POLECAMY
Koszyk
Reakcje komórek roślin na czynniki stresowe t. 2
Redakcja:
Format:
ibuk
W komórkach roślin powstały unikatowe mechanizmy molekularne, które bardzo często pozwalają im przezwyciężać, lub przynajmniej minimalizować, skutki wywoływane przez różne czynniki stresowe. Pierwszą linię obrony stanowią mechanizmy umożliwiające ich unikanie (ang. avoidance). W tej grupie znajduje się wiele przystosowań, m.in. morfologicznych, uniemożliwiających bądź utrudniających wnikanie czynnika(ów) stresowego do protoplastu. Kiedy jednak okazują się one niewystarczające, wtedy jest angażowana druga linia obrony – tolerancja (ang. tolerance). Stanowią ją mechanizmy fizjologiczne, metaboliczne i genetyczne uruchamiane przez komórki do neutralizowania negatywnego oddziaływania czynników stresowych, które pokonały przeszkodę w postaci błony komórkowej. Większość z nich wywołuje w komórce pewne skutki wspólne, chociaż nie należy zapominać, że każdy czynnik stresowy wykazuje też oddziaływanie swoiste. Jednym ze wspólnych miejsc oddziaływania czynników stresowych jest błona komórkowa, a wspólnym skutkiem – np. zwiększone wytwarzanie reaktywnych postaci tlenu.
Obecnie coraz szerzej są podejmowane badania odporności krzyżowej oraz próby pokazania współdziałania wielu składników komórki w odbiorze sygnału, jego transdukcji i zintegrowanej odpowiedzi na stres. Podstawową rolę odgrywają w tych procesach fitohormony i białka. Pierwsze są niezbędne przede wszystkim do integracji rozmaitych bodźców środowiskowych z programem genetycznym komórki roślinnej. Muszą jednak współdziałać także z białkami. Kwas abscysynowy (ABA) odgrywa np. rolę kluczową w sygnalizacji komórkowej w stresie niedoboru wody, a także w regulacji wzrostu i transportu poprzez szparki. Jednak, zawartość ABA pod wpływem czynnika stresowego często wzrastała tylko przejściowo i po 24 h powracała do poziomu przed traktowaniem. Wzrost organu był natomiast hamowany nieprzerwanie. Pokazywało to, że musi zatem istnieć inny czynnik ograniczający wzrost. Coraz więcej dowodów wskazuje obecnie na negatywne regulatory wzrostu, jakimi są jądrowe białka DELLA. Pośredniczą one w promowaniu wzrostu przez gibereliny i integrują sygnały pochodzące zarówno od licznych fitohormonów, jak też abiotycznych czynników stresowych. Uważa się je za centralne czynniki koordynujące, które dostosowują wzrost rośliny do różnych warunków środowiskowych.
Prezentowany tom podręcznika zawiera charakterystykę ważniejszych czynników stresowych oraz strukturalne, fizjologiczne i molekularne mechanizmy odpornościowe komórek na czynniki stresowe biotyczne i abiotyczne. Kończą go dwa rozdziały poświęcone fitohormonom i białkom stresowym, bez znajomości których nie sposób zrozumieć zintegrowanej odpowiedzi komórki na stres.
