|
|
Nové poznatky v metabolismu auxinu
Helusová, Lenka ; Müller, Karel (vedoucí práce) ; Ryšlavá, Helena (oponent)
Auxin je nejdéle známý fytohormon s mnoha funkcemi. Podílí se na vývoji zárodku, vegetativním i generativním vývoji, reakci rostlin na stres, a též na jejich senescenci a smrti. Aktivita auxinu v rostlinných buňkách a pletivech je často přirovnávána k působení morfogenů, tj. působení látek, jejichž koncentrace vyvolává přesně definovanou odpověď v podobě tvarování pletiv či orgánů. Vedle mezibuněčného a vnitrobuněčného transportu auxinu jsou hlavními určovateli koncentračních gradientů auxinu jeho biosyntéza a metabolismus. Bez ohledu na délku trvání studia auxinu, není komplexita regulace metabolických drah stále dobře poznána. Tato práce si klade za cíl shrnout současné poznatky o metabolismu auxinu v rostlinách, tj. jeho biosyntetické dráhy, konjugaci a oxidaci, a dát je do kontextu se staršími výsledky.
|
|
|
Evoluce auxinového metabolismu, signalizace a transportu v zelené linii (Viridiplantae)
Schmidt, Vojtěch ; Petrášek, Jan (vedoucí práce) ; Fendrych, Matyáš (oponent)
Fytohormon auxin je esenciální koordinátor růstu a vývoje suchozemských rostlin. Avšak mechanismy jeho působení u řas jsou nám doposud málo známé, neboť začaly být zkoumány relativně nedávno. Současný pokrok se zakládá hlavně na sekvenčních datech, přičemž jsou identifikovány homologní geny související s mechanismy účinku auxinu, tedy s jeho metabolismem, signalizací a transportem u vyšších rostlin. Biosyntéza auxinu předcházela rozdělení chlorofyt a streptofyt. Pokročilejší regulování hladiny auxinu konjugací se týká spíše suchozemských rostlin. První signalizační procesy byly pravděpodobně na netranskripční úrovni. Jaderně lokalizovaná auxinová signální dráha regulující transkripci mohla být sestavena z velmi starých komponent dříve s auxinem nesouvisejících. U charofyt tato dráha neexistuje, jsou však přítomny domény některých komponent. Kompletní auxinová regulace transkripce vznikla zřejmě až po přechodu na souš. Transport z buňky byl jeden z prvních mechanismů regulace hladiny auxinu. Sofistikovanější transportní přenašečový systém se začal rozvíjet u charofyt, u kterých byl také prokázán polární transport auxinu. Auxin tedy figuroval jako signální látka u primitivních řas, ale spektrum jím regulovaných procesů se začalo dramaticky rozšiřovat s přechodem na souš. Pro budoucí výzkum této...
|
|
|
Molecular basis for regulation of cell wall pH in Arabidopsis thaliana
Bogdan, Michal ; Fendrych, Matyáš (vedoucí práce) ; Retzer, Katarzyna (oponent)
Stěny rostlinných buněk jsou jednou z definujících částí rostlinné buňky. Vyznačují se schopností odolávat tlaku turgoru, dávat rostlinám jejich tuhost a zároveň dovolit rostlinným buňkám růst. Rostlinná buněčná stěna je kompozitní materiál, který se skládá z různých prvků, a proto nám znalost složení rostlinných buněčných stěn pomáhá pochopit dopad zmíněných změn pH. Změny vlastností buněčných stěn rostlin vedou ke změně rychlosti růstu rostlinných buněk. Hlavním příkladem změn vlastností stěny vyvolanými změnou pH je kyselý růst. Ačkoliv byl kyselý růst dlouhodobě studován, stále ještě zcela nerozumíme jeho mechanismům, protože jsme zatím neidentifikovali všechny činitele podílející se na kyselém růstu a naše schopnosti určovat pH apoplastu jsou omezené. Lokální fluktuace pH buněčné stěny vznikají v důsledku toho, že rostlinné orgány mají různé role a jsou ovlivňovány různorodými podněty. Navzdory skutečnosti, že v posledních dvou desetiletích byly vyvinuty nové techniky měření pH, jako jsou například geneticky kódované fluorescenční sondy, stále existuje potřeba vyššího časového a prostorového rozlišení analýzy pH. Klíčová slova: Arabidopsis, pH apoplastu, buněčný růst, teorie kyselého růstu, buněčná stěna, auxin, měření pH apoplastu
