
Indukcija ekspresije Gln1-3 i GDH2, SAG-gena uključenih u mobilizaciju
azota u senescentnim listovima, naporedo sa padom ekspresije GS2 ukazala je
da se asimilacija amonijuma tokom senescencije postepeno premešta iz
hloroplasta u citosol mezofilnih ćelija.
Кључне речи:
Antioksidativni enzimi; Citokinini; Nicotiana tabacum L.; Programirana ćelijska smrt; qRT-PCR; Remobilizacija azota; Senescencija lista; TUNEL reakcija; UltrastrukturaИзвор:
University of Belgrade, Faculty of Biology, 2012, 1-147URI
http://eteze.bg.ac.rs/application/showtheses?thesesId=43https://fedorabg.bg.ac.rs/fedora/get/o:2416/bdef:Content/download
http://vbs.rs/scripts/cobiss?command=DISPLAY&base=70036&RID=41541135
http://nardus.mpn.gov.rs/123456789/2013
https://radar.ibiss.bg.ac.rs/handle/123456789/2428