МЕХАНІЗМ УТВОРЕННЯ СИСТЕМИ ВТОРИННИХ КОНЦЕНТРИЧНИХ МЕМБРАН У ВИЩИХ ВОДНИХ РОСЛИН ПРИ ДІЇ ТОКСИЧНИХ РЕЧОВИН НА ПРИКЛАДІ LÉMNA MINOR L.
DOI:
https://doi.org/10.32782/2450-8640.2023.1.1Ключові слова:
Lémna minor L, протопласт, псевдо-протопласт, вторинні концентричні мембрани, парасексуальна гібридизація, соматичний гібрид, регенераціяАнотація
Важко собі уявити, що така складна структура, як клітинна мембрана, може бути відновлена, однак вона відновлюється за рахунок регенерації часткових розривів або синтезу вторинної концентричної мембрани. Здатність багатьох організмів до регенерації часткових розривів їхньої клітинної мембрани добре вивчена [1; 2; 3]. Коли клітини пошкоджені, вони швидко відновлюють пошкодження в мембрані, з утворенням однієї або більше нерозчинних корків, що складаються з ліпідів та полісахаридів, щоб запобігти втраті вмісту цитоплазми. Згодом клітини відновлюють свій первісний обсяг та форму [4; 5]. Враховуючи великий розмір клітин, слід розуміти, що цих пробоїв може бути багато. Тут задіяні інші процеси, пов’язані з утворенням системи вторинних концентричних мембран [6]. Наші результати показують, що вторинна мембрана не є тимчасовою, і функції вона виконує такі, як і первинна клітинна мембрана, а її утворення триває всього кілька годин. У цьому дослідженні ми надаємо повний опис того, як утворюється вторинна концентрична мембрана, а також етапність цього процесу та значення при адаптації. Повне пояснення того, як ці клітини відновлюють пошкоджену мембрану, у тому числі клітинну стінку, залишається ще визначити. Тому метою цієї статті було вивчення процесів утворення вторинної концентричної мембрани та клітинної стінки на прикладі вищих водних рослин Lémna minor L. Регенерація клітинної оболонки може бути важливою моделлю вивчення таких процесів, як взаємодія різних клітинних органел, формування різних типів гібридних клітин і особливо, еволюції клітинних мембран. В спонтанній регенерації клітинної оболонки можна виділити чотири основні стадії: 1) утворення протопласту; 2) формування псевдо-протопласту; 3) синтез клітинної стінки; 4) формування вторинної концентричної мембрани.
Посилання
Kim G.H., Hwang M.S., Fritz L., Lee I.K. (1995). The wound healing response of Antithamnion nipponicum and Griffith siapacipica (Ceramiales, Rhodophyta) monitored by lectins. Phycol. Research. 43. Р. 161−166.
Mariani-Colombo P., Vannini G.L., Mares D. (1980). A cytochemical approach to the wound repair mechanism in Udotea petiolate (Siphonales). Protoplasma. 104. Р. 105−117.
McNeil P. L., Vogel S. S., Miyake K., Terasaki M. (2000). Patching plasma membrane disruptions with cytoplasmic membrane. J. Cell Sci. 113. Р. 1891−1902.
Menzel D. (1988). How do giant plant cells cope with injury? – The wound response in siphonous green algae. Protoplasma. 144. Р. 73−91.
Nawata T., Kikuyama M., Shihira-Ishikawa I. (1993). Behavior of protoplasm for survival in injured cells of Valonia ventricosa: involvement of turgor pressure. Protoplasma. 176. Р. 116−124.
Костюк К.В. Структурно-функціональні реакції клітин водних рослин на дію токсикантів : автореф. дис. ... канд. біол. наук : 03.00.17 ; НАН України, Ін-т гідробіології. Київ, 2011. 21 c.
Остапченко Л.І., Компанець І.В., Синельник Т.Б. Біологічні мембрани та основи внутрішньоклітинної сигналізації: методи дослідження : навч. посіб. Київ : ВПЦ Київський університет, 2017. 447 с. (укp.)