|
|
| |
|
|
Mechanisms of establishment and maintenance of PIN polarity in Arabidopsis
Glanc, Matouš ; Friml, Jiří (vedoucí práce) ; Grebe, Markus (oponent) ; Luschnig, Christian (oponent)
Buněčná polarita představuje v biologii rostlin klíčový koncept. Subcelulární lokalizace auxinových přenašečů rodiny Pin-formed (PIN) v kořeni "#$%&'()*&* je výrazně asymetrická, což činí z PIN proteinů důležitý model studia mechanismů regulujících buněčnou polaritu. I přes její význam pro rostlinný vývoj a dvě dekády usilovného výzkumu toho o molekulárním principu polarity PIN proteinů víme stále velmi málo. V této práci jsem se za využití pokročilých transgenních a fluorescenčně- mikroskopických přístupů zaměřil na studium několika aspektů regulace polarity PIN proteinů. Podílel jsem se na zavedení nového genetického nástroje pro inhibici endocytózy, který se ukázal velmi užitečným pro studium role endocytózy nejen v regulaci polarity PINů. Ukázal jsem, že apikální polarita proteinu PIN2 musí být po rozdělění buněk znovu ustavena a že tento proces závisí na endocytóze, sekreci nově syntetizovných proteinů a funkci WAG1 a příbuzných proteinových kináz; nikoli však na transcytóze, mezibuněčné signalizaci či neporušeném cytoskeletu. Nakonec jsem popsal dosud neznámou roli proteinů MAB4/MEL v regulaci polarity PINů, která spočívá ve schopnosti proteinů MAB4/MEL omezit laterální difuzi PIN proteinů v plazmatické membráně a tím přispět k udržení jejich polární lokalizace. Mé výsledky, kromě přispění k...
|
|
|
Mechanism of auxin transport across plasma membrane through PIN auxin efflux carriers
Lefnar, Radek ; Petrášek, Jan (vedoucí práce) ; Nodzynski, Tomasz (oponent)
Fytohormon auxin a jeho směrovaná distribuce hraje důležitou roli v regulaci mnoha procesech během vegetativního a reproduktivního vývoje rostlin. Regulace exprese, lokalizace a aktivity proteinů PIN-formed (PIN) je důležitá pro správný transport auxinu v rostlinných pletivech. Proteiny PIN byly popsány jako hlavní přenašeče auxinu z buněk regulující směrovaný tok auxinu. Vytvořené gradienty auxinu dávají jednotlivým částem rostliny informaci o koordinaci vývoje. Predikovaná topologie a struktura proteinů PIN je dodnes nedostatečně popsána a neumožnuje správné pochopení transportního mechanismu. Experimentální analýza domén proteinů PIN může pomoci pochopit jejich úlohu ve zprostředkování transportu auxinu. Cílem této práce bylo upravit C-terminální části proteinů PIN a poodhalit tak existenci pravděpodobných funkčních domén, které jsou zodpovědné za transport auxinu. Systém transientně transformované buněčné linie tabáku Bright Yellow-2 (BY-2) byl použit pro sledování rozdílů v transportní aktivitě jednotlivých PIN proteinů. Tento přístup umožnil nepřímo sledovat množství auxinu v BY-2 buňkách pomocí DR5 reportérového systému. Tranzientně exprimované PIN proteiny navodily snížení intracelulárního auxinu, na které nepřímo poukázalo snížení signálu DR5rev::mRFP. Tranzientně exprimované modifikované...
