Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Бактериялар туысы
Genus of bacteria
Анабаена – планктон ретінде тіршілік ететін талшықты цианобактериялар туысы. Олар азотты бекіту қабілеттерімен белгілі және маса жаңғағы сияқты кейбір өсімдіктермен симбиоздақ қарым-қатынас жасайды. Бұл цианобактериялардың нейротоксиндер шығаратын төрт туысының бірі, ол жергілікті фаунаға, сондай-ақ шаруашылық және үй жануарларына зиян келтіреді. Бұл нейротоксиндердің өндірілуі симбиоздақ қарым-қатынасына ықпал етеді деп есептеледі, өсімдікті мал жеуден қорғайды. 1999 жылы ДНК тізбектеу жобасы жүргізілді, ол 7,2 миллион базалық жұптан тұратын Анабаенаның толық геномын анықтады. Зерттеу азотты аммиакқа айналдыратын гетероцисттерге бағытталған. Анабаенаның кейбір түрлері күріш егістігінде қолданылып, тиімді табиғи тыңайтқыш екенін дәлелдеді.
Anabaena is a genus of filamentous cyanobacteria that exist as plankton. They are known for nitrogen fixing abilities, and they form symbiotic relationships with certain plants, such as the mosquito fern. They are one of four genera of cyanobacteria that produce neurotoxins, which are harmful to local wildlife, as well as farm animals and pets. Production of these neurotoxins is assumed to be an input into its symbiotic relationships, protecting the plant from grazing pressure. A DNA sequencing project was undertaken in 1999, which mapped the complete genome of Anabaena, which is 7.2 million base pairs long. The study focused on heterocysts, which convert nitrogen into ammonia. Certain species of Anabaena have been used on rice paddy fields, proving to be an effective natural fertilizer.
Анабаенаның азотты бекітуі
Азот тапшылығы жағдайында вегетативтік жасушалар талшықтар бойымен белгілі бір аралықтармен гетероцисттерге дифференциалданады. Гетероцист жасушалары азотты бекітуге толыққанды бейімделген. Бұл жасушалардың ішкі ортасы жоғары тыныс алу, О2 өндіретін фотожүйе (PS) II белсенділігінің жойылуы және жасуша қабырғасының сыртында қалың қабықшаның қалыптасуы нәтижесінде микрооксидті болады. Осы жасушалардың ішінде орналасқан азоттаза динитрогенді аммиакқа АТФ және редуктант есебінен түрлендіреді – екеуі де көмірсулар метаболизмі арқылы өндіріледі, ал бұл процесс жарық күшімен PS I қызметімен күшейтіледі. Көмірсулар, ықтималда глюкоза түрінде, вегетативтік жасушаларда синтезделеді және гетероцисттерге тасымалданады. Ал гетероцисттерде бекітілген азот, кемінде, аминқышқылдары түрінде вегетативтік жасушаларға өтеді. Азолла папоротнигі атмосфералық азотты бекітетін цианобактерия – Anabaena azollae-мен симбиоздық қарым-қатынас құрады, бұл өсімдікке осы маңызды қоректік затқа қол жеткізуге мүмкіндік береді. Осының нәтижесінде өсімдік "супер өсімдік" деп аталды, себебі ол тұщы су кеңістіктерін жылдам мекендей алады және биомассасын бар болғаны 1,9 күнде екі есеге арттыра алады. Оның өсуін шектейтін негізгі фактор – фосфор, оның көптігі химиялық шайындылардың салдарынан Азолланың гүлдеуіне жиі алып келеді. Басқа белгілі өсімдіктерден айырмашылығы, симбиоздық микроорганизм бір буыннан екінші буынға тікелей беріледі. Бұл Anabaena azolla-ны толығымен қожайынға тәуелді етті, себебі оның бірнеше гендері жоғалып кеткен немесе Азолла жасушаларының ядросына ауысқан.
Under nitrogen limiting conditions, vegetative cells differentiate into heterocysts at semiregular intervals along the filaments. Heterocyst cells are terminally specialized for nitrogen fixation. The interior of these cells is micro oxic as a result of increased respiration, inactivation of O2 producing photosystem (PS) II, and formation of a thickened envelope outside of the cell wall. Nitrogenase, sequestered within these cells, transforms dinitrogen into ammonia at the expense of ATP and reductant—both generated by carbohydrate metabolism, a process supplemented, in the light, by the activity of PS I. Carbohydrate, probably in the form of glucose, is synthesized in vegetative cells and moves into heterocysts. In return, nitrogen fixed in heterocysts moves into the vegetative cells, at least in part in the form of amino acids. The fern Azolla, forms a symbiotic relationship with the cyanobacterium Anabaena azollae, which fixes atmospheric nitrogen, giving the plant access to this essential nutrient. This has led to the plant being dubbed a "super plant", as it can readily colonise areas of freshwater, and grow at great speed doubling its biomass in as little as 1.9 days. The typical limiting factor on its growth is phosphorus, abundance of which, due to chemical runoff, often leads to Azolla blooms. Unlike other known plants, the symbiotic microorganism is transferred directly from one generation to the next. This has made Anabaena azollae completely dependent on its host, as several of its genes are either lost or have been transferred to the nucleus in Azolla's cells.
Анабаенада зерттелген бастапқы көру пигменттері
Анабаена қарапайым көруді зерттеу үшін үлгілік организм ретінде пайдаланылады. Көздің торлы қабатындағы молекулалардың пішінін жарық өзгертетін және осы арқылы омыртқалы жануарларда көруге себеп болатын жасушалық реакциялар мен сигналдарды қозғалысқа келтіретін процесс Анабаенада зерттеледі. Анабаена сенсорлық родопсині, жарыққа сезімтал мембраналық белок, осы зерттеудің негізгі нысаны болып табылады.
Anabaena is used as a model organism to study simple vision. The process in which light changes the shape of molecules in the retina, thereby driving the cellular reactions and signals that cause vision in vertebrates, is studied in Anabaena. Anabaena sensory rhodopsin, a specific light sensitive membrane protein, is central to this research.
ДНҚ-ны жөндеу
Қос жіптің үзілуі (ДЖТ) – гомологтық рекомбинация арқылы жөнделетін ДНҚ зақымдануының бір түрі. Бұл ферменттік жөндеