|
|
Evolučně-vývojové studium membránových proteinů
Vosolsobě, Stanislav ; Schwarzerová, Kateřina (vedoucí práce) ; Baluška, František (oponent) ; Štorchová, Helena (oponent)
Evolučně-vývojové studium membránových proteinů Mgr. Stanislav Vosolsobě Školitelka: Kateřina Schwarzerová Disertační práce Abstrakt Různými přístupy fylogenetické a funkční analýzy vybraných membránových signálních proteinů jsem přinesl nové důkazy, které podporují hypotézu, že molekulární evoluce proteinových rodin je výrazně dynamický, nikoliv konzervativní, proces. U rodiny periferních plasmalemových proteinů DREPP vázajících vápník, které jsou specifické pro rostlinou linii Euphyllophyta, jsem nalezl mnoho nezávislých genových duplikací spojených s vysokou flexibilitou způsobu, jakým proteiny interagují s membránou. Porovnáním třech rodin proteinů zajišťujících transport auxinu, PIN-FORMED, LAX a PILS, jsem zjistil, že se objevily na zcela odlišných úrovních evolučního stromu rostlinné říše, a ačkoliv se podílejí na fundamentálních morfogenních procesech, jako je buněčná diferenciace, zakládání orgánů a tropismy, přičemž jejich ztrátové mutace mají velmi silný fenotypový projev, prodělaly tyto genové rodiny na různých taxonomických úrovních řadu duplikací a ztrát, z čehož vyplývá, že i klíčové fyziologické procesy sdílené napříč rostlinami mohou být vykonávány proteiny podléhajícími současné evoluci. Evolučně- vývojová syntéza funkčních a fylogenetických výsledků musí být tudíž konána s velkou...
|
|
|
Analýza dynamiky CESA komplexů v rostlinách s narušeným cytoskeletem
Dubenecká, Kamila ; Schwarzerová, Kateřina (vedoucí práce) ; Malínská, Kateřina (oponent)
Základem této studie jsou mutantní rostliny s poškozeným ARP2/3 komplexem v jedné z jeho podjednotek (arpc5 a arp2). Zároveň tyto rostliny exprimují podjednotku CESA6 komplexu celulózasyntáz primární buněčné stěny označenou YFP. Pohyb takto označených celulózasyntázových komplexů lze díky moderním zobrazovacím technologiím pozorovat in vivo na plazmatické membráně. K měření rychlosti CESA komplexů byla použita analýza kymogramů. Kromě pozorování CESA komplexů přímo na plazmatické membráně byly prováděny pokusy s regenerací buněčné stěny u protoplastů mutantních arpc5 a wildtype rostlin Arabidopsis thaliana. Bylo zjištěno, že pozorované mutantní rostliny arpc5 a arp2 mají oproti WT pomalejší CESA komplexy a protoplasty arpc5 pomaleji obnovují celulózní síť buněčné stěny. Klíčová slova: Syntéza celulózy, ARP2/3 komplex, CESA, rychlost CSC, arpc5, arp2, Arabidopsis thaliana.
|
|
|
Endocytóza u rostlin
Svitáková, Lenka ; Krtková, Jana (vedoucí práce) ; Hála, Michal (oponent)
Endocytóza je proces typický pro eukaryotické buňky. Jedná se o proces pučení plasmatické membrány, při kterém dochází k vytvoření membránového váčku se specificky selektovaným nákladem. Váček je následně pohlcen buňkou. Endocytóza má zásadní vliv na růst a vývoj rostlin, a to nejen příjmem živin z extracelulárního prostoru, ale i změnou lipidového složení membrán, které zásadně ovlivňuje buněčnou signalizaci. U rostlin je známo několik typů endocytózy, liší se od sebe proteinovým aparátem, který se na jejich průběhu podílí. Nejprostudovanějším typem endocytózy u rostlin je endocytóza zprostředkovaná klatrinem. Ta probíhá v pěti na sebe navazujících krocích, o kterých se u rostlin ví prozatím méně detailů než u živočišných buněk. V první části své práce popisuji dosavadní poznatky o průběhu endocytózy zprostředkované klatrinem a o hráčích, které se na ní v rostlinách podílejí. Zmiňuji také způsoby, kterými umí rostlinná buňka proces endocytózy regulovat. V závěrečné části své práce shrnuji poznatky o dalších, recentně objevených a prozatím neprobádaných typech endocytózy, které jsou nezávislé na klatrinu. Detaily těchto endocytických cest nejsou prozatím známy. Jsou jimi endocytóza spojená s membránovými mikrodoménami a fluid-phase endocytóza. Další zkoumání by mohlo napomoci porozumění tomu, jaký...
