|
|
Vliv Arp2/3 komplexu na strukturu vakuomu, cytoplasmatické proudění a pohyblivost diktyosomů.
Semerák, Matěj ; Schwarzerová, Kateřina (vedoucí práce) ; Eliášová, Kateřina (oponent)
Aktinová vlákna jsou v rostlinných buňkách nukleována dvojím způsobem: Zatímco růst jednotlivých mikrofilament nebo jejich svazků umožňují různé typy forminů, větvené sítě vznikají působením komplexu Arp2/3. Mutace v genech těchto nukleátorů vedou k rozličným fenotypovým projevům. Tato práce zkoumá především důsledky nefunkčnosti podjednotek Arp2/3 komplexu pro nitrobuněčnou pohyblivost (cytoplasmatické proudění, stop-and-go skoky cisteren Golgiho aparátu), neboť tato dosud nebyla nikým rozsáhleji studována, a snaží se též kvantifikovat již známý vliv mutací genů pro podjednotky ARP2 a ARPC5 na morfogenesi vakuomu. Pro porovnání bylo při měření cytoplasmatického proudění uskutečněno také několik experimentů s rostlinami mutantními v genu pro formin FH1. Pokusy byly prováděny s modelovou rostlinou Arabidopsis thaliana. Metodika zejména zahrnovala transformaci fluorescenčními markery pomocí Agrobacterium tumefaciens (případně použití fluorescenční barvy), mikroskopii (standardní i konfokální) a následné vyhodnocení získaných dat v počítači. Při studiu cytoplasmatického proudění bylo zkoumáno též působení cytoskeletální drogy latrunculinu B. Výstupy neprokázaly, že by se defekty Arp2/3 komplexu projevovaly na chování diktyosomů; také nevyvolávají žádné obecné změny v toku cytoplasmy. Předběžná data naznačují,...
|
|
|
Vizualizace a analýza distribuce komplexu ARP2/3 v rostlinách
Martinek, Jan ; Schwarzerová, Kateřina (vedoucí práce) ; Libusová, Lenka (oponent)
Aktinový cytoskelet je velmi dynamická struktura, která podléhá neustálé přestavbě polymerací, depolymerací, stříháním, svazkováním a větvením. Jedním z faktorů řídících polymeraci aktinu je ARP2/3, heteroheptamerický proteinový komplex evolučně konzervovaný takřka u všech euka- ryotických organismů. Podjednotky ARP2 a ARP3 se strukturou podobají monomeru aktinu a tvoří v rámci komplexu nukleační centrum pro polymeraci nových aktinových vláken. Komplex je navíc schopen nasedat na již existující mikrofilamenta a vytvářet nové větve pod úhlem cca 70 ř. V živočišných buňkách hraje komplex ARP2/3 klíčovou roli v buněčné motilitě skrze tvorbu la- mellipodií a jeho mutace jsou obvykle letální. U rostlin mají mutanti pouze mírné fenotypové pro- jevy na úrovni buněčné morfologie, jako jsou deformované trichomy nebo méně laločnaté pokož- kové buňky. Abychom objasnili funkci komplexu ARP2/3 v rostlinách, rozhodli jsme se jej vizua- lizovat in vivo v diferencovaných buňkách Arabidopsis thaliana pomocí translační fúze jednotli- vých podjednotek s GFP. Fúzní proteiny GFP-AtARPC2 a GFP-AtARPC5 po transformaci do mu- tantů postrádajících odpovídající podjednotku komplexu komplementovaly mutaci a zachránily deformovaný fenotyp trichomů. Oba fúzní proteiny vykazovaly stejnou difusní lokalizaci v cyto- plasmě, v...