| Rok wydania | 2010 |
|---|---|
| Liczba stron | 334 |
| Kategoria | Botanika |
| Wydawca | Wydawnictwo Naukowe Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza |
| ISBN-13 | 978-83-232-2198-2 |
| Numer wydania | 1 |
| Język publikacji | polski |
| Informacja o sprzedawcy | ePWN sp. z o.o. |
Ciekawe propozycje
Spis treści
| Wprowadzenie (Adam Woźny, Anna Goździcka-Józefiak) | 11 |
| 1. Czynniki stresowe – abiotyczne | 13 |
| 1.1. Stres tlenowy (Małgorzata Garnczarska) | 13 |
| 1.1.1. Reaktywne formy tlenu i azotu | 14 |
| 1.1.1.1. Mechanizmy generacji ROS i RNS | 15 |
| 1.1.1.2. Oddziaływanie ROS i RNS na składniki komórkowe | 19 |
| 1.1.2. Stres oksydacyjny i nitrozacyjny | 20 |
| 1.1.2.1. Definicje | 20 |
| 1.1.2.2. Objawy stresu na poziomie molekularnym i komórkowym | 20 |
| 1.1.2.3. Sygnalizacja stresu | 22 |
| 1.1.2.4. Mechanizmy obronne | 23 |
| 1.1.3. Wybuch oksydacyjny w odpowiedzi na infekcję organizmów patogenicznych | 26 |
| 1.1.4. ROS i RNS jako cząsteczki sygnałowe | 27 |
| 1.1.5. Komórki w warunkach niedoboru tlenu | 28 |
| 1.1.5.1. Hipoksja | 28 |
| 1.1.5.2. Anoksja | 31 |
| 1.2. Stres niedoboru wody (Tomasz Wyka) | 33 |
| 1.2.1. Stosunki wodne w komórce | 34 |
| 1.2.2. Procesy fizjologiczne w komórce pod wpływem suszy | 35 |
| 1.2.2.1. Wzrost | 35 |
| 1.2.2.2. Rozmnażanie | 37 |
| 1.2.2.3. Fotosynteza C3 | 38 |
| 1.2.2.4. Fotosynteza C4 | 40 |
| 1.2.2.5. Fotosynteza CAM | 40 |
| 1.2.2.6. Oddychanie | 42 |
| 1.2.2.7. Metabolizm azotu | 43 |
| 1.2.3. Zmiany ultrastrukturalne pod działaniem suszy | 44 |
| 1.2.4. Sygnalizacja suszy | 45 |
| 1.2.5. Komórkowe mechanizmy przystosowawcze i ochronne | 45 |
| 1.2.5.1. Zmiany w ekspresji genów i profilu białek | 45 |
| 1.2.5.2. Dostosowanie osmotyczne | 46 |
| 1.2.6. Stres deficytu wody w wybranych typach komórek | 47 |
| 1.2.6.1. Komórki szparkowe | 47 |
| 1.2.6.2. Komórki przewodzące wodę | 50 |
| 1.2.6.3. Tkanki wodne | 52 |
| 1.2.7. Rośliny tolerujące desykację | 53 |
| 1.2.8. Związki z innymi rodzajami stresu | 57 |
| 1.3. Zasolenie (Adam Woźny) | 59 |
| 1.3.1. Wprowadzenie | 59 |
| 1.3.2. Skutki zasolenia | 61 |
| 1.3.2.1. Aktywność enzymatyczna | 62 |
| 1.3.2.2. Zakłócenie równowagi pokarmowej | 62 |
| 1.3.2.3. Zaburzenia w obrębie błon biologicznych | 62 |
| 1.3.2.4. Zmiany w procesach metabolicznych | 63 |
| 1.3.2.5. Zmiany adaptacyjne | 63 |
| 1.3.2.6. Ograniczenie dostępności substancji pokarmowych – efekt uboczny zasolenia | 66 |
| 1.3.2.7. Stres oksydacyjny | 66 |
| 1.3.2.8. Programowana śmierć komórki w wyniku zasolenia | 67 |
| 1.3.3. Mechanizmy umożliwiające dostosowanie się komórek do zasolenia | 68 |
| 1.3.3.1. Wykluczanie soli | 68 |
| 1.3.3.2. Przemieszczanie soli wewnątrz organizmu | 69 |
| 1.3.3.3. Usuwanie nadmiaru soli (przystosowania anatomiczne) | 69 |
| 1.3.3.4. Rozcieńczenie roztworu soli, sukulencja (przystosowanie anatomiczne) | 76 |
| 1.3.3.5. Kompartmentacja soli | 76 |
| 1.3.3.6. Tolerancja na zasolenie | 77 |
| 1.3.3.7. Geny i białka indukowane zasoleniem | 81 |
| 1.3.4. Stosowane przez człowieka sposoby zmniejszania wrażliwości roślin na zasolenie | 85 |
| 1.3.4.1. Modyfikacje genetyczne | 86 |
| 1.3.4.2. Metody biologiczne | 86 |
| 1.4. Metale śladowe (Magdalena Krzesłowska, Sławomir Samardakiewicz, AdamWoźny) | 90 |
