Введение
1. Обзор литературы 13
1.1. Суточные колебания экспрессии генов глутаматдегидрогеназы и их возможные причины 13
1.1.1. Место глутаматдегидрогеназы в системе клеточного метаболизма 13
1.1.2. Регуляция экспрессии генов глутаматдегидрогеназы у растений 15
1.1.2.1. Гены, кодирующие глутаматдегидрогеназу арабидопсиса 15
1.1.2.2. Регуляция экспрессии генов глутаматдегидрогеназы 16
1.1.2.3. Митохондриально-ядерная регуляция экспрессии гена GDH2 18
1.2. Светозависимая регуляция ядерных генов растений 19
1.2.1. Сигнальная функция фитохромов и криптохромов 19
1.2.2. Хлоропластно-ядерные сигналы в регуляции экспрессии ядерных генов 25
1.2.2.1. Сигналы, опосредуемые промежуточными продуктами биосинтеза тетрапирролов 26
1.2.2.2. Сигналы, связанные с изменением редокс-состояния пула пластохинона 27
1.2.2.3. Тиоредоксины как возможные посредники в передаче хлоропластно-ядерных сигналов 30
1.2.2.4. Активные формы кислорода как компонент цепи передачи пластидно-ядерных сигналов 32
1.2.2.5. Регуляторный путь -циклоцитрала как частный случай АФК-зависимой пластидно-ядерной регуляции 33
1.2.2.6. Участие фосфонуклеотидов в передаче пластидно-ядерных сигналов (путь SAL 1-PAP) 34
1.2.2.7. Путь передачи сигнала, опосредуемый метилэритритол циклодифосфатом (МЕсРР) 35
1.3. Изменения углеводного статуса как фактор, регулирующий экспрессию
ядерных генов растений 35
1.3.1. Глюкозозависимая регуляция экспрессии генов, опосредуемая гексокиназой 1 37
1.3.2. Трегалоза как фактор регуляции ядерных генов 41
1.3.3. Сахароза как фактор регуляции ядерных генов 42
1.3.4. Взаимодействие сигнальных путей, опосредуемых изменениями метаболизма углеводов, азота и неорганического фосфата 43
1.3.5. Взаимодействие сахарозависимых и гормонзависимых путей регуляции экспрессии генов растений
1.3.5.1. Роль абсцизовой кислоты и транскрипционного фактора ABI4 45
1.3.5.2. Взаимодействие сахаропосредованных сигналов и АБК-опосредованных сигналов с этиленом 50
1.4. Выводы из обзора литературы 50
2. Материалы и методы исследований 53
2.1. Объект исследования и условия экспериментов 53
2.2. Методы исследования
2.2.1. Экстракция РНК 55
2.2.2. Электрофоретическое разделение РНК в агарозном геле в нативных условиях 55
2.2.3. Синтез первой цепи кДНК 55
2.2.4. Подбор праймеров
2.2.5. Обратно-транскриптазная ПЦР в реальном времени (ОТ-ПЦР-РВ) 57
2.2.6. Определение содержания супероксидного радикала 57
2.2.7. Определение уровня глюкозы в листьях 58
2.2.8. Экстракция ферментов 59
2.2.9. Электрофорез белков в полиакриламидном геле в нативных условиях (native PAGE) 59
2.2.10. Определение активности глутаматдегидрогеназы 60
2.2.11. Количественное определение белка по Бредфорд 60
2.2.12. Статистическая обработка результатов 61
3. Результаты и обсуждение 62
3.1. Определение изоферментного спектра глутаматдегидрогеназы в различных органах и типах клеток арабидопсиса 62
3.2. Характер изменений экспрессии генов GDH1 и GDH2 при изменении освещенности 63
3.2.1. Динамика изменения уровня транскриптов генов GDH1 и GDH2 на свету и в темноте 63
3.2.2. Зависимость уровня транскриптов генов GDH1 и GDH2 от уровня освещенности 67
3.3. Изучение механизмов регуляции экспрессии генов GDH1 и GDH2 68
3.3.1. Сахарозависимая регуляция экспрессии генов GDH1 и GDH2 68
3.3.1.1. Влияние экзогенной сахарозы на экспрессию генов GDH1 и GDH2 .68
3.3.1.2. Роль транскрипционного фактора ABI4 в сахарозависимой регуляции экспрессии генов GDH1 и GDH2 76
3.3.2. Хлоропластно-ядерная регуляция экспрессии генов GDH1 и GDH2 79
3.3.2.1. Изучение участия сигналов, возникающих при синтезе тетрапирролов, в регуляции экспрессии генов GDH1 и GDH2 79
3.3.2.2. Роль редокс-сигналов пула пластохинона в регуляции экспрессии генов GDH1 и GDH2 3.3.2.3. Уровень АФК в условиях экспериментов с ингибиторами фотосинтеза 91
3.3.2.4. Роль активных форм кислорода в регуляции экспрессии генов GDH1 и GDH2 93
3.3.2.5. Особенности регуляции экспрессии генов GDH1 и GDH2 у мутанта ch1-1 97
3.3.2.6. Светозависимая регуляция генов GDH1 и GDH2 и ее возможное физиологическое значение 101
Заключение 104
Выводы 108
Список используемой литературы 109