Myung-Kyu Choi, Sangwon Son, Mingi Hong, Min Sung Choi, Jae Young Kwon, and Junho Lee. Maintenance of Membrane Integrity and Permeability Depends on a Patched-Related Protein in Caenorhabditis elegans. Genetics. 2016 Apr; 202(4): 1411–1420. Published online 2016 Feb 5. doi: 10.1534/genetics.115.179705.
Клітинна біофізика: структурна організація та біофізичні властивості мембран : навч.- метод. розроб. / упорядн. К.І. Богуцька. Київ, 2020. 50 с. (укp.)
Anubhav Singh, Anuj Sharma, Rohit K. Verma, Rushikesh L. Chopade, Pritam P. Pandit, Varad Nagar, Vinay Aseri, Sumit K. Choudhary, Garima Awasthi, Kumud K. Awasthi and Mahipal S. Sankhla. Singh A. Heavy Metal Contamination of Water and Their Toxic Effect on Living Organisms. The Toxicity of Environmental Pollutants. Submitted: February 2nd, 2022 Reviewed: April 27th, 2022 Published: June 15th, 2022 DOI: 10.5772/intechopen.105075. URL: https://www.intechopen.com/chapters/82246.
Grubinko V. V., Kostiuk K. V. Structural Changes in the Cellular Membranes of the Aquatic Plants under the Impact of Toxic Substances. HydrobJ. Volume 48, Issue 2, 2012, pp. 40–54. DOI: 10.1615/HydrobJ. v48.i2.60.
Broda B. Metody histochemii roslinnej. (1971) Warszawa: Panstwo wyzakladwy dawnictw lekarskich. 255 p.
Демченко О.П. Сучасні уявлення про структуру і динаміку біологічних мембран. Біополімери і клітина. 2012. № 1. Т. 28. С. 24–38. (укp.).
Горда А.І., Грубінко В.В. Вплив дизельного палива на біосинтез протеїнів, вуглеводів і ліпідів у Chlorella vulgaris Beijer. Biotechnologia Acta. 2011. № 6. Т. 4. С. 74–81. (укp.).
Костюк К.В. Специфічні та неспецифічні реакції клітин гідробіонтів на дію важких металів та нафтопродуктів / К.В. Костюк, В.В. Грубінко. Наук. зап. Терноп. нац. пед. ун-ту ім. Володимира Гнатюка. Серія: Біологія. Спеціальний випуск: Фізіологобіохімічні та екосистемні механізми формування токсикорезистентності біологічних систем, присвячений пам’яті член-кореспондента Академії педагогічних наук України, доктора біологічних наук, професора Олександра Федотовича Явоненка. 2011. № 2(47). С. 35–43. (укp.).
Курський М.Д., Кучеренко С.М. Біомембранологія : навч. посіб. Київ : Вища шк., 1993. 260 с. (укp.).
Luckey M. (2014). Membrane structural biology: with biochemical and biophysical foundations. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom. 423 p.
Kobayashi, K., Kanaizuka, Y. (1985). Reunification of sub-cellular fractions of Bryopsis into viable cells. Plant Sci. 40. Р. 129–135.
Tatewaki M., Nagata K. (1970). Surviving protoplasts in vitro and their development in Bryopsis. J. Phycol. 6. Р. 401−403.
Луців А.І., Грубінко В.В. Особливості поглинання Mn²⁺, Zn²⁺, Cu²⁺ і Pb²⁺ клітинами Chlorella vulgaris Beijer. Доповiдi Нацiональної академiї наук України. 2013. № 7. С. 138–145. Бібліогр.: 15 назв. (укр.).
Грубiнко В.В., Горда А.I., Боднар О.I. Метаболiзм водоростей за дiї iонiв металiв водного середовища (огляд). Гидробиол. журн. 2011. 47, № 4. С. 80–95. (укp.)