|
|
|
Úloha cytoskeletu v auxinovém transportu
Kebrlová, Štěpánka ; Petrášek, Jan (vedoucí práce) ; Mašková, Petra (oponent)
Auxiny jsou třídou rostlinných hormonů (fytohormonů), z nichž hlavním přirozeně se vyskytujícím auxinem je indol-3-octová kyselina (IAA). Auxiny se kvůli jejich vlivu na regulaci dělení a prodlužování buněk podílejí na mnoha vývojových a fyziologických procesech jako je například vývoj embrya, tvorba cévního pletiva a tropizmy. Tyto účinky jsou často zprostředkovány směrovaným transportem auxinu, který je tak přítomen v široké škále koncentrací v buňkách i celých pletivech. Auxin je lokálně transportován z buňky do buňky z malé části difuzí a většinu transportu pak zprostředkují auxinové přenašeče umístěné na plazmatické membráně (PM). Mezi ně patří přenašeče rodiny AUX1/LAX (AUXIN RESISTANT 1/LIKE AUX1), pomáhající toku auxinu do buňky a přenašeče rodin PIN- FORMED (PIN) a ABCB/PGP (z anglického ATP-binding cassette subfamily B/P- glycoprotein), účastnící se toku auxinu směrem z buňky. Tyto proteiny jsou do různé míry závislé na systému membránových váčků, putujících podél aktinového cytoskeletu, který zajišťuje také tzv. cyklování těchto váčků mezi PM a endozomálním prostorem buněk. Regulace transportu auxinu je možná na více úrovních zahrnujících ovlivnění exprese genů pro přenašečové proteiny, regulaci jejich umisťování a aktivity a degradace. Transport auxinu může být regulován auxinem...
|
|
|
Vliv transportu auxinu na regulaci vyrůstání kotylárních pupenů hrachu
Macoszek, Ondřej
Cílem této diplomové práce bylo studium role polárního transportu auxinu v regulaci vyrůstání kotylárních pupenů hrachu setého (Pisum sativum L.) v souvislosti s kompetitivní kanalizací auxinových zdrojů. Dekapitací růstového vrcholu jako primárního zdroje auxinu byly kotylární pupeny uvolněny z inhibice. Toto uvolnění bylo provázeno zvýšenou expresí genů auxinových přenašečů PsPIN1 a PsAUX1 a poklesem exprese genů PsDRM1 a PsBRC1 spojovaných s dormantním stavem rostlinného pletiva. V další fázi byly provedeny různé způsoby exogenní aplikace auxinu na pahýly dekapitovaných rostlin a dynamika růstu kotylárních výhonů. Aplikace auxinu shora místo dekapitovaného růstového vrcholu zabrzdila vyrůstání kotylárních pupenů, jeho jednostranná boční aplikace na stonkový pahýl brzdila vyrůstání kotyláru na straně aplikace. Oboustranná aplikace auxinu vyrůstání kotylárů nebrzdila, dokud nebyly tyto zdroje izolovány plastovým insertem, coţ mělo za následek výraznou inhibici růstu obou kotylárů. Při oboustranné aplikaci zdroje auxinu si tyto vzájemně brání v kanalizaci, zatímco při jejich izolaci plastovým insertem byla kanalizace pozorována a došlo ke vzniku dvou nezávislých auxinových kanálů. Analogii této kompetice lze předpokládat i v případě kotylárních pupenů, tedy dvou potenciálních zdrojů auxinu.
|
|
|
Homeostáze rostlinných hormonů: vzájemné působení mezi auxiny a cytokininy
Doležálková, Lucie ; Zažímalová, Eva (vedoucí práce) ; Dračínská, Helena (oponent)
4 AbstraktAbstraktAbstraktAbstrakt Vzájemná kooperace fytohormonů je jedním z ústředních témat biologie rostlin už od 19. století. Díky pokrokům v molekulární biologii je v současnosti objasněna řada metabolických drah spojených s jednotlivými skupinami fytohormonů, nicméně jejich kooperace nám z větší části zůstává stále neznámá. Cílem této práce je posouzení účinků exogenní aplikace různých zástupců cytokininů na listové segmenty ovsa setého (Avena sativa) - a to jak specificky na hladiny fytohormonů, tak i v širším fyziologickém kontextu (vzhledem k jejich senescenci) V práci jsme prokázali zvýšení hladin auxinu následkem exogenní aplikace vybraných cytokininů a poukázali na biologickou aktivitu trans-zeatin-9-glukosidu (považovaného dosud za ireverzibilní deaktivační formu) ve vybraném rostlinném modelu. Klíčová slova: fytohormony, auxin, cytokininy, Avena sativa, senescenční biotest
|
|
| |
host ::
RSS.