Andrzej K.
KONONOWICZ, Maria KWIATKOWSKA
Przedmowa
Szanowni Państwo,
Oddajemy do Państwa rąk Suplement Postępów
Biologii
Komórki, który w naszym zamierzeniu
jest pokłosiem konferencji
pt. Wyzwania Współczesnej Biologii
Komórki.
Konferencja ta związana była z Jubileuszem 80 Rocznicy urodzin Profesor
dr hab.
Marii J. Olszewskiej, czł. rzecz. PAN, emerytowanej Profesor
Uniwersytetu
Łódzkiego, wybitnego naukowca i nauczyciela akademickiego, a
także
wieloletniego Redaktora Postępów Biologii Komórki.
Organizatorem Konferencji był Komitet Cytobiologii PAN, a
przewodniczącym Komitetu Organizacyjnego – prof. dr hab.
Andrzej K. Kononowicz
z Katedry Genetyki Ogólnej, Biologii Molekularnej i
Biotechnologii Roślin UŁ.
Współorganizatorami Konferencji były: Instytut Fizjologii,
Cytologii i
Cytogenetyki Uniwersytetu Łódzkiego oraz Łódzki
Oddział Polskiej Akademii Nauk.
W Konferencji uczestniczyły 352 osoby, w tym około 200
doktorantów, magis-trantów i studentów
wielu uczelni wyższych z całego kraju.
Mieli Oni możliwość przedstawienia wyników swoich badań w
postaci prezentacji
plakatowych.
Zaproszeni wykładowcy (w porządku alfabetycznym) to:
Stanisław Bielecki, Mariusz Jaskólski, Adam Jaworski,
Andrzej Jerzmanowski,
Jerzy Kawiak, Andrzej K. Kononowicz, Elżbieta Kuta, Andrzej B. Legocki,
Stefan
Malepszy, Krzysztof Pawłowski, Jerzy Silberring, Jan Szopa, Zofia
Szweykowska-Kulińska, Przemysław Wojtaszek i Elżbieta Wyroba.
Streszczenia
wykładów oraz prezentacji plakatowych ukazały się w postaci
specjalnego
opracowania wydanego w języku angielskim przez Wydawnictwo Uniwersytetu
Łódzkiego.
Wiodącymi tematami Konferencji były:
•
Molekularne aspekty regulacji
genów,
•
Genomika strukturalna,
•
Modelowanie struktury
trójwymiarowej białek,
•
Inżynieria genetyczna roślin,
•
Bazy sekwencji genów i białek z
punktu widzenia
bioinformatyki,
•
Wyzwania metodyczne dotyczące analizy
proteomów,
•
Ewolucyjne aspekty poznania
genomów/proteomów,
•
Mechanizmy percepcji i przekazywania
sygnałów oraz
•
Reakcje komórek na biotyczne i
abiotyczne czynniki
stresu środowiskowego.
Redaktorzy
[Postępy
Biologii Komórki 2009; 36: 503–516]
Andrzej K.
KONONOWICZ, Maria KWIATKOWSKA
Profesor
Maria J. Olszewska Jej życie i osiągnięcia naukowe i akademickie
[Postępy
Biologii Komórki 2009; 36: 517–537]
Andrzej B.
LEGOCKI
Ewolucja
układów symbiotycznych
Streszczenie: Oddziaływania
pomiędzy roślinami wyższymi i mikroorganizmami w naturalnych
ekosystemach należą do najbardziej rozpowszechnionych i pożytecznych
typów interakcji pomiędzy genetycznie odległymi organizmami.
Przykładami są asocjacje roślin kwiatowych z grzybami Glomeromycota
tworzącymi arbuskularną mikoryzę, a także bardziej wyspecjalizowana
endosymbioza roślin motylkowatych z bakteriami glebowymi należącymi do
gatunków Rhizobium. Badania skamieniałości
paleontologicznych oraz szacunki filogenetyczne wskazują, że mikoryza
mogła pojawić się w tym samym czasie, co rośliny lądowe. Na tej
podstawie niektórzy badacze sugerują, że kolonizacja
lądów była w ogóle możliwa dzięki symbiozie
roślin z grzybami. Kluczową rolę w ustanowieniu dialogu molekularnego
pomiędzy partnerami symbiozy odgrywa wymiana niskocząsteczkowych
związków sygnalnych. Indukują one wieloetapowy i złożony
proces ustanowienia symbiozy, w którym uczestniczy znaczna
liczba czynników białkowych. Badania ostatnich lat ukazały,
że w zawiązaniu symbiozy roślin motylkowatych oraz w morfogenezie
brodawek korzeniowych ważną rolę odgrywają hormony roślinne cytokininy.