| 1.4.1. Metale ciężkie – metale śladowe | 90 |
| 1.4.2. Pobieranie metali i ich transport wewnątrz komórki | 91 |
| 1.4.2.1. Transport pęcherzykowy metali i dyfuzja | 92 |
| 1.4.2.2. Wnikanie metali poprzez transportery błonowe | 94 |
| 1.4.3. Wybrane przejawy toksyczności metali w komórce | 102 |
| 1.4.3.1. Generowanie reaktywnych postaci tlenu i wolnych rodników – stres oksydacyjny | 103 |
| 1.4.3.2. Zaburzenia błon biologicznych | 105 |
| 1.4.3.3. Oddziaływanie na fotosyntezę | 107 |
| 1.4.3.4. Oddziaływanie na oddychanie mitochondrialne | 110 |
| 1.4.3.5. Oddziaływanie na stosunki wodne | 112 |
| 1.4.3.6. Oddziaływanie na odżywianie mineralne | 112 |
| 1.4.3.7. Oddziaływanie na kwasy nukleinowe i białka | 113 |
| 1.4.3.8. Hamowanie wzrostu | 115 |
| 1.4.3.9. Lokalizacja metali w komórce oraz zaburzenia/ modyfikacje jej ultrastruktury | 117 |
| 1.4.4. Odporność komórek roślinnych na stres spowodowany obecnością metali śladowych | 127 |
| 1.4.4.1. Rośliny odporne i wrażliwe, mechanizmy unikania i tolerowania stresu | 127 |
| 1.4.4.2. Mikoryza | 128 |
| 1.4.4.3. Wydzielanie substancji chelatujących metale do ryzosfery | 130 |
| 1.4.4.4. Ściana komórkowa | 131 |
| 1.4.4.5. Kontrola pobierania metali | 136 |
| 1.4.4.6. Neutralizacja aktywności jonów metali przez chaperony i chelatory oraz ich sekwestracja w wakuoli | 136 |
| 1.4.4.7. Naprawa uszkodzeń w komórce | 142 |
| 1.4.4.8. Ekspresja niektórych genów związanych z odpornością komórki na metale | 144 |
| 1.4.5. Strategie obrony komórki przed wnikaniem i toksycznością metali śladowych | 145 |
| 1.4.6. Fitoremediacja metali | 146 |
| 1.5. Niektóre gazowe czynniki stresowe (SO2, NOx i O3) (Adam Woźny) | 151 |
| 1.5.1. Wprowadzenie | 151 |
| 1.5.2. Ditlenek siarki (SO2) | 154 |
| 1.5.2.1. Źródła SO2 | 154 |
| 1.5.2.2. Pobieranie, metabolizm i toksyczność SO2 | 154 |
| 1.5.2.3. Długozasięgowy transport siarki pochodzącej z SO2 | 159 |
| 1.5.2.4. Współzależność między siarką „pędową” i procesami zachodzącymi w komórkach korzenia | 160 |
| 1.5.2.5. Mechanizmy odporności na nadmiar SO2 | 161 |
| 1.5.3. Reakcje komórki roślinnej na NOx | 162 |
| 1.5.3.1. Źródła NOx, pobieranie przez rośliny | 162 |
| 1.5.3.2. Toksyczność, metabolizm i detoksykacja NOx | 163 |
| 1.5.4. Reakcje komórki roślinnej na O3 | 165 |
| 1.5.4.1. Źródła O3 troposferycznego | 165 |
| 1.5.4.2. Pobieranie i objawy wywołane przez ozon | 166 |
| 1.5.4.3. Toksyczność | 168 |
| 1.5.4.4. Mechanizmy obronne i naprawcze | 170 |
| 1.6. Stres termiczny (Tadeusz Rorat) | 175 |
| 1.6.1. Stres spowodowany szokiem cieplnym | 175 |
| 1.6.1.1. Fizjologiczne podstawy reakcji komórek roślinnych na stres wysokiej temperatury | 176 |
| 1.6.1.2. Mechanizmy dostosowawcze komórek roślin do warunków stresu cieplnego – odporność podstawowa oraz zdolność do aklimatyzacji do warunków stresowych | 177 |
| 1.6.2. Stres spowodowany niską temperaturą | 181 |
| 1.6.2.1. Wpływ chłodu na stan fizjologiczny, strukturalny i metaboliczny komórek roślinnych | 181 |
| 1.6.2.2. Skutki działania temperatur zamarzania (mrozu) na komórki roślinne | 182 |
| 1.6.2.3. Odporność podstawowa komórek roślin na chłód i mróz oraz zdolność do aklimatyzacji do warunków niskiej temperatury | 183 |
