СИСТЕМА МИКРОТРУБОЧЕК ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ
ОРГАНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫМИКРОТРУБОЧЕК У РАСТИТЕЛЬНЫХ КЛЕТОК – в самом общем виде представлена на схемах - СЛАЙДЫ (две схемы систем МТ у растений), иммунофлюоресцентное изображение МТ (СЛАЙДЫ) - показать сходства и отличия клеток с ППК и без ППК). Обобщение – СЛАЙД-СХЕМА. Отметить, что организация определенных систем МТ может варьировать в зависимости от специализации клеток, так же как ив клетках животных.
Кроме структурных, есть и определенные молекулярные различия:
1) Так, a и b тубулин растительных и животных клеток отличаются по аминокислотной последовательности на 13-21%, то есть они идентичны на 79-81%.
2) a-тубулин растительных клеток является более легким по молекулярной массе, чем b-тубулин (в животных клетках – наоборот).
3) g-тубулин растительных клеток несколько больше по молекулярной массе, чем g-тубулин из клеток животных. Сходство по аминокислотной последовательности растительного и животного g-тубулина составляет 60%.
4) Имеются принципиальные отличия в способах выделения in vitro растительного и животного тубулина. Для выделения животного тубулина, проводится циклическая GTP-зависимая полимеризация/деполимеризация при 370С, в результате чего выделяют тубулин и MAP. Для выделения растительного тубулина эта процедура не подходит, и проводится хроматографическое разделение в присутствии таксола, в результате чего выделяется только тубулин. Возможными причинами такого различия являются наличие протеаз и МТ алкалоидов в растительных клетках, а также тот факт, что в растительных клетках меньше МТ, так как меньше цитоплазмы (особенно в вакуолизированных клетках).
Фармакологические особенности МТ растений (СЛАЙДЫ)
Колхицин относится к группе алкалоидов, выделенных из растений семейства Liliacea. Это вещество известно как анти-МТ и антимитотический агент, используемый как для животных, так и растительных клеток. Свойство колхицина блокировать митоз на стадии метафазы (и переход клеток в К-метафазу) долгое время использовалось для получения полиплоидных клеток (в том числе, и целых растительных организмов). Однако реакция животных и растительных клеток на действие колхицина значительно отличается. Минимальная концентрация колхицина, необходимая для индукции митотического блока в растительных и животных клетках отличается на несколько порядков. Животные клетки примерно в 100,000 раз более чувствительны к действию колхицина, чем растительные клетки. Растительные клетки могут находиться в состоянии индуцированного колхицином митотического блока (К-митоза) в течение нескольких дней. К-митотические клетки растений формируют полиплоидные ядра, которые затем вступают в митотический цикл. Оказалось, что МТ растительных клеток, по сравнении с их животными аналогами, более устойчивы к действию колхицина из-за низкой афинности димеров растительного тубулина в агенту. Несмотря на это, высокие концентрации колхицина индуцируют полную разборку МТ растительных клеток.
В то же время, тубулин растительных клеток имеет повышенный аффиннитет к веществам, известным как гербициды. К ним относятся динитроанилиновые гербициды (оризалин и трифлуралин), фосфо-органические гербициды (амипрофосметил или АPM) и фенилкарбаматы. Эти вещества также связываются с димерным тубулином и образуют комплекс тубулин-агент. В результате происходит постепенная разборка всех систем МТ, и клетки вступают в состояние К-митоза. Следует отметить, что эти вещества оказывают необратимый эффект на систему МТ, и ее восстановление сопровождается появлением разнообразных митотических аномалий.
Особо следует упомянуть MAP растительных клеток
В настоящее время известно множество белков, которые охарактеризованы как растительные MAP (СЛАЙДЫ –ТАБЛИЦЫи СЛАЙД с МАР65). У растений есть все те же классы МАР, что и у животных (например, +TIPs), но представители могут быть с разной степенью гомологии или вообще уникальными для растений. Примеры растительных +TIP – EB1 (это пример консервативного белка), SPR1 (это белок, выявленный только у растений). Среди МАР растений особо выделяется группа мультифункциональных белков, основные функции которых не связаны с регуляцией МТ. Это ферменты, белки-шапероны, белки участвующие в ряде физиологических процессов, но при этом они связаны с МТ. МТ-связывающая активность таких мультифункциональных белков МАР часто осуществляется при специфических внешних условиях или физиологическим состоянии, или они связываются с МТ как компоненты более крупных МТ-связывающихся белковых комплексов.