Słowa kluczowe: Fabaceae,
Glomeromycota, Rhizobium, arbuskularna mikoryza, symbioza, sygnalizacja
[Postępy
Biologii Komórki 2009; 36: 539–554]
Zbigniew
PRZYBECKI, Rafał WÓYCICKI, Stefan MALEPSZY
Sekrety ogórka nareszcie
ujawnione: Genom ogórka zsekwencjonowany
Streszczenie: Kompletne sekwencje genomowe są wartościowym źródłem nowej
wiedzy i otwierają nowe naukowe horyzonty dla genetyki molekularnej i
genomiki funkcjonalnej. Podczas ostatniej dekady nowe możliwości
rozwijają się dynamicznie dzięki opracowaniu nowych generacji
sekwenatorów WGS. Z użyciem tych sekwenatorów
możliwe staje się odczytywanie coraz to dłuższych fragmentów
sekwencji DNA przy jednoczesnym obniżaniu kosztów odczytu.
Rezultatem tego technicznego postępu stało się powstanie nowych
inicjatyw, takich jak Arabidopsis 1001 genomes [61]. W naszych
badaniach mających na celu ustalenie sekwencji genomu ogórka
wykorzystaliśmy bibliotekę BAC złożoną z 32 640 klonów.
Sekwencjonując końce klonów BAC uzyskano 44 276 885
nukleotydów STC, reprezentujących około 12,06% całkowitego
genomu ogórka z zawartością sekwencji kodujących
około 23,76%. Następnie 8 razy zsekwencjonowaliśmy cały genom
ogórka z wykorzystaniem sekwenatora GS FLX Titanium, w
wyniku czego uzyskaliśmy 8 milionów fragmentów o
średniej długości 375 nukleotydów. Metoda ta została
wykorzystana także do sekwencjonowania tzw. sparowanych
końców (ang. paired ends), co dało dodatkowe,
czterokrotne pokrycie sekwencji całego genomu. Na koniec dokonaliśmy
zmapowania i adnotacji genomu. W niniejszej pracy przedstawiamy pewne
wybrane i charakterystyczne cechy sekwencji genomu ogórka
oraz działania badawcze, które doprowadziły do odczytania
sekwencji.
Słowa kluczowe: Cucumis
sativus, ogórek, genom, sekwencjonowanie DNA, biblioteka BAC
[Postępy
Biologii Komórki 2009; 36: 555–563]
Andrzej
JERZMANOWSKI
Histony typu H1 u roślin –
nieoczekiwane funkcje uniwersalnych elementów systemu
epigenetycznego
Streszczenie: Histony H1 u roślin wyższych wykazują wszystkie typowe cechy tej klasy
białek strukturalnych chromatyny i, podobnie jak u zwierząt, występują
w chromatynie w postaci różniących się nieallelicznych
wariantów. Ze względu na znacznie prostszą niż u zwierząt
budowę i mniejszą liczbę wariantów, rośliny, w
szczególności Arabidopsis thaliana, są wyjątkowo dogodnym
modelem do badania uniwersalnych mechanizmów leżących u
podłoża funkcji biologicznej H1 w złożonych organizmach tkankowych.
