Fizjologia - wykład III - 12.03.2013, Ogrodnictwo 2011, Fizjologia roslin


Fizjologia - wykład III - 12.03.2013

„Drogi przekazywania informacji w komórce roślinnej”

Błona plazmatyczna - to nie tylko dynamiczna bariera oddzielająca komórki od otoczenia, ale również struktura zapewniająca odbiór różnorodnych informacji, przekazywanych pod postacią chemicznych i fizycznych sygnałów, czyli informatorów I rzędu, inaczej pierwotnych, jak hormony, jony, fotony itp.

Dzieje się tak dzięki obecności eksponowanych na powierzchni zewnętrznej

Systemy transdukicji sygnałów:

  1. W błonie znajdują się konkretne enzymy

  2. Mechanizm dwuskładnikowy - białka w błonie i ich zmiany konformacyjne powodują fosforylację lub defosforylację białek w komórce

  3. Trójskładnikowy - najważniejszą rolę pełnią białka g zlokalizowane po wewnętrznej stronie błony - są heterotrimerem (składają się z trzech podjednostek: alfa, beta i gamma), stanowią kompleks w momencie gdy do podjednostki alfa podłączony jest GDP. Czynnik chemiczny niosący ze sobą informację (ligand) - są nimi hormony roślinne (stymulatory wzrostu, inhibitory wzrostu). Jeżeli hormon podłączy się do białka receptorowego, to chwilowo powstaje kompleks białka g i hormon receptor. Następnie GDP podłącza się do podjednostki alfa. Następuje rozpad.

Białko G pełni funkcję sprzęgającą - łączy informację niesioną przez np. hormon z błoną i zaczyna przekazywać informację na wewnętrzną stronę błony

Enzymy zlokalizowane w błonie - pełnią jednostkę efektora.

Efektory - białka efektorowe:

Udział błonowych białek G w tworzeniu cAMP

c AMP - enzym który przekształca ATP w cykliczne AMP

Na skutek całego cyklu zdarzeń do wnętrza komórki wydzielany jest tzw. wtórny przekaźnik informacji. Pierwotnym przekaźnikiem informacji jest hormon.

Cykliczne AMP jest wtórnym przekaźnikiem. Jeżeli cykliczne AMP połączy się z jednostkami regulatorowymi i spowoduje uaktywnienie enzymu w komórce.

Regulacji przez wtórne przekaźniki mogą ulegać:

Wtórne przekaźniki mogą uaktywniać szereg kinaz co ostatecznie prowadzi do zmiany wielu enzymów w komórce.

Grupy odpowiedzi na działanie kinaz białkowych :

Białko efektorowe - fosfolipaza C

Rozkłada fosfolipidy inozytolowe.

Rodzaje fosfolipidów inozytolowych:

diacyloglicerol i inozytolo-1,4,5-trisfosforan (ten otwiera kanały wapniowe) - są wtórnymi przekaźnikami, które powstają w wyniku działania fosfolipazy C.

Najniższe stężenie wapnia jest w cytozolu - ponieważ większość jonów wapnia jest związanych z białkami buforujących oraz na powierzchni wszystkich błon

Bardzo dużo wapnia jest na plazmalemie ok. 5% zasobów - ponieważ stabilizuje on strukturę dwuwarstwy lipidowej, poprzez tworzenie mostków wapniowych łączących fosfolipidy.

W ścianie komórkowej jest również dużo wapnia - hemicelulozy które mają ładunek ujemny, więc wszystkie ujemne ładunki są wiązane przez mostki wapniowe, co stabilizuje ją.

Dużo wapnia w wakuoli - tam jest związany z

Dużo wapnia w retikulum endoplazmatycznym - związany z białkami buforującymi wapń, ale może się on łatwo uwalniać.

Gdy komórka się pobudzi trzyfosfoinozytol otworzy kanały jonowe i ze sciany komórkowej i z wakuoli i przez kanały jonowe i z retikulum - będą transportowane do cytoplazmy jest to transport bierny. Pod wpływem wtórnych przekaźników poziom wapnia w cytozolu wzrasta dziesięciokrotnie.

Aby komórka wróciła do stanu poprzedniego, niepobudzonego działają pompy wapniowe wyprowadzające wapń z cytozolu; oraz może być sprzężony z działaniem pompy protonowej. czyli pobudza transport aktywny i musi spożytkować energię na to aby wyprowadzić wapń.

Rola jonów wapnia i kalmoduliny w transdukcji sygnałów

Wapń jako wtórny przekaźnik może działać samodzielnie. Ale w komórce mogą działać specjalne receptory wapnia kalmodulina

W momencie gdy wapnia jest mało w cytozolu to kalmodulina jest nieaktywna. Gdy komórka jest pobudzona, to wapń łączy się z kalmoduliną tworząc kompleks. Ten kompleks może się przyłączyć do różnych białek. Białkami docelowymi dla przyłączenia kompleksu wapń-kalmodulina to białka uczestniczące w budowie cytoszkieletu oraz .

Klasyfikacja kinaz:

Schemat transdukcji sygnału w komórce roślinnej.

