|
|
Úloha genu yxkO Bacillus subtilis v odpovědi na environmentální stres.
Petrovová, Miroslava ; Lichá, Irena (vedoucí práce) ; Nešvera, Jan (oponent)
ÚLOHA GENU YXKO BACILLUS SUBTILIS V ODPOVĚDI NA ENVIRONMENTÁLNÍ STRES Abstrakt Mutace v genu yxkO, který kóduje hypotetickou ribokinázu a patří do regulonu σB obecné stresové odpovědi, vede u Bacillus subtilis ke snížené osmotoleranci za nízkých koncentrací draslíku v médiu. Biologická funkce genu yxkO zatím nebyla popsána, ale mohla by být zapojena do vysokoafinního transportního systému pro draselné ionty, který na rozdíl od Escherichia coli nebyl u Bacillus subtilis doposud objeven. Našim cílem bylo popsat další vlastnosti mutanta v genu yxkO a pokusit se navrhnout úlohu tohoto genu. Použitím integračního vektoru pMutin4 jsme připravily kmen MP2 Bacillus subtilis, který má gen yxkO inaktivovaný. Kmen MP2 vykazuje zpomalený růst v bohatém médiu a je senzitivní k tetracyklinu. Tento kmen dále není schopný vytvářet endospory a buňky jsou delší, což naznačuje poruchu tvorby příčných sept. Metodou dvourozměrné elektroforézy jsme porovnaly proteinové profily kmene MP2 a standardního kmene 1A680 po osmotickém a ethanolovém stresu. U kmene MP2 jsme pozorovaly změny v expresi některých enzymů energetického metabolismu a flagelinu. Závěr naší práce je, že yxkO je regulačním genem, jehož produkt má pleiotropní vliv na mnoho buněčných funkcí.
|
|
|
Metabolická a biofyzikální charakterizace bakteriálních buněk schopných akumulace PHA
Slaninová, Eva ; Lehocký, Marián (oponent) ; Doškař, Jiří (oponent) ; Chodak, Ivan (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Předložená disertační práce se zabývá charakterizací bakteriálních buněk schopných akumulace polyhydroxyalkanoátů (PHA). Disertační práce je vypracovaná formou komentované diskuse publikovaných prací, které jsou součástí příloh. Práce rozvíjí aktuální téma studia protektivních funkcí PHA a nově objasňuje některé protektivní mechanismy vůči vybraným stresorům. V rámci práce byly studovány protektivní účinky PHA granulí před UV zářením a osmotickým stresem, konkrétně hypotonickým prostředím. V případě expozice buněk UV zářením jsou buňky chráněny především díky rozptylu UV záření na granulích, které se vyskytují v těsné blízkosti nukleoidu. U osmotického stresu hraje klíčovou roli amorfní stav PHA granulí, který stabilizuje buněčné membrány při hypertonickém namáhání buněk, načež jsou bakteriální buňky lépe schopné odolávat přechodu do hypotonického prostředí a udržet si svoji buněčnou integritu. Obecně je možné konstatovat, že amorfní stav PHA granulí je klíčový pro zajištění správné biologické funkce PHA, ať už jako zásobního nebo protektivního polymeru. Proto jsme se v další části této práce věnovali objasnění podstaty stabilizačního mechanismu, který chrání nativní PHA granule před krystalizací a udržují tak intracelulární polymer v termodynamicky nevýhodném fázovém stavu. Na základě experimentálních poznatků, kde jsme aplikovali vybrané stresy, jsme navrhli nový model stabilizace amorfního stavu PHA granulí in vivo. Jedná se o kombinaci dvou mechanismů, kdy je z důvodu malého objemu granulí snížena rychlost krystalizace a zároveň voda přítomná v granulích plní roli nízkomolekulárního plastifikátoru. Díky metabolickému aparátu buněk jsou PHA neustále syntetizovány a zároveň degradovány, což vede k navýšení intracelulární koncentrace monomerů, které rovněž figurují v protektivním efektu PHA. V tomto kontextu jsme se tedy zaměřili na popis mechanismu kryoprotektivního účinku 3-hydroxybutyráru, monomeru nejrozšířenějšího zástupce PHA, poly(3-hydroxybutyrátu). Byl sestrojen rovnovážný a nerovnovážný fázový diagram systému 3HB-voda, díky kterému je možné konstatovat, že 3HB představuje velice efektivní kryoprotektant, což má fundamentální význam pro pochopení protektivních vlastností PHA, ale tato skutečnost může být také aplikačně využita například při úchově biologických vzorků anebo v potravinářském průmyslu.
|
|
|
Adaptation to adverse osmotic conditions as a tool for evolutionary enginnering of bacteria
Drotárová, Lenka ; Nováčková, Ivana (oponent) ; Sedláček, Petr (vedoucí práce)
This bachelor thesis deals with the application of osmotic stress as a tool for evolutionary engineering of PHA producing bacterial strains. The aim of this thesis is to evaluate a bacterial adaptation to hypoosmotic environment, as an engineering tool in order to increase the production of PHA. The theoretical part focuses on the evolutionary engineering principle, methods of the strategy and the effect of physical factors on microorganism. The aim of experimental part was to performed an adaptive evolutionary experiment with the bacterial strain Halomonas halophila CCM 3662. Reduced osmotic pressure was used as a stressing factor during the serial cultivation. In order to generate PHA producing mutant strains, each passage was characterized using spectrophotometric and gravimetric method and by GC-FID. It was found that after the long-term cultivation, the mutant strain HH35, cultivated in 35 g/l NaCl, was associated with the highest biomass and PHB concentration. The 15th and 30th passages, along with the wild type strain H. halophila were subjected to further cell-robustness analysis with the application of hyper- and hypoosmotic shock. The stress response, viability of cells and morphological changes were analyzed using FC and TGA methods. Isolated polymers were characterized using FTIR analysis.
|
|
|
Regulace otvírání a zavírání průduchů ve vztahu k osmotickému stresu
Hofírková, Miroslava ; Hála, Michal (vedoucí práce) ; Lhotáková, Zuzana (oponent)
Průduchy jsou struktury vyskytující se v epidermis vyšších rostlin, kterými primárně regulují příjem CO2 a transpiraci. Během osmotického stresu průduchy hrají významnou roli v ochraně rostliny proti nadměrným ztrátám vody. Tato práce je literární rešerší shrnující regulaci průduchových pohybů během osmotického stresu. Hlavní část práce se věnuje uzavření průduchů pomocí kyseliny abscisové (ABA) během nedostatku vody pro rostlinu. V jednotlivých kapitolách je rozebrána ABA syntéza, transport a účinky na průduchy. Na základě publikovaných dat je podrobně popsána časná signální dráha ABA a regulace funkce iontových kanálů. Druhá část bakalářská práce se zaměřuje na sekundární posly, které produkuje ABA a jejich působení na regulaci průduchových pohybů. Zvláštní pozornost je věnována peroxidu vodíku a oxidu dusnatému a tomu, jak přispívají k uzavření průduchů. Poslední část se věnuje pasivnímu (hydraulickému) uzavření průduchů. Klíčová slova : rostliny, průduchy, osmotický stres, ABA, průduchové pohyby
|
|
|
Kutikula, její tvorba a význam v rezistenci rostlin k abiotickému stresu
Litkeiová, Veronika ; Hála, Michal (vedoucí práce) ; Tylová, Edita (oponent)
Rostliny jsou denně vystavovány stresu, ať už se jedná o ten biotický, či abiotický. Oba typy stresu můžeme dále rozdělit do několika podskupin. Tato práce je zaměřena na rostlinnou kutikulu, její tvorbu a funkci ve vztahu k rezistenci k abiotickému stresu, mezi jehož hlavní faktory patří sucho a teplo, ultrafialové záření, nadměrné zasolení a zaplavení, či působení ozonu a těžkých kovů na rostlinu. Jednotlivé kapitoly jsou zaměřeny na složení, biosyntézu a změny ve stavbě kutikuly zapříčiněné působením uvedených typů stresorů. Významná část práce je věnována kutinu a kutikulárním voskům, které hrají podstatnou roli v ochraně rostliny a jejichž struktura je ovlivňována abiotickým stresem. Nejsou opomenuty ani fytohormony, především kyselina abscisová, která zde má též své uplatnění. V závěrečné fázi práce jsou zmíněni kutikulární mutanti v souvislosti s druhy abiotických stresů, na kterých je ukázána důležitost kutikulární vrstvy. Klíčová slova: rostliny, kutikula, osmotický stres, kyselina abscisová, kutin, vosky
|
|
|
Fyziologické aspekty odolnosti čiroku vůči abiotickým stresům
Kratochvíl, Jan ; Konrádová, Hana (vedoucí práce) ; Lhotáková, Zuzana (oponent)
Pěstování řady kulturních plodin je v současnosti komplikováno zhoršující se dostupností vody, a to jak výkyvy v úhrnu srážek, tak jejich nepříznivým rozložením během vegetačního období. Z tohoto pohledu patří mezi velmi nadějné plodiny budoucnosti čirok. Šíření pěstování této rostliny schopné tolerovat i značný nedostatek vody ovšem brání její vysoká citlivost k nízkým teplotám. Paradoxně je ovšem podstata nepříznivé reakce rostlin čiroku na působení tohoto stresu málo prozkoumána. Cílem diplomové práce bylo popsat reakci mladých rostlin čiroku na působení chladu, nižší dostupnosti vody a jejich kombinace a ověřit možnost otužení rostlin působením nižší stresové zátěže, a to zejména na úrovni sacharidového metabolismu. Dalšími sledovanými charakteristikami byly osmotický potenciál pletiva listu, změna obsahu prolinu a základní morfometrické charakteristiky. V části experimentů byly rostliny pěstovány v substrátu v klimatizovaných boxech, v druhé části experimentů byla zvolena kontrolovaná kultivace v podmínkách in vitro. Experimenty byly provedeny na dvou genotypech čiroku ("Ruzrok" a "01Z1800012"). Rostliny těchto genotypů se v míře odolnosti ani ve sledovaných metabolických reakcích na stres výrazně nelišily. U rostlin obou genotypů bylo zjištěno statisticky významné zvýšení obsahu rozpustných...