Wyniki dotychczasowych prac wskazują, że u roślin H1, obok roli w
modulacji aktywności transkrypcyjnej genów i architekturze
chromosomów, może stanowić łącznik zapewniający koordynację
między procesami chromatynowymi a przekształceniami mikrotubul w
komórce.Wyniki ostatnich, globalnych analiz rozmieszczenia
nukleosomów na DNA wskazują także, że brak obecnego w H1
zwierząt pentapetydu GXGAX w kluczowym dla oddziaływań z DNA motywie
strukturalnym domeny globularnej roślinnych H1 może być jedną z
przyczyn większej plastyczności rozwojowej komórek roślin
Słowa kluczowe: histon
H1, rośliny, mikrotubule, plastyczność rozwojowa
[Postępy
Biologii Komórki 2009; 36: 565–582]
Zofia
SZWEYKOWSKA-KULIŃSKA, Bogna SZARZYŃSKA, Łukasz SOBKOWIAK, Artur
JARMOŁOWSKI
Struktura roślinnych genów mikro
RNA oraz potencjalne możliwości regulacji ich ekspresji
Streszczenie: Mikro RNA, to
krótkie (18–24 nt) cząsteczki kwasu
rybonukleinowego pełniące funkcje regulatorowe na poziomie
potranskrypcyjnym. Mikro RNA są zaangażowane w regulację kluczowych
procesów rozwojowych u organizmów
eukariotycznych. W proces dojrzewania cząsteczek mikro RNA u roślin
zaangażowanych jest kilka białek: DCL1, HYL1, SERRATE, HEN1, DDL,
HASTY. Biogeneza cząsteczek mikro RNA u roślin i zwierząt
różni się w szczegółach. Bardzo mało wiadomo na
temat sekwencji nukleotydowych prekursorów mikro RNA oraz na
temat struktury genów kodujących cząsteczki mikro RNA u
roślin. Do tej pory scharakteryzowano dokładnie budowę jedynie 31
spośród 190 genów MIR u Arabidopsis thaliana.
Geny MIR u roślin stanowią zazwyczaj niezależne jednostki
transkrypcyjne, są bardzo długie (nawet 3108 pz) i często zawierają
introny. U roślin znane są również policistronowe geny MIR,
jak również geny kodujące mikro RNA nakładające się z genami
kodującymi białka. Roślinne mikro RNA mogą także występować w intronach
genów kodujących białka. Transkrypty genów MIR u
A. thaliana wykazują znaczną heterogenność budowy i podlegają
skomplikowanym procesom dojrzewania: splicingowi, alternatywnemu
splicingowi, stwierdzono obecność alternatywnych miejsc poliadenylacji
prekursorów, a dodatkowo transkrypcja tych genów
może być inicjowana w więcej niż jednym miejscu. Transkrypcja, jak i
potranskrypcyjna obróbka prekursorów mikro RNA
stanowią etapy, na których dochodzi do regulacji poziomu
dojrzałych cząsteczek mikro RNA.
Słowa kluczowe: gen MIR, mikro RNA, pre-miRNA,
pri-miRNA, splicing alternatywny, poliadenylacja,
policistron, geny nakładające się
[Postępy
Biologii Komórki 2009; 36: 583–599]
Mariusz
JASKÓLSKI
Białka
PR-10 jako rezerwuar ligandów hydrofobowych w
komórce roślinnej
Streszczenie: Roślinne białka
związane z patogenezą z klasy 10 (PR-10) mają dobrze zdefiniowaną
strukturę, lecz niejasną funkcję fizjologiczną. Odkrycie, że białka
wiążące hormony roślinne z grupy cytokinin (CSBP) należą strukturalnie
do grupy PR-10, sugeruje wiązanie hydrofobowych ligandów
jako ogólną rolę biologiczną dla całej tej klasy.
Potwierdzają to struktury kompleksów łubinowego białka
LlPR-10.2B z cytokininami. Zaskakujące jest, że białka te są w stanie
wiązać w swojej olbrzymiej wnęce (1100–4500 3)
nie jedną, ale
wiele cząsteczek liganda, mimo że pomiary kinetyczne sugerują
stechiometrię 1:1. Wydaje się, że za zdolność białek PR-10 do wiązania
różnorodnych ligandów i to na rozmaite sposoby,
odpowiada przede wszystkim C-końcowa helisa a3,
która nie
tylko charakteryzuje się wysoką zmiennością sekwencji, ale jest
również plastyczna geometrycznie, dostosowując się do
wiązanego partnera. Zaskakujące odkrycia na polu białek PR-10 i ich
kompleksów każą nam na nowo spojrzeć na wydawałoby się już
dobrze opracowane zagadnienia rozpoznania molekularnego i
specyficzności wiązania białko-ligand.
Słowa kluczowe: roślinne białka patogenezy, cytokininy, zeatyna, rozpoznanie
białko-ligand, alergeny, łubin
[Postępy
Biologii Komórki 2009; 36: 601–616]
Aleksandra
SETA, Ewa SKÓRZYŃSKA-POLIT, Ewa SZCZUKA, Irena GIEŁWANOWSKA
Lipoksygenaza
w komórkach roślinnych – budowa i funkcja
Streszczenie: Lipoksygenazy to enzymy szeroko
rozpowszechnione zarówno w świecie roślin, jak i zwierząt.
Enzymy te katalizują reakcje utleniania wielonienasyconych
kwasów tłuszczowych zawierających układ wiązań (1Z,4Z)
pentadienowych. W artykule omówiono budowę i funkcje
lipoksygenaz roślinnych. Opisano również biochemiczne i
molekularne właściwości lipoksygenaz łącznie z reakcjami,
które zachodzą z udziałem enzymu w komórkach
roślinnych. Uwzględniono główne i poboczne szlaki przemian
wodoronadtlenków kwasów tłuszczowych. Poza
omówieniem fizjologicznej roli lipoksygenaz u roślin,
opisano rolę roślinnych lipoksygenaz w technologii żywności i
przemyśle.
Słowa kluczowe: lipoksygenaza,
komórki roślinne, struktura lipoksygenaz, funkcje
lipoksygenaz
[Postępy
Biologii Komórki 2009; 36: 617–648]
Katarzyna
KUBIAK, Halina KALINOWSKA, Marta PEPLIŃSKA, Stanisław BIELECKI
Celuloza
bakteryjna jako nanobiomateriał
Streszczenie: Celuloza bakteryjna jest
nanobiomateriałem o interesujących właściwościach, decydujących o jej
szerokim zastosowaniu w medycynie i licznych dziedzinach techniki. Ten
wytwarzany biotechnologicznie materiał charakteryzuje się m.in. ogromną
higroskopijnością, wysoką czystością chemiczną, unikalną strukturą oraz
pełną biokompatybilnością, biofunkcjonalnością i brakiem toksyczności.
Jednak molekularne podstawy biosyntezy
celulozy przez Gluconacetobacter xylinus nie są do końca
poznane. Znane dotychczas sekwencje i funkcje genów i białek
bezpośrednio zaangażowanych w szlak metaboliczny, prowadzący do syntezy
b-1,4-glukanu
nie są wystarczające do zrozumienia sieci zależności i
regulacji, decydujących o intensywności tego procesu oraz
właściwościach wydzielanej celulozy. Prawdopodobnym wydaje
się zaangażowanie w te mechanizmy globalnych regulatorów
ekspresji genów, znanych z opisanych wcześniej
mechanizmów kontrolujących tworzenie biofilmów
przez organizmy modelowe. Ze względu na swój
potencjał aplikacyjny zarówno w formie natywnej, jak i
zmodyfikowanej, wykraczający poza zewnętrzne i wewnętrzne zastosowania
w medycynie, celuloza bakteryjna to materiał przyszłości, a odkrycia w
obszarze molekularnych systemów kontroli jej biosyntezy mogą
doprowadzić do znacznego zwiększenia jej produkcji na skalę przemysłową.
Słowa kluczowe: anomateriały,
celuloza bakteryjna, biosynteza celulozy, c-di-GMP,
regulacja ekspresji genów, CsrA/BC, sRNA
[Postępy
Biologii Komórki 2009; 36: 649–662]
Jerzy KAWIAK
Komórki
macierzyste organizmu dorosłego w biologii i medycynie
Streszczenie: Okres życia komórek
jest ograniczony, a komórki obumierające są zastępowane
nowymi, zróżnicowanymi, pochodzącymi od komórek
macierzystych. Komórki macierzyste w organizmie dorosłym
można wykryć markerami obecnymi zarówno w
komórkach macierzystych embrionalnych, jak i
komórkach macierzystych w tkankach. Przykładem tych
markerów są białka: Oct3/4, CXCR4, Nanos, CD133, CD34.
