Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Өсімдіктердегі қартаю процесі
Process of aging in plants
Өсімдіктердің қартаюы – өсімдіктердегі қартаю процесі. Өсімдіктерде стрестен туындаған және жасқа байланысты даму қартаюы болады. Жапырақтардың қартаюы кезінде хлорофиллдің ыдырауы антоцианин және ксантофилл сияқты каротиноидтарды ашып көрсетеді, олар жапырақты түсетін ағаштардың күзгі түсіне себеп болады. Жапырақтардың қартаюының маңызды функциясы – өсімдіктің өсу және сақтау органдарына, негізінен азотқа, қоректік заттарды қайта жөнелту. Жануарлардан өзгеше, өсімдіктер үнемі жаңа органдарды құрайды, ал ескі органдар қоректік заттарды барынша көп шығару үшін қатаң реттелген қартаю бағдарламасына түседі.
Plant senescence is the process of aging in plants. Plants have both stress induced and age related developmental aging. Chlorophyll degradation during leaf senescence reveals the carotenoids, such as anthocyanin and xanthophylls, which are the cause of autumn leaf color in deciduous trees. Leaf senescence has the important function of recycling nutrients, mostly nitrogen, to growing and storage organs of the plant. Unlike animals, plants continually form new organs and older organs undergo a highly regulated senescence program to maximize nutrient export.
Қартаюдың гормондармен реттелуі
Өсімдік гормондары бағдарламаланған қартаюға күшті әсер етеді. Абсциз қышқылы, этилен, жасмон қышқылы және салицил қышқылы гормондары көптеген ғалымдар тарапынан қартаюды күшейтушілер ретінде қабылданады, бірақ кем дегенде бір дереккөз гиббереллиндер, брассиностероидтар және стриголактон да осы процеске қатысады деп көрсетеді. Цитокининдер өсімдік жасушасын сақтауға көмектеседі, ал цитокинин биосинтезі гендерінің экспрессиясы дамудың кейінгі кезеңдерінде жапырақтардың қартаюын тежейді. Цитокининді қабылдау қабілетінің төмендеуі немесе жасушаның оны қабылдау мүмкіндігінің жоқтығы апоптозға немесе қартаюға алып келуі мүмкін. Сонымен қатар, этиленді қабылдауға қабілетсіз мутанттарда қартаю процесі кешігеді. Қараңғыда шақырылған қартаю кезінде экспрессияланатын мРНҚ-ның геномдық салыстыруы, жасымен байланысты даму қартаюымен салыстырғанда, жасмон қышқылы мен этиленнің қараңғылықпен байланысты (стресстік) қартаю үшін маңыздырақ екенін, ал салицил қышқылының даму қартаюы үшін маңыздырақ екенін көрсетеді.
Programmed senescence seems to be heavily influenced by plant hormones. The hormones abscisic acid, ethylene, jasmonic acid and salicylic acid are accepted by most scientists as promoters of senescence, but at least one source lists gibberellins, brassinosteroids and strigolactone as also being involved. Cytokinins help to maintain the plant cell and expression of cytokinin biosynthesis genes late in development prevents leaf senescence. A withdrawal of or inability of the cell to perceive cytokinin may cause it to undergo apoptosis or senescence. In addition, mutants that cannot perceive ethylene show delayed senescence. Genome wide comparison of mRNAs expressed during dark induced senescence versus those expressed during age related developmental senescence demonstrate that jasmonic acid and ethylene are more important for dark induced (stress related) senescence while salicylic acid is more important for developmental senescence.