Każdy wtórny przekaźnik będzie wpływał na aktywację lub dezaktywację kinaz albo fosfataz. Dzięki temu będą uaktywniane białka transkrypcyjne

Przekazywanie informacji na poziomie komórki, organów i całej rośliny

Różne niskocząsteczkowe związki również mogą nieś informację do komórki - nie tylko fitohormony. Zmiany pH mogą być również nośnikiem informacji.

Rola potencjałów transbłonowych

- w komórce która jest w spoczynku ujemny ładunek jest po wewnętrznej stronie błony.

Potencjał czynnościowy - krótkotrwała zmiana potencjału pod wpływem jakiegoś czynnika środowiskowego (fizyczne, chemiczne) - reakcja na słabsze bodźce. Kanały chlorkowe otwierają się i chlor zaczyna wychodzić z komórki depolaryzacja błony (element potencjału czynnościowego) - brak różnicy ładunków w poprzek błony

Potencjał czynnościowy może być przekazywany w obrębie całej tkanki

Repolaryzacja - powrót do potencjału transbłonowego, dzięki otwieranym kanałom potasowym i przepływie jonów potasowych.

Faza refrakcji - faza w której błona nie jest w stanie reagować na bodziec

Potencjał zmienny - trwają dłużej, mogą się na niego nakładać różne potencjały czynnościowe. Ten potencjał powstaje w skutek bardzo silnych bodźców np. zranienia, bodźców uszkadzających komórki, sparzenie, . Te potencjały wędrują z komórki do komórki za pomocą plazmodesm.

Procesy fizjologiczne regulowane przez potencjału:

Związki niskocząsteczkowe - jako nośnik informacji

Reaktywna forma tlenu i reaktywna forma azotu (tlenek azotu). Powstają w chloroplastach i mitochondriach. Aktywują albo hamują funkcjonowanie genów.

NO - tlenek azotu

Zapobiega uszkodzeniom, poprzez nadprodukcję wolnych rodników. Zapobiega zwiększonemu wyciekowi z błon komórkowych. Reguluje syntezę wielu białek regulacyjnych i stresowych. Indukuje zamykanie aparatów szparkowych.

Poprzez wtórne przekaźniki mogą wpływać na metabolizm komórki. Może aktywować kinazy.

H2O2 - nadtlenek wodoru

Zmiany pH - jako nośnik informacji

W komórce pH jest zbliżone do neutralnego. Wakuola ma pH bardziej kwaśne. Zewnątrzkomórkowy kompartyment ma ph kwaśne.

Każde białko ma swój zakres pH przy którym może działać, ponieważ zmienia się ładunek powierzchniowy białka.

Zauważono, że w soku ksylemowym w trakcie suszy pH soku wzrasta - od kwaśnego po bardziej neutralne. Wynika to z tego, że może być wtedy bardziej zróżnicowany skład jonowy, oraz ze spadku aktywności pompy protonowej, obniżenia zawartości azotanów w soku. Zmiany pH występują w soku ksylemowym gdy nawozimy rośliny azotem lub jonami amonowymi. Przy pH =6 kwas abscysynowy lokalizowany jest w komórkach miękiszowych liścia i jest trudnodostępny dla komórek szparkowych. Gdy pH -= 7 kwasabscysynowy był transportowany do wolnych przestrzeni komórkowych, gdzie był bardziej dostępny dla komórek szparkowych gdzie regulował zamykanie komórek szparkowych

Poziom cukrów - jako nośnik informacji

Gdy cukry są nagromadzone w roślinie, nie jest biosyntetyzowana jest główny enzym rubisco. Nadmiar cukrów hamuje fotosyntezę, oraz stymulował proces oddychania. Gdy brakuje cukrów, bardzo wiele genów związanych z fotosyntezą i metabolizmem cukrowców będą aktywowane. Czyli stymuluje fotosyntezę a hamuje oddychanie.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Szkółkarstwo - wykład III- semestr IV - 12.03.2013, Ogrodnictwo, Semestr IV, Szkółkarstwo
KPC Wykład (19) 12 03 2013
sadownictwo Ćwiczenia III 12.03.13, Ogrodnictwo, Semestr IV, Sadownictwo
KPC - Wykład (19), 12.03.2013
Fizjologia roślin - wykład 4 - 19.03.2013, Ogrodnictwo, Semestr IV, Fizjologia, Fizjologia egzamin,
Fizjologia roślin - wykład II - semestr IV - 05.02.2013, Ogrodnictwo 2011, Fizjologia roslin
Fizjologia roślin - wykład I - semestr IV - 26.02.2013, Ogrodnictwo 2011, Fizjologia roslin
Szkółkarstwo - wykład 4 - 19.03.2013, Ogrodnictwo, Semestr IV, Szkółkarstwo
Szkółkarstwo - wykład II - semestr IV - 05.03.2013, Ogrodnictwo, Semestr IV, Szkółkarstwo
Geo fiz wykład 12 03 2013
Młoda Polska WYKŁAD (12 03 2013)
wykład III 08-03-2011, rachunkowowsc finansowa
Wykład 12 03 2013
wykład 2 (12 03 2013)
PSYCHOLOGIA wyklad III 12.11, Pedgogika
Ekonomia dobrobytu, ED III, Ekonomia Dobrobytu - Wykład III - 06/03/2004r
wykład 11 - 12.03.2009, FARMACJA, ROK 5, TPL 3, Zachomikowane

więcej podobnych podstron