|
|
|
Efektivita využití vody (WUE), její definice a význam v odolnosti rostlin k osmotickému stresu
Jedlička, Tomáš ; Hála, Michal (vedoucí práce) ; Lhotáková, Zuzana (oponent)
Voda patří mezi hlavní limitující faktory růstu rostlin. Dostupnost vody na naší planetě se snižuje, a pokud k tomu ještě připočteme rychle rostoucí lidskou populaci, bude se tento problém dále stupňovat. Vědci z celého světa, ale především ti ze suchých oblastí dnes stojí před velkým problémem, kterým je snaha o co nejefektivnější využití vody rostlinami. Pokud chceme tento problém vyřešit, potřebujeme porozumět problematice efektivity využití vody rostlinami (z angl. water use efficiency, WUE). Tato práce se pokouší shrnout současné vědění související s problematikou WUE. Součástí práce je část zaměřená na anatomicko- fyziologické parametry regulace WUE, která se soustředí především na problematiku evapotranspirace. Další část práce má za cíl objasnit problematiku WUE na genové úrovni a s tím související biotechnologické možnosti. Na konci práce jsou zmíněny možnosti zvyšování WUE pomocí technik zavlažování.
|
|
|
Efektivita využití vody (WUE), její definice a význam v odolnosti rostlin k osmotickému stresu
Jedlička, Tomáš ; Hála, Michal (vedoucí práce) ; Lhotáková, Zuzana (oponent)
Voda patří mezi hlavní limitující faktory růstu rostlin. Dostupnost vody na naší planetě se snižuje, a pokud k tomu ještě připočteme rychle rostoucí lidskou populaci, bude se tento problém dále stupňovat. Vědci z celého světa, ale především ti ze suchých oblastí, dnes stojí před velkým problémem, kterým je snaha o co nejefektivnější využití vody rostlinami. Pokud chceme tento problém vyřešit, potřebujeme porozumět problematice efektivity využití vody rostlinami (z angl. water use efficiency, WUE). Tato práce se pokouší shrnout současné vědění související s problematikou WUE. Součástí práce je část zaměřená na anatomicko- fyziologické parametry regulace WUE, která se soustředí především na problematiku evapotranspirace. Další část práce má za cíl objasnit problematiku WUE na genové úrovni a s tím související biotechnologické možnosti. Na konci práce jsou zmíněny možnosti zvyšování WUE pomocí technik zavlažování. Klíčová slova: efektivita využití vody, evaporace, transpirace, průduch, hustota průduchů, kyselina abscisová, ERECTA
|
|
|
Úloha genu yxkO Bacillus subtilis v odpovědi na environmentální stres.
Petrovová, Miroslava ; Lichá, Irena (vedoucí práce) ; Nešvera, Jan (oponent)
ÚLOHA GENU YXKO BACILLUS SUBTILIS V ODPOVĚDI NA ENVIRONMENTÁLNÍ STRES Abstrakt Mutace v genu yxkO, který kóduje hypotetickou ribokinázu a patří do regulonu σB obecné stresové odpovědi, vede u Bacillus subtilis ke snížené osmotoleranci za nízkých koncentrací draslíku v médiu. Biologická funkce genu yxkO zatím nebyla popsána, ale mohla by být zapojena do vysokoafinního transportního systému pro draselné ionty, který na rozdíl od Escherichia coli nebyl u Bacillus subtilis doposud objeven. Našim cílem bylo popsat další vlastnosti mutanta v genu yxkO a pokusit se navrhnout úlohu tohoto genu. Použitím integračního vektoru pMutin4 jsme připravily kmen MP2 Bacillus subtilis, který má gen yxkO inaktivovaný. Kmen MP2 vykazuje zpomalený růst v bohatém médiu a je senzitivní k tetracyklinu. Tento kmen dále není schopný vytvářet endospory a buňky jsou delší, což naznačuje poruchu tvorby příčných sept. Metodou dvourozměrné elektroforézy jsme porovnaly proteinové profily kmene MP2 a standardního kmene 1A680 po osmotickém a ethanolovém stresu. U kmene MP2 jsme pozorovaly změny v expresi některých enzymů energetického metabolismu a flagelinu. Závěr naší práce je, že yxkO je regulačním genem, jehož produkt má pleiotropní vliv na mnoho buněčných funkcí.
|
host ::
RSS.