Жылдық немесе көпжылдық жәрдемақылар
Кейбір өсімдіктер жылдық өсімдіктерге айналып, әр маусым соңында қурап, келесі маусым үшін тұқым қалдырады, ал сондай-ақ бір тұқымдасқа жататын жақын туысқан өсімдіктер көп жылдық ретінде өмір сүреді. Бұл өсімдіктердің бағдарламаланған "стратегиясы" болуы мүмкін. Жылдық стратегияның артықшылығы – генетикалық әртүрлілік, себебі гендердің бір жиынтығы жылдан жылға жалғасады, бірақ әр жыл сайын жаңа комбинация пайда болады. Екіншіден, жылдық өсімдіктерге жақсы тіршілік ету стратегиясы беріледі, өйткені өсімдік жинаған энергиясы мен ресурстарының көп бөлігін тұқым өндіруге жұмсай алады, ал қыстау үшін бір бөлігін сақтап қалмайды, бұл тұқым өндіруді шектейді. Керісінше, көп жылдық стратегия кейде тиімдірек тіршілік ету стратегиясы болуы мүмкін, себебі өсімдік әр көктемде өсу бүршіктерімен, тамырларымен және қыстан аман қалған энергиясымен бірден өсуге мүмкіндік алады. Мысалы, ағаштарда құрылым жылдан жылға дамиды, мықты болады, ал өткен жылға қарағанда көбірек жеміс және тұқым береді, жарық, су, қоректік заттар және кеңістік үшін басқа өсімдіктермен бәсекелеседі. Бұл стратегия қоршаған орта жағдайы тез өзгергенде сәтсіздікке ұшырайды. Егер белгілі бір зиянды жәндік жылдам пайдаланып, барлық дерлік бірдей көп жылдық өсімдіктерді өлтірсе, онда кездейсоқ мутацияның жәндіктің таралуын баяулату мүмкіндігі жылдық өсімдіктерге қарағанда әлдеқайда төмен болады.
Some plants have evolved into annuals which die off at the end of each season and leave seeds for the next, whereas closely related plants in the same family have evolved to live as perennials. This may be a programmed "strategy" for the plants. The benefit of an annual strategy may be genetic diversity, as one set of genes does continue year after year, but a new mix is produced each year. Secondly, being annual may allow the plants a better survival strategy, since the plant can put most of its accumulated energy and resources into seed production rather than saving some for the plant to overwinter, which would limit seed production. Conversely, the perennial strategy may sometimes be the more effective survival strategy, because the plant has a head start every spring with growing points, roots, and stored energy that have survived through the winter. In trees for example, the structure can be built on year after year so that the tree and root structure can become larger, stronger, and capable of producing more fruit and seed than the year before, out competing other plants for light, water, nutrients, and space. This strategy will fail when environmental conditions change rapidly. If a certain bug quickly takes advantage and kills all of the nearly identical perennials, then there will be a far lesser chance that a random mutation will slow the bug compared to more diverse annuals.
Өсімдіктің өзін-өзі кесу
Өсімдіктің өзінің бір бөлігінің қалай және неге өліп кетуіне себеп болатыны туралы спекуляциялық гипотеза бар. Құрғақ, ескірген қара бидай тұқымдарында ДНК зақымдануы эмбриондардың тірі қалу қабілетін жоғалтумен қатар пайда болады. Vicia faba тұқымдарының құрғақ тұқымдары сақтау кезінде ДНК зақымдануын жинақтайды және өскіні кезінде ДНК жөндеу процесінен өтеді. Arabidopsis-те ДНК лигазасы тұқымның өскіні кезінде ДНК-ның бір және екі тізбекті үзілуін жөндеуге қатысады және бұл лигаза тұқымның ұзақ өмір сүруінің маңызды факторы болып табылады. Эукариоттарда ДНК зақымдануына жасушалық жөндеу жауабы, ішінара, ДНК зақымдануын тексеру нүктесі киназасы ATM арқылы реттеледі. ATM ескірген тұқымдардың өскінін бақылауда маңызды рөл атқарады, өскіну процесін құрғақ тыныштық күйінде жинақталған ДНК зақымдануына жауап берумен үйлестіреді.
There is a speculative hypothesis on how and why a plant induces part of itself to die off. In dry, aging rye seeds, DNA damages occur with loss of viability of embryos. Dry seeds of Vicia faba accumulate DNA damage with time in storage, and undergo DNA repair upon germination. In Arabidopsis, a DNA ligase is employed in repair of DNA single and double strand breaks during seed germination and this ligase is an important determinant of seed longevity. In eukaryotes, the cellular repair response to DNA damage is orchestrated, in part, by the DNA damage checkpoint kinase ATM. ATM has a major role in controlling germination of aged seeds by integrating progression through germination with the repair response to DNA damages accumulated during the dry quiescent state.