Wspólne funkcje komórek macierzystych to: 1)
zdolność do samoodnowy (po podziale powstają nowe komórki
macierzyste), 2) zdolność do różnicowania w wyspecjalizowane
komórki tkanek i narządów, 3) oporność
na stresy toksyczne oraz radiacyjne. Komórki macierzyste są
obecne w różnych miejscach dorosłego organizmu, np. w
naskórku, w nabłonku przewodu pokarmowego, w mięśniach
szkieletowych. Skupienia tych komórek nazywamy niszami
komórek macierzystych. Są one tam zatrzymywane układami
chemokinowymi. Znanym układem chemokinowym w szpiku kostnym jest ligand
SDF-1 (Stroma Derived
Factor-1) oraz receptor na komórkach
macierzystych CXCR4. Czynniki wywołujące stres mogą indukować spadek
poziomu SDF-1 w szpiku kostnym, co powoduje przemieszczanie się
komórek macierzystych do układu krążenia oraz do nowych
nisz. Innym znanym układem chemokinowym jest układ Wnt(ligand)/Frizzle
LPR (kompleks receptora) na powierzchni komórek. Pierwszym
bezpośrednim dowodem istnienia komórek macierzystych
nowotworowych były obserwacje komórek ostrej białaczki
mieloidalnej. Rozpoczęto izolowanie oraz opisy takich
komórek w różnych guzach. Komórki
macierzyste nowotworowe stanowią zwykle mniej niż 1% komórek
guza w modelach mysich. Przyjmuje się, że mutacje w
komórkach macierzystych prawidłowych mogą doprowadzić do
transformacji w komórki nowotworowe. Długi okres interfazy
komórek macierzystych nowotworowych sprzyja gromadzeniu w
nich mutacji, a oporność na czynniki toksyczne chroni te
komórki przed działaniem leków.
Słowa kluczowe: komórki macierzyste,
komórki macierzyste nowotworowe, nisze, markery, modele mysie
[Postępy
Biologii Komórki 2009; 36: 663–678]
Jerzy SILBERRING
Problemy proteomiki klinicznej – trendy, niebezpieczeństwa i
problemy
Streszczenie: Proteomika kliniczna
zajmuje się badaniami na pograniczu chemii, biochemii i medycyny,
wykorzystując nowoczesne narzędzia badawcze, jak m.in. techniki
mikroekstrakcji i separacji złożonych próbek biologicznych,
metody identyfikacji białek za pomocą spektrometrii mas i
bioinformatykę. Na współczesną proteomikę składają się
zarówno badania podstawowe, jak też badania kliniczne.
Pomiędzy tymi dyscyplinami zachodzi ciągła wymiana informacji
(translacja), przyczyniając się do stałego postępu wiedzy o określonych
schorzeniach. Ten proces jest częścią biologii systemów,
czyli zrozumienia, w jaki sposób funkcjonuje organizm
człowieka. W rzeczywistości, czyli w praktyce laboratoryjnej, założenie
to, jakkolwiek ambitne, napotyka na szereg trudności metodologicznych.
Głównym problemem jest tu brak ogólnie przyjętej,
standardowej strategii, umożliwiającej monitorowanie określonych
schorzeń, a także brak kryteriów jakościowych dla tej,
złożonej z szeregu etapów, strategii. Bez przyjęcia takich
ogólnych norm, porównywanie wyników
uzyskiwanych w różnych laboratoriach nie ma w tej sytuacji
żadnego uzasadnienia. Już na etapie kolekcjonowania materiału
biologicznego występuje wiele wątpliwości związanych z dynamiką
przemian metabolicznych, wpływem: wieku, leków, środowiska,
sposobu pobierania i przechowywania próbek itp. na końcowy
wynik analiz. Dodatkowo, kilkanaście białek stanowi ponad 96%
całkowitego składu białkowego surowicy, a zakres stężeń pomiędzy
poszczególnymi składnikami sięga 1010. Jednoczesna analiza
ogromnej liczby danych przekracza możliwości standardowego
oprogramowania, dostarczanego wraz z aparaturą pomiarową. Kryteria
selekcji uzyskanych danych także w sposób zasadniczy
wpływają na wynik końcowy, a spektakularnym przykładem może być jedna z
niedawnych publikacji, w której autorzy analizowali
mieszaninę 6 białek standardowych, otrzymując w końcowym etapie wydruk
komputerowy, zawierający identyfikację ok. 800 białek!! Czy w
świetle powyższych faktów możliwa jest w ogóle
rzetelna i powtarzalna analiza?