| 1.6.2.4. Fizjologiczne i metaboliczne podstawy aklimatyzacji roślin do niskiej temperatury | 184 |
| 1.6.2.5. Molekularne podstawy aklimatyzacji roślin do niskiej temperatury | 190 |
| 1.7. Stres radiacyjny (Sławomir Samardakiewicz) | 199 |
| 1.7.1. Stres świetlny – wstęp | 199 |
| 1.7.2. Oddziaływanie światła na rośliny | 199 |
| 1.7.2.1. Fotosynteza | 199 |
| 1.7.2.2. Fotomorfogenezy | 200 |
| 1.7.3. Przystosowania roślin do stresu świetlnego | 201 |
| 1.7.3.1. Przystosowania modulacyjne i adaptacje modyfikacyjne | 201 |
| 1.7.3.2. Stres wywołany brakiem światła oraz jego niskim natężeniem | 201 |
| 1.7.3.3. Stres wywołany wysokim natężeniem światła | 204 |
| 1.7.3.4. Stres wywołany promieniowaniem nadfioletowym | 207 |
| 2. Czynniki stresowe – biotyczne | 211 |
| 2.1. Wprowadzenie (Anna Goździcka-Józefiak, Krystyna Przybył) | 211 |
| 2.2. Zmiany chorobowe wywoływane przez bakterie, grzyby i wirusy | 214 |
| 2.2.1. Bakterie (Krystyna Przybył) | 214 |
| 2.2.2. Grzyby (Krystyna Przybył) | 217 |
| 2.2.3. Wirusy (Anna Goździcka-Józefiak) | 220 |
| 2.3. Odpowiedź komórek roślin na zakażenia | 227 |
| 2.3.1 Bakterie, grzyby i grzybopływki (Krystyna Przybył) | 227 |
| 2.3.1.1. Odporność bierna | 227 |
| 2.3.1.2. Odporność czynna | 228 |
| 2.3.1.2.1. Reaktywne postaci tlenu i reakcja nadwrażliwości | 228 |
| 2.3.1.2.2. Fitoaleksyny | 230 |
| 2.3.1.2.3. Białka związane z patogenezą | 230 |
| 2.3.1.2.4. System związany z SAR | 232 |
| 2.3.1.2.5. Brodawka (papilla, apozycja) | 233 |
| 2.3.1.2.6. Wcistki | 234 |
| 2.3.1.2.7. Związki fenolowe | 234 |
| 2.3.1.2.8. Strefa ligninowo suberynowa | 235 |
| 2.3.1.2.9. Kompartmentacja u drzew | 237 |
| 2.3.2. Typy odpowiedzi (HR, SAR, ISR, odpowiedź na zranienie). Białka PR (Robert Nawrot) | 240 |
| 2.3.2.1. Reakcja nadwrażliwości (HR) | 240 |
| 2.3.2.2. Nabyta odporność systemiczna (SAR) | 241 |
| 2.3.2.3. Alternatywny szlak indukcji odporności u roślin | 242 |
| 2.3.2.4. Interakcje pomiędzy szlakami induckji odporności roślin | 243 |
| 2.3.2.5. Białka PR | 245 |
| 2.3.3. Potranskrypcyjne wyciszanie genów (PTGS) | 248 |
| 2.3.3.1. Wyciszanie z udziałem RNA | 248 |
| 2.3.3.2. Przebieg PTGS | 249 |
| 2.3.3.3. Wirusowe supresory wyciszania RNA | 251 |
| 3. Udział fitohormonów i poliamin w reakcjach komórek roślin na czynniki stresowe (Jolanta Legocka, Ewa Sobieszczuk-Nowicka) | 255 |
| 3.1. Rola hormonów w odpowiedzi roślin na abiotyczne czynniki stresowe | 255 |
| 3.1.1. Kwas abscysynowy | 257 |
| 3.1.2. Etylen | 260 |
| 3.1.3. Jasmoniany | 262 |
| 3.1.4. Kwas salicylowy | 264 |
| 3.1.5. Brasynosteroidy | 266 |
| 3.2. Udział hormonów w odpowiedzi roślin na patogeny | 268 |
| 3.3. Poliaminy a stresy abiotyczne | 271 |
| 4. Białka stresowe (Joanna Deckert) | 277 |
| 4.1. Wprowadzenie | 277 |
| 4.2. Szlaki przekazywania sygnałów prowadzące do indukcji roślinnych białek stresowych | 279 |
| 4.3. Wspólne elementy odpowiedzi komórki roślinnej na różne czynniki stresowe | 282 |
| 4.4. Białka indukowane w roślinach w specyficznych warunkach środowiska | 289 |
| 4.5. Białka zaangażowane w naprawę uszkodzeń spowodowanych działaniem czynników środowiska | 294 |
| Słownik ważniejszych terminów | 299 |
| Indeks rzeczowy | 317 |
Wypożyczaj w abonamencie!
Już od 2,66 zł za ebooka