|
|
|
Vliv hliníkové toxicity na dynamiku rostlinných kortikálních mikrotubulů
Pohl, Jana ; Schwarzerová, Kateřina (vedoucí práce) ; Pejchar, Přemysl (oponent)
Toxicita hlinitých iontů je hlavním faktorem omezujícím růst rostlin na kyselých půdách. Hliník inhibuje růst kořenů během několika minut po ošetření. Mechanismus a primární cíl jeho působení je doposud neznámý. V této diplomové práci byl studován vliv hliníkové toxicity na dynamiku kortikálních mikrotubulů u WT a pldα1 rostlin pomocí EB1a-GFP markeru. Aplikace hlinitých iontů vedla k okamžitému nárůstu rychlosti polymerace nově syntetizovaných kortikálních mikrotubulů v elongační i tranzientní zóně kořene. Nicméně mikrotubuly tranzietní zóny jsou mnohem citlivější vůči působení hlinitých iontů, protože naměřený nárůst rychlosti polymerace vyvolaný hlinitými ionty byl vyšší než v zóně elongační. Rostliny postrádající enzym PLDα1 vykazovaly mnohem vyšší dynamiku na plus koncích kortikálních mikrotubulů oproti WT během AlCl3 stresu, což jim umožňovalo rychleji reagovat na stresové podmínky. Mutanty se lépe vyrovnávaly s hlinitými ionty a 100 μM koncentrace měla u pldα1 dokonce benefiční vliv na růst kořenů oproti působení pouze nízkého pH. Z výsledků usuzuji, že enzym PLDα1 ovlivňuje dynamiku mikrotubulů. Mikrotubuly pldα1 rostlin byly dynamičtější, rychleji polymerovaly v odpovědi na hlinité ionty, díky čemuž byly odolnější vůči stresu. Změny v dynamice mikrotubulární sítě by mohly být důležitým...
|
|
|
Úloha proteinu NtRGS1 v buněčné signalizaci a regulaci růstu buněk tabákové linie BY-2.
Šonka, Josef ; Srba, Miroslav (vedoucí práce) ; Martinec, Jan (oponent)
4 Abstrakt Práce je zaměřena na studium významu regulátoru G-proteinové signalizace NtRGS1 v regulaci růstu a dělení buněk tabákové linie BY-2. Protein NtRGS1 je významným kandidátem na úlohu receptoru vázaného na heterotrimerní G-proteiny u rostlin. Heterotrimerní G-proteiny jsou součástí jednoho z klíčových mechanizmů buněčné signalizace eukaryot. Základní principy G-proteinové signalizace jsou shodné v živočišných i rostlinných systémech. Specifikem této signalizace u rostlin je odlišná kinetika enzymatické aktivity Gα podjednotky G-proteinového heterotrimeru. Rozdíly v enzymové kinetice Gα jsou úzce spjaty s chimérickou povahou a funkcí studovaného regulátoru G-proteinové signalizace (RGS). Vzájemná interakce Gα podjednotky a regulátoru je zcela zásadní pro regulaci spouštění buněčné signalizace prostřednictvím G-proteinového heterotrimeru. V rámci charakterizace proteinu NtRGS1 byly vytvořeny zkrácené konstrukty příslušného genu ve fúzi s GFP za účelem analýzy vlivu jednotlivých úseků proteinu na jeho buněčné směrování. Dále byly popsány vlivy ošetření vybranými látkami, zejména cukry, na změny lokalizace proteinu NtRGS1 a jeho zkrácené verze a v daných podmínkách byla zdokumentována i exprese genů pro Gα a NtRGS1. V poslední řadě byly popsány vlivy modulace exprese genu NtGPA1 (Gα) a NtRGS1 na růstové...
|
|
|
Role komplexu ARP2/3 v rostlinné buňce
Schiebertová, Petra ; Schwarzerová, Kateřina (vedoucí práce) ; Martinec, Jan (oponent)
1 Abstrakt ARP2/3 proteinový komplex je komplex sedmi proteinů (ARP2, ARP3 a ARC1- ARPC5) s poměrně konzervovanou strukturou. ARP2/3 komplex rozvětvuje a nukleuje nová aktinová vlákna. Tato diplomová práce je zaměřena na studium role a důležitosti jednotlivých podjednotek komplexu ARP2/3 u rostlin. Jedním ze zásadních cílů práce je zjistit, zda komplex ARP2/3 může zachovávat alespoň částečně svou funkci, pokud jedna či více podjednotek není k dispozici. Dále zda jednotlivé podjednotky nehrají další, rostlinně-specifické role a zda jsou si podjednotky navzájem funkčně rovnocenné. Hlavním způsobem dosažení výše zmíněných cílů je získání a analýza single mutantů a vícečetných mutantů rostlin Arabidopsis thaliana v genech pro podjednotky ARP2/3 komplexu. Po porovnání fenotypů několika mutantních linií je zřejmé, že všechny podjednotky si funkčně rovnocenné nejsou. Nejsilnější fenotypový projev má většinou ztráta ARPC5 podjednotky. Naopak ztráta ARPC3 a ARPC2b podjednotky má pouze slabé fenotypové projevy. Protože některé fenotypy, jako např. fenotyp zkroucených trichomů, byl detekován jen v některých mutantních liniích, zatímco např. fenotyp rychlejší gravitropické reakce kořenů či fragmentace vakuolárního systému byl detekovatelný u všech analyzovaných mutantů, lze usoudit, že různé podjednotky se uplatňují v...
|
|
|
Role proteinu ARPC2 v rostlinné buňce
Šlajcherová, Kateřina ; Schwarzerová, Kateřina (vedoucí práce) ; Klíma, Petr (oponent)
Lokalizace proteinu ARPC2 v rostlinné buňce Kateřina Šlajcherová 1 Abstrakt Aktinový cytoskelet je všudypřítomný a plní mnohé nezastupitelné role. Na nukleaci aktinu se u rostlin vedle forminů podílí také ARP2/3 komplex (actin-related protein), složený ze sedmi podjednotek (ARP2, ARP3, ARPC1-C5) a aktivovaný proteinovým komplexem SCAR/WAVE. ARP2/3 komplex je vázán na membránu, vedle nukleace též větví existující mikrofilamenta a mutanti v ARP2/3 komplexu u většiny organismů vykazují vážné poruchy. Rostlinní mutanti mají však mírné fenotypy, např. mutant Arabidopsisi thaliana postrádající ARPC2 (dis2-1) má deformované trichomy a buňky listové epidermis, jeho viabilita však není zasažena. Cílem této práce bylo zmapovat lokalizaci proteinu ARPC2 v rostlinné buňce a detailněji prozkoumat roli ARP2/3 komplexu v morfogenezi rostlinné buňky. Tabáková podjednotka ARPC2 (NtARPC2) byla vizualizována pomocí fúzního proteinu i imunofluorescenčně pomocí protilátek v rostlinách Arabidopsis a byly provedeny experimenty s cílem kolokalizovat ji s aktinovým i mikrotubulárním cytoskeletem, s mitochondriemi a membránovými organelami. Vizualizace byly provedeny na konfokálním i TIRF mikroskopu. Bylo zjištěno, že protein GFP-NtARPC2 má v rostlině podobu motilních teček, jejichž pohyb, nikoli však existence, je závislá na...
|
|
|
MAPs, proteiny asociované s mikrotubuly v rostlinných buňkách
Benáková, Martina ; Krtková, Jana (vedoucí práce) ; Vinopal, Stanislav (oponent)
1. Abstrakt a klíčová slova Mikrotubuly (MT) jsou jednou ze základních buněčných struktur. Jejich vlastnosti a funkce jsou ovlivňovány a modifikovány dalšími proteiny, které můžeme zahrnout do skupiny proteinů asociovaných s mikrotubuly (MAPs, microtubule-associated proteins). Výzkum MAP a jejich různorodých funkcí se v posledních letech prudce rozvíjí. Některé MAP ovlivňují dynamiku MT, jiné mají spíše strukturní funkci - propojují jednotlivá MT vlákna s rozličnými buněčnými strukturami, jako jsou ostatní MT, proteiny, organely, aktinový cytoskelet či plasmatická membrána. Mnoho popsaných MAP proteinů má homology v rámci celé eukaryotické říše, příkladem je rodina MAP65 nebo EB1 (END BINDING 1), je proto zajímavé sledovat, zda a jak se rostlinné MAP svými funkcemi liší od svých živočišných homologů. Na druhou stranu jsou popsány také rostlinně specifické MAP s unikátními funkcemi v rostlinné buňce, například ATK5 či SPR1 (SPIRAL 1). Tato bakalářská práce je literární rešerší, jejímž cílem je zpracovat přehled rostlinných MAP, charakterizovat je a popsat, pokud jsou známy, jejich funkce z hlediska buňky i celého rostlinného organismu. Klíčová slova: cytoskelet, mikrotubuly, proteiny asociované s mikrotubuly, rostlinná buňka, růst a vývoj
|
host ::
RSS.