Słowa kluczowe: proteomika kliniczna
[Postępy
Biologii Komórki 2009; 36: 679–694]
Magdalena OSIŃSKA, Kamil KOBYŁECKI, Jolanta
WIEJAK, Elżbieta WYROBA
Izoformy i
izotypy białek Rab w komórkach roślinnych i zwierzęcych
Streszczenie: W tym artykule
opisano wybrane białka Rab z ośmiu ich podrodzin (Rab1, Rab3, Rab4,
Rab5, Rab6, Rab7, Rab9 and Rab11) z różnych typów
komórek. Szeroki przegląd literatury pozwolił zebrać
informacje dotyczące ekspresji i lokalizacji kilkudziesięciu izoform i
izotypów Rab – produktów paralogicznych
genów bedących wynikiem duplikacji genomów. Są
one zaangażowane w endo- i egzocytozie, transporcie między
poszczególnymi kompartmentami, przekazywaniu
sygnałów wewnątrzkomórkowych, proliferacji i
różnicowaniu dzięki odziaływaniu z różnymi
efektorami i białkami motorycznymi. Izoformy i izotypy
niektórych białek Rab współdziałają w regulacji
tych procesów, podczas gdy inne wykazują odmienne funkcje,
często zależne albo od typu komórek albo od fazy cyklu
życiowego, jak w przypadku gatunków pasożytniczych, w
których występują ponadto znaczne zmiany w strukturze Rab
GTPaz opisane przez wielu autorów. Wielka ekspansja białek
Rab związana jest z różnorodnością szlaków
transportu wewnątrzkomórkowego, co przedyskutowano w
aspekcjie ewolucyjnym. Szczególną uwagę poświęcono Rab7 ze
względu na jego rolę w neuropatiach i zaburzeniach metabolicznych. Co
ciekawe, u roślin funkcje poszczególnych białek Rab są
odmienne niż w innych typach komórek, co dotyczy przede
wszystkim Rab3, Rab7 i Rab11.
Słowa kluczowe: białka Rab, izoformy, izotypy,
ekspresja, endocytoza, egzocytoza, lokalizacja, funkcje, neuropatie,
zaburzenia metaboliczne, pasożyty
[Postępy
Biologii Komórki 2009; 36: 695–705]
Karolina MATCZAK, Aneta KOCEVA-CHYLA, Krzysztof
GWOZDZINSKI, Zofia JÓŹWIAK
Doksorubicyna
i paklitaksel powodują różne zmiany w płynności błony
plazmatycznej komórek raka piersi MCF-7
Streszczenie: Metodami
spektroskopii fluorescencyjnej badano oddziaływanie
przeciwnowotworowych leków doksorubicyny (DOX) i
paklitakselu (PTX) na właściwości błony plazmatycznej
komórek MCF-7 gruczolakoraka piersi. Zastosowano sondy
fluorescencyjne TMA-DPH i DAUDA, umożliwiające oznaczenie płynności
zewnętrznych, polarnych obszarów oraz rdzenia hydrofobowego
dwuwarstwy lipidowej. Stwierdzono zróżnicowany wpływ obu
leków. DOX i PTX oddziaływały w odmienny sposób
na powierzchniowe i na hydrofobowe regiony błony. DOX indukowała
podobne i zależne od stężenia zmiany w obu obszarach dwuwarstwy
lipidowej. Niskie stężenia leku powodowały upłynnienie błony, podczas
gdy wzrost stężenia wywoływał progresywne usztywnienie błony.
PTX natomiast niezależnie od stężenia oddziaływał
głównie na hydrofobowy obszar dwuwarstwy powodując
jej usztywnienie. Jednakowe stężenia obu leków w
różnym stopniu zmieniały płynność dwuwarstwy lipidowej. Może
to wynikać z odmiennej interakcji PTX i DOX z komponentami błony. PTX
wywoływał głębsze zmiany płynności błony i przy znacznie niższych
stężeniach niż DOX, wykazując jednocześnie większą cytotoksyczność w
stosunku do komórek MCF-7. Szybki, ponad 70% spadek
przeżywalności komórek, któremu towarzyszył
istotny spadek płynności błony, obserwowano w zakresie tych samych
stężeń PTX (0,01–1 µM). Podobnie 60%
spadek przeżywalności komórek MCF-7 oraz istotne zmiany
płynności błony plazmatycznej – jej upłynnienie lub
usztywnienie – obserwowano w zakresie tych samych stężeń
DOX (0,05–5 µM). Wyniki te
wskazują, że zmiany płynności błony spowodowane przez DOX lub PTX
zakłócają istotnie proliferację komórek i
sugerują możliwą korelację pomiędzy cytotoksycznością badanych
leków i stopniem uszkodzenia błony,
które one powodują. Łączny wpływ kombinacji DOX i PTX na
płynność błony komórek MCF-7 był wysoce zależny od stężenia
i stosunku molowego leków i znacznie różnił się
od wpływu każdego z nich stosowanych pojedynczo. Nie stwierdzono
synergistycznego lub addytywnego oddziaływania DOX i PTX na płynność
błony plazmatycznej komórek MCF-7. Przy
niektórych stężeniach leków obserwowano natomiast
ich antagonizujące działanie.
Słowa kluczowe: doksorubicyna, paklitaksel,
płynności błon plazmatycznych, komórki raka piersi, MCF-7
[Postępy
Biologii Komórki 2009; 36: 707–721]
Violetta Katarzyna MACIOSZEK, Joanna ŁAŹNIEWSKA,
Andrzej Kiejstut KONONOWICZ
Mutanty Arabidopsis w
badaniach odpowiedzi obronnej roślin na grzyby nekrotroficzne
Streszczenie: Odkrycie wielu
ważnych punktów szlaków sygnałowych w badaniach
odpowiedzi roślin na stres biotyczny było możliwe dzięki wykorzystaniu
mutantów modelowej rośliny Arabidopsis thaliana.
Dostępność
mutantów typu knock-out,
uzyskanych w drodze mutagenezy
chemicznej lub linii mutantów insercyjnych pozwala skupić
się na określonym zagadnieniu badawczym bez konieczności czasochłonnego
tworzenia własnych mutantów. Odporność roślin na grzyby
nekrotroficzne jest zależna przede wszystkim od biosyntezy i szlaku
sygnałowego kwasu jasmonowego oraz biosyntezy i akumulacji
niskocząsteczkowych metabolitów wtórnych, takich
jak: fitoaleksyny, które skutecznie hamują rozwój
grzyba i kolonizację tkanek roślinnych. W artykule przedstawiono
wybrane aspekty odpowiedzi obronnej A. thaliana na atak
grzybów nekrotroficznych zależnych od szlaku kwasu
jasmonowego oraz warunkowane produkcją kamaleksyny, a które
zostały rozszyfrowanie dzięki wykorzystaniu mutantów.
Słowa kluczowe: kamaleksyna, odpowiedź obronna
zależna od JA, stres biotyczny, transdukcja sygnału
[Postępy
Biologii Komórki 2009; 36: 723–744]
Szymon DĄBROWSKI, Sylwester GŁOWACKI, Violetta K.
MACIOSZEK, Andrzej K.
Reaktywne
formy tlenu w odpowiedzi obronnej roślin na grzyby nekrotroficzne
Streszczenie: Cząsteczka tlenu w stanie
podstawowym jest stosunkowo mało reaktywna. Jednak może być
źródłem reaktywnych pochodnych nazywanych reaktywnymi
formami tlenu (RFT), produkowanych zarówno w wyniku
aktywności metabolicznej komórki, jak i po ekspozycji roślin
na różne czynniki stresowe. W stopniowej, jednoelektronowej
redukcji tlenu dochodzi do wytworzenia częściowo zredukowanych
produktów pośrednich, którymi są w kolejności:
anionorodnik ponadtlenkowy (•O2–),
nadtlenek wodoru
(H2O2) oraz rodnik
hydroksylowy (•OH). Wzbudzenie cząsteczki
tlenu, występującej w stanie trypletowym, prowadzi do powstania tlenu
singletowego (1O2),
który może wchodzić w reakcje z
alkanami, sulfidami i fenolami. Wolne rodniki – anionorodnik
ponadtlenkowy i rodnik hydroksylowy, biorą udział w wielu reakcjach
– mogą tworzyć wiązania kowalencyjne w reakcji z innymi
wolnymi rodnikami lub zapoczątkować łańcuchową reakcję wolnorodnikową z
cząsteczkami nierodnikowymi. W konsekwencji może dojść do poważnych
uszkodzeń związków wielkocząsteczkowych komórki
– białek, lipidów oraz kwasów
nukleinowych. Najczęściej badaną reaktywną formą tlenu podczas infekcji
roślin przez patogeny jest nadtlenek wodoru, który jest
bardziej stabilny niż inne RFT. Produkcja reaktywnych form tlenu w
komórce gospodarza, która zachodzi podczas
infekcji grzybami nekrotroficznymi, jest w znacznej mierze wynikiem
modyfikacji i/lub zaburzenia mechanizmów utrzymujących
homeostazę w warunkach fizjologicznych. Do tych mechanizmów
zalicza się różnorodne systemy produkcji RFT w ścianie
komórkowej, błonie cytoplazmatycznej oraz w
poszczególnych organellach, a także systemy antyoksydacyjne
usuwające nadmiar RFT powstających w warunkach fizjologicznych lub jako
produkty uboczne innych procesów, np. produkty uboczne
metabolizmu mitochondriów, chloroplastów i
peroksysomów. RFT mogą modulować procesy odpornościowe w
odpowiedzi na infekcję grzybami nekrotroficznymi, mogą wpływać na
indukcję śmierci komórki, zmiany profilu ekspresji
genów, indukcję biosyntezy fitoaleksyn i rearanżację
struktury ściany komórkowej. W artykule przedstawiono
mechanizmy powstawania reaktywnych form tlenu oraz regulacji ich
aktywności, a także szlaki sygnałowe, w których uczestniczą
podczas oddziaływań roślin z grzybami nekrotroficznymi.