|
|
|
Phenotypic analysis of epidermal cells in Arabidopsis thaliana plants with impaired actin cytoskeleton
Miklánková, Pavlína ; Schwarzerová, Kateřina (vedoucí práce) ; Kulich, Ivan (oponent)
Aktinový cytoskelet se v rostlinách podílí na regulaci mnoha procesů, jako jsou například správná morfogeneze buněk a celého organizmu, pohyb organel, regulace dělení buněk. Jeho dynamika a polymerace je regulována různými komplexy a asociovanými proteiny, mezi které patří i ARP2/3 komplex. Ten vlákna aktinu nukleuje de novo a napomáhá jejich větvení. Tato diplomová práce pojednává o úloze aktinu a ARP2/3 komplexu v rozličných procesech probíhajících v rostlinných buňkách. První část práce je zaměřena na úlohu aktinu v morfogenezi, druhá část se soustřeďuje na úlohu aktinu v endocytóze v pokožkových buňkách. Při výzkumu důležitosti jednotlivých složek cytoskeletu v morfogenezi rostlin vyšlo najevo, že mikrotubuly jsou pro růst rostlin klíčově důležité. Při narušení aktinového cytoskeletu pomocí jedu latrunkulinu B docházelo k nehomogenní odpovědi rostlin. Je známo, že ztráta komplexu ARP2/3 se projevuje u Arabidopsis thaliana specifickou malformací trichomů, které se nazývají distorted trichomy. Bylo zjištěno, že ztráta aktinových izoforem není spojena se závažnou malformací trichomů s tím, že nejvýraznější projev měla ztráta proteinu ACT7. Dále bylo zjištěno, že fenotyp typu distorted nebyl ve wt ani v aktinových mutantních rostlinách indukován ani aplikací latrunkulinu B. Nakonec bylo zjištěno,...
|
|
|
Vizualizace buněčných struktur listu Malus domestica pro účely studia interakce s patogenem Venturia inaequalis
Zajícová, Iveta ; Schwarzerová, Kateřina (vedoucí práce) ; Mašková, Petra (oponent)
Houbový patogen Venturia inaequalis způsobuje strupovitost jabloní, nejzávažnější chorobu těchto dřevin. Poznatky získané o odpovědi jabloně na napadení strupovitostí na buněčné a pletivové úrovni jsou nedostačující. Zavedení metod vizualizace buněčných komponent listu jabloně je klíčové pro studium interakce Malus-Venturia na buněčné a pletivové úrovni. V této práci byl úspěšné zaveden pokusný rostlinný materiál v in vitro i ex vitro podmínkách a optimalizována metoda infekce rostlin konidiemi patogena. Pro vizualizaci buněčných struktur v listu jabloně byly využity metody vitálního značení, in situ imunolokalizace, transformace, environmentální skenovací elektronové mikroskopie a konfokální mikroskopie. Z buněčných struktur listu jabloně byl vizualizován cytoskelet, buněčná stěna a kutikula. Dále byly provedeny předběžné experimenty sledující změny struktur buněčné stěny indukované napadením V. inaequalis. Dále byly během ontogeneze listů sledovány změny kutikuly, která představuje první bariéru pro průnik patogena během infekce. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
|
|
|
Role PLD v raných fázích toxického působení hliníku
Poláková, Lucie ; Schwarzerová, Kateřina (vedoucí práce) ; Malínská, Kateřina (oponent)
Toxicita hliníkových iontů v kyselých půdách je celosvětově hlavní limitující faktor pro pěstování plodin. Hlavním symptomem toxicity hlinitých iontů je rychlé zastavení růstu kořenů. Mechanismus toxického působení hliníku na rostliny není stále odhalen. V této práci byla řešena otázka, zda fosfolipázy PLDα1 a PLDδ mohou hrát v roli v mechanismu působení hlinitých iontů na kořeny rostlin. Byla porovnávána reakce rostlin postrádajících PLDα a PLDδ na působení hlinitých iontů v hydroponickém roztoku. Nejcitlivější zónou kořenů byla transientní zóna, ve které buňky odumíraly nejdříve. Bylo dále zjištěno, že pldα1 rostliny byly na působení hlinitých iontů méně citlivé, neboť jejich kořeny vykazovaly menší inhibici růstu než WT. Pldδ rostliny se ve své reakci na hliník nelišily od WT rostlin. Během další analýzy reakce pldα1 rostlin bylo zjištěno, že kořenové buňky během toxického působení hliníku byly schopny buněčné expanze, neboť v kořenech rostoucích v médiu s hliníkem vytvářely malformace. Tento jev byl spojen s rychlejší reorientací až depolymerací kortikálních mikrotubulů v reakci na toxické působení u rostlin pldα1 v porovnání s WT rostlinami. Výsledky naznačily, že PLDα1 molekula ovlivňuje stabilitu kortikálních mikrotubulů. V rostlinách postrádající PLDα1 byly mikrotubuly méně stabilní a...
|
|
|
Rostlinná centra organizující mikrotubuly
Škrdlová, Iveta ; Schwarzerová, Kateřina (vedoucí práce) ; Libusová, Lenka (oponent)
V eukaryotických buňkách jsou mikrotubuly nukleovány a organizovány prostřednictvím proteinové struktury nazývané centrum organizující mikrotubuly. Napříč eukaryotickými organismy existuje velká diverzita ve struktuře a morfologii těchto struktur. Mezi nejznámější konkrétní centra organizující mikrotubuly, tedy taková centra, kde jsou mikrotubuly nukleovány pouze z jednoho nebo dvou míst v buňce, patří živočišný centrozom, kvasinkové polární tělísko dělícího vřeténka a bazální tělíska bičíkového aparátu. V buňkách vyšších rostlin jsou tato konkrétní centra organizující mikrotubuly nahrazena rozptýlenými centry, neboť jsou zde mikrotubuly nukleovány z více míst rozptýlených v buňce. Konkrétní centra organizující mikrotubuly se v buňkách suchozemských rostlin vyskytují jen zřídka. Mezi tato konkrétní centra patří bicentrioly a blefaroplasty dávající vznik lokomočnímu aparátu pohyblivého spermatozoidu mechorostů, kapraďorostů, cykasů a jinanu. Dalším typem konkrétního centra organizujícího mikrotubuly u mechorostů jsou polární organizátory, povrch jaderné membrány a povrch plastidu v mitotických i meiotických buňkách. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
|
|
|
Hledání mechanismů a funkce interakce mikrotubulárního cytoskeletu s dalšími složkami v rostlinné buňce
Krtková, Jana ; Schwarzerová, Kateřina (vedoucí práce) ; Vaňková, Radomíra (oponent) ; Ovečka, Miroslav (oponent)
Mikrotubulární cytoskelet se v rostlinných buňkách účastní mnoha důležitých dějů během dělení, růstu a vývoje. Výkon jeho četných funkcí je však umožněn interagujícími proteiny, které jednak modulují jeho dynamiku a organizaci, jednak umožňují funkční či strukturní propojení s dalšími složkami rostlinné buňky. Identifikace zprostředkovatelů těchto interakcí a jejich fyziologická funkce za specifických podmínek byla hlavní náplní předkládané dizertační práce. Pomocí biochemických metod byly identifikovány membránové proteiny, které zároveň kosedimentují s mikrotubuly. Překvapivě mezi nimi nebyli žádní zástupci klasických konzervovaných proteinů asociovaných s mikrotubuly (MAP), ale jednalo se o enzymy, chaperony a rostlinně specifické proteiny. Pro další studium jeho role související s rostlinnými mikrotubuly byl vybrán identifikovaný heat-shock protein 90 (Hsp90_MT). Rekombinantní Hsp90_MT se váže přímo na mikrotubuly a dimery tubulinu in vitro. Za vazbu není zodpovědná jeho ATP-vazebná doména. Hsp90_MT v BY-2 kolokalizuje s mikrotubuly fragmoplastu i s kortikálními mikrotubuly a podílí se na obnově mikrotubulů po jejich depolymeraci způsobené chladem. Dále se Hsp90 účastní postupu buněčného cyklu, jeho inhibice u rostlinných buněk blokuje buněčný cyklus v G1 fázi. Na základě literárního studia...
|
|
|
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 of cytoskeleton in plant cell morphogenesis
Miklánková, Pavlína ; Schwarzerová, Kateřina (vedoucí práce) ; Sekereš, Juraj (oponent)
Bunky sú schopné nadobúdať nepreberné množstvo tvarov, v čom hrá dôležitú úlohu cytoskelet. Ovplyvňuje depozíciu materiálov bunečnej steny, reguluje pohyb vačkov po bunke, podieľa sa na exocytóze a endocytóze. Kortikálne mikrotubuly ovplyvňujú ukladanie celulózy do bunečnej steny a tým udávajú smer bunečnej expanzie, hoci presný súvis medzi mikrotubulami a celulózou zostáva nevyjasnený. Aktín podporuje rast a prispieva k jeho priestorovej regulácii vo vrcholovo aj difúzne rastúcich bunkách. Je dôležitý pri sekrécii v expandujúcich bunkách, ale jeho presné funkcie pri riadení bunečného rastu nie sú ešte celkom vysvetlené. Pre lepšie pochopenie, ako spolu súvisia aktínový a mikrotubulárny cytoskelet v morfogenéze rastlinných buniek, sa používajú analýzy mutantov, spektroskopické metódy, cytoskeletárne jedy, fluorescenčné proteíny a ďalšie metódy. Dobrým modelom pre výskum sú epidermálne a trichómové bunky Arabidopsis thaliana, na ktorých prebieha väčšina štúdii.
|
|
|
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...
|
host ::
RSS.