|
|
Význam rostlinných proteinů z podrodiny ABCB pro transport auxinu
Kubeš, Martin ; Zažímalová, Eva (vedoucí práce) ; Hejátko, Jan (oponent) ; Reinöhl, Vilém (oponent)
Polární transport auxinu poskytuje základní informaci o směru a poloze pro řadu vývojových procesů v rostlinách. Na buněčné úrovni je uskutečňován jak pasivní difuzí tak aktivním transportem prostřednictvím membránových proteinů - AUX1/LAX, PIN a ABCB. Cílem této disertační práce bylo charakterizovat roli ABCB1, ABCB4 a ABCB19 proteinů v polárním transportu auxinu s využitím transformovaných tabákových BY-2 buněčných linií. Ukázalo se, že lokalizace ABCB1, 4 a 19 proteinů na plazmatické membráně (PM) je nepolární. ABCB4 protein na PM byl po ošetření inhibitory auxinového transportu do buňky (1-NOA, 2-NOA a CHPAA) stabilnější; navíc využití ABCB4 buněčné linie pomohlo odhalit nové vlastnosti endocytotických markerů - FM barviv. Indukce ABCB19 proteinu vedla ke snížení akumulace 3 H-NAA s charakteristickým buněčným fenotypem, podobně jako u PIN7 overexprimované buněčné linie. Tento charakteristický fenotyp mohl být v případě PIN7 overexprimované buněčné linie zvrácen aplikací NPA jako inhibitoru transportu auxinu ven z buněk, zatímco v případě k NPA méně citlivé ABCB19 overexprimující buněčné linii ke zvrácení fenotypu nedošlo. Za důležité lze považovat, že se podařilo prokázat jedinečnou vlastnost ABCB4 proteinu: jeho duální koncentračně závislou funkci při transportu auxinu v kořenech Arabidopsis,...
|
|
| |
|
|
Visualization of root apoplastic pH in plants
Wernerová, Daša ; Fendrych, Matyáš (vedoucí práce) ; Paris, Nadine (oponent)
Orientované pohyby rostlin neboli tropismy umožňují rostlinám aktivně reagovat na různé podněty z prostředí a získat tak více světla, lepší přístup k výživě nebo zajistit růst kořenů hlouběji do půdy. Gravitropismus orientuje růst kořene podél vektoru gravitace. Gravitace je vnímána prostřednictvím sedimentace statolitů v kořenové čepičce, nicméně přesná signální dráha není zatím známa. Gravitropní stimulus vyvolává nerovnoměrnou redistribuci fytohormonu auxinu ve vnějších vrstvách buněk, která vede k rozdílnému růstu na vrchní a spodní straně kořene a způsobuje tak jeho ohnutí. Změny v redistribuci auxinu jsou doprovázeny změnami v pH apoplastu. Odhalení přesné povahy těchto změn by mohlo pomoci objasnit mechanismy signální dráhy v odpovědi na gravitropismus. Pro přesné měření pH mohou být využívány mikroelektrody, nejsou však vhodné pro dlouhodobé měření pH v rostoucích kořenech. V posledních letech se objevila různá pH senzitivní barviva a geneticky kódované senzory. Tyto mohou být použity pro dlouhodobé detekování změn pH v rostoucích kořenech in vivo. V předkládané práci jsem porovnala několik publikovaných pH senzitivních geneticky kódovaných senzorů a dostupných barviv v kořenech Arabidopsis thaliana. U pH senzitivních barviv jsem pozorovala značnou variabilitu v citlivosti detekce pH a...
|
|
|
Metylace DNA řízená malými RNA u Arabidopsis thaliana
Motylová, Šárka ; Fischer, Lukáš (vedoucí práce) ; Moravec, Tomáš (oponent)
Rozdílná transkripční aktivita různých oblastí genomu je zajišťována epigenetickými modifikacemi, mezi které patří metylace DNA, úprava N-koncových aminokyselin histonů a změny v zastoupení histonových variant. RNA interference je regulační proces, při kterém dochází prostřednictvím malých RNA odvozených z exogenních či endogenních sekvencí k posttrankripčnímu nebo transkripčnímu umlčení těchto sekvencí. 24-nukleotidové siRNA, tvořící část malých RNA, řídí de novo metylaci a spoluúčastní se udržování metylace DNA (RNA-directed DNA methylation; RdDM), která se podílí na transkripčním umlčení heterochromatinu a transponovatelných elementů, vyskytujících se u rostlin ve velkém množství. Pro krytosemenné je také charakteristická přítomnost RNA polymeráz IV a V účastnících se v této dráze, které byly poprvé objeveny v genomu Arabidopsis thaliana, jež se stala hlavní modelovou rostlinou i pro studium RdDM. Polymeráza IV přepisuje prekurzory siRNA; siRNA jsou následně asociované s AGO4 proteiny a navádějí metylační enzymy na cílové sekvence prostřednictvím komplementarity s transkripty polymerázy V.
|
|
|
Mechanizmus transportu cytokininů přes buněčnou membránu a jejich metabolizmus v buňkách tabákové suspenzní kultury BY-2
Klíma, Petr ; Zažímalová, Eva (vedoucí práce) ; Galuszka, Petr (oponent) ; Procházka, Stanislav (oponent)
MECHANIZMUS TRANSPORTU CYTOKININŮ PŘES BUNĚČNOU MEMBRÁNU A JEJICH METABOLIZMUS V BUŇKÁCH TABÁKOVÉ SUSPENZNÍ KULTURY BY-2 Mgr. Petr Klíma / Abstrakt dizertační práce / Praha, 2011 Cytokininy (CK) jsou rostlinné hormony, které v rostlinách hrají nezastupitelnou roli v celé řadě vývojových procesů. Podporují buněčné dělení, aktivní růst a diferenciaci, účastní se také mobilizace živin a asimilátů i odpovědi vůči stresům prostředí. Nativní CK jsou nízkomolekulární látky odvozené od adeninu, jež mohou fungovat buď jako místní signál nebo naopak jako signál na dlouhou vzdálenost. Vzhledem k mnoha fyziologickým efektům cytokininů musí být jejich výskyt přesně regulován jak na úrovni celé rostliny, tak na úrovni jednotlivých orgánů, pletiv i buněk. V tomto ohledu je pak nezbytná souhra metabolizmu a transportních procesů. Studie kinetiky transmembránového transportu cytokininů v buněčné suspenzi tabáku BY-2 poukazuje na existenci částečně selektivních cest pro vstup cytokininových bází a ribozidů cytokininů do rostlinných buněk, které jsou závislé na přísunu energie. HPLC analýza metabolitů akumulovaných cytokininů odhalila jejich rychlou degradaci nebo konverzi na fyziologicky neaktivní formy. Nejčastějším pozorovaným způsobem takové inaktivace byla degradace na adenin, anebo tvorba nukleotidové formy fosforylací...
|
|
|
Specificity of selected exocyst subunits in trichome development
Glanc, Matouš ; Žárský, Viktor (vedoucí práce) ; Binarová, Pavla (oponent)
Trichomy jsou jemné struktury epidermálního původu, které pokrývají povrch nadzemních orgánů většiny rostlin. Jednobuněčné trichomy Arabidopsis thaliana jsou dobře zavedeným modelem v buněčné a vývojové biologii rostlin, přesto je o procesech ukládání buněčné stěny během finální fáze zrání trichomu známo jen velmi málo. V naší laboratoři byla nedávno objevena role podjednotky poutacího komplexu exocyst EXO70H4 při zrání trichomu. V této práci byly za použití analýzy obrazu, histochemického barvení a FT-IR spektroskopie studovány defekty v buněčné stěně u ztrátového mutanta exo70H4. Bylo zjištěno, že mutace vede ke změně v ukládání pektinu a možná též ligninu a hemicelulóz. Byly připraveny transgenní linie s paralogy EXO70 exprimovanými pod promotorem EXO70H4 a jejich analýza ukázala, že nejbližší paralog EXO70H3 dokáže komplementovat mutaci EXO70H4, na rozdíl od paralogů EXO70A1 a EXO70B1. Na základě těchto výsledků jsou diskutovány otázky týkající se složení buněčné stěny trichomů, role EXO70H4 ve zrání trichomu a funkcí komplexu exocyst u rostlin. Klíčová slova: Arabidopsis, trichom, buněčná stěna, sekreční dráha, komplex exocyst, EXO70H4, FT-IR spektroskopie
|
|
|
Molecular mechanism of transport of plant hormone auxin into cells
Laňková, Martina ; Zažímalová, Eva (vedoucí práce) ; Stiborová, Marie (oponent) ; Opatrný, Zdeněk (oponent)
Nerovnoměrná distribuce regulátoru růstu rostlin (fytohormonu) auxinu zprostředkovává mnoho základních procesů ve vývoji rostlin. Auxin je transportován v rostlinném těle buď vaskulárním systémem nebo z buňky do buňky prostřednictvím tzv. polárního transportum auxinu (PAT). PAT zahrnuje pasivní transport auxinu do buněk difuzí kombinovaný s aktivním přenosem auxinových molekul prostřednictvím specializovaných přenašečů auxinu do buňky a z buňky. Tato práce je zaměřena na studium procesů podílejících se na přenosu auxinu do rostlinných buněk. Na základě molekulárně-biologické a biochemické charakterizace byla potvrzena funkce proteinu PaLAX1 z plané třešně Prunus avium jako přenašeče auxinu do buněk. Izolovaná cDNA genu PaLAX1 a jeho proteinové produkty jsou velmi podobné sekvencím cDNA a odpovídajících proteinových produktů genů rodiny AUX1/LAX z modelové rostliny A. thaliana, které kódují přenašeče auxinu do buněk. Na úrovni orgánů a jednotlivých buněk jsme prokázali, že nadprodukce proteinu PaLAX1 v transgenních liniích způsobuje zvýšení obsahu nativního auxinu kyseliny indol-3-octové i zvýšený příjem syntetického auxinu, kyseliny 2,4-dichlorfenoxyoctové. Dále byl zkoumán mechanismus účinku inhibitorů přenašeče auxinu do buňky kyseliny 1- naftoxyoctové (1-NOA), kyseliny 2-naftoxyoctové (2-NOA), a...
|
|
|
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...
|
|
|
Visualization of root apoplastic pH in plants
Wernerová, Daša ; Fendrych, Matyáš (vedoucí práce) ; Paris, Nadine (oponent)
Orientované pohyby rostlin neboli tropismy umožňují rostlinám aktivně reagovat na různé podněty z prostředí a získat tak více světla, lepší přístup k výživě nebo zajistit růst kořenů hlouběji do půdy. Gravitropismus orientuje růst kořene podél vektoru gravitace. Gravitace je vnímána prostřednictvím sedimentace statolitů v kořenové čepičce, nicméně přesná signální dráha není zatím známa. Gravitropní stimulus vyvolává nerovnoměrnou redistribuci fytohormonu auxinu ve vnějších vrstvách buněk, která vede k rozdílnému růstu na vrchní a spodní straně kořene a způsobuje tak jeho ohnutí. Změny v redistribuci auxinu jsou doprovázeny změnami v pH apoplastu. Odhalení přesné povahy těchto změn by mohlo pomoci objasnit mechanismy signální dráhy v odpovědi na gravitropismus. Pro přesné měření pH mohou být využívány mikroelektrody, nejsou však vhodné pro dlouhodobé měření pH v rostoucích kořenech. V posledních letech se objevila různá pH senzitivní barviva a geneticky kódované senzory. Tyto mohou být použity pro dlouhodobé detekování změn pH v rostoucích kořenech in vivo. V předkládané práci jsem porovnala několik publikovaných pH senzitivních geneticky kódovaných senzorů a dostupných barviv v kořenech Arabidopsis thaliana. U pH senzitivních barviv jsem pozorovala značnou variabilitu v citlivosti detekce pH a...
|
|
|
FUNCTIONAL ANAYSIS OF SELECTED EXO70 EXOCYST SUBUNITS IN PLANTS
Kubátová, Zdeňka ; Kulich, Ivan (vedoucí práce) ; Grossmann, Guido (oponent) ; Lichtscheidl-Schultz, Irene (oponent)
Unikátnost trichomů Arabidopsis thaliana tkví ve spojení jejich jednobuněčnosti a specifického tvaru, a tak jsme trichomy využili jako skvělý modelový systém pro výzkum mechanismů buněčné polarizace. Vývoj rostlinného těla je silně určen mechanismy buněčné polarizace a proteinový komplex exocyst je jed- ním z jejich klíčových regulátorů. Exocyst je tvořen osmi různými podjednotkami a při polarizované exo- cytóze váže sekretorické váčky na cílové membráně. Podjednotka EXO70 pomocí interakce s fosfolipidy značí konkrétní místo exocytózy na cílové membráně. Pozoruhodné zmnožení genů podjednotky EXO70 v rostlinných genomech je již obstojně zdokumentováno, nicméně zmapování funkční rozrůzněnosti jed- notlivých paralogů zatím schází. Studiem trichomů jsme odhalili specifickou funkci paralogu EXO70H4 ve vývoji sekundární bu- něčné stěny trichomu a především sekreci kalózo-syntáz. V divokém trichomu jsme popsali utváření tlus- té sekundární buněčné stěny během fáze dozrávání a její absenci u mutanta exo70H4. Dále jsme prokázali vztah mezi ukládáním křemíku a přítomností kalózy. Také jsme odhalili rozdělení plazmatické mem- brány trichomu na apikální a bazální doménu plazmatické membrány, které se liší složením fosfolipidů a schopností vázat různé paralogy EXO70. Naše výsledky mají potenciál širšího využití...
|
host ::
RSS.