Słowa kluczowe: grzyby nekrotroficzne, reakcja
obronna roślin, reaktywne formy tlenu, wybuch tlenowy
[Postępy
Biologii Komórki 2009; 36: 745–754]
Aneta WIKTOREK-SMAGUR, Katarzyna HNATUSZKO-KONKA,
Aneta GERSZBERG, Piotr ŁUCHNIAK, Andrzej K. KONONOWICZ
Arabidopsis thaliana
– metody genetycznej transformacji
Streszczenie: Od wielu lat rzodkiewnik
pospolity (Arabidopsis
thaliana) wykorzystywany jest jako roślina
modelowa. Znalazł on szerokie zastosowanie w biologii molekularnej,
genetyce i fizjologii roślin. Ważnym przełomem w metodologii
genetycznej transformacji roślin było wykazanie w przypadku
Arabidopsis
thaliana możliwości uzyskania transgenicznych
roślin bez konieczności stosowania kultur in vitro. Metoda
transformacji in planta została opisana ponad 20 lat temu. W niniejszej
pracy przedstawiono zmiany, jakich dokonano w procedurze genetycznej
transformacji Arabidopsis
na przestrzeni ostatnich lat.
Słowa kluczowe: Arabidopsis thaliana,
kultury in vitro, floral dip, infiltracja próżniowa
[Postępy
Biologii Komórki 2009; 36: 745–754]
Katarzyna HNATUSZKO-KONKA, Piotr ŁUCHNIAK, Aneta
WIKTOREK-SMAGUR, Aneta GERSZBERG, Tomasz KOWALCZYK, Andrzej K.
KONONOWICZ
Transformacja
roślin za pośrednictwem
Agrobacterium rhizogenes
Streszczenie: Na przestrzeni
ostatnich lat opracowano wiele prostych i skutecznych procedur
transformacji roślin za pośrednictwem Agrobacterium rhizogenes.
Ten
glebowy patogen roślin wywołuje powstawanie korzeni włośnikowatych w
miejscach zranienia tkanki. Podobnie jak A. tumefaciens jest
zdolny do
transferu fragmentu swojego megaplazmidu Ri do komórek
roślinnych, gdzie ulega on stabilnej integracji i ekspresji. Podczas
gdy indukcja transgenicznych korzeni w wyniku infekcji A. rhizogenes
zachodzi w stosunkowo krótkim czasie, uzyskanie roślin
transgenicznych za pośrednictwem A.
tumefaciens zajmuje minimum 4 do 6
miesięcy. Co więcej, każda wiązka korzeni transformowanych pojawiająca
się w wyniku transformacji za pośrednictwem A. rhizogenes
stanowi
niezależny transformant, co pozwala na uzyskanie i analizę dużej liczby
niezależnych linii transgenicznych. Niniejsza praca prezentuje m.in.
wybrane rezultaty badań nad zwiększeniem częstotliwości transformacji.
Słowa kluczowe: transformacja genetyczna
roślin, Agrobacterium
rhizogenes, korzenie włośnikowate
[Postępy
Biologii Komórki 2009; 36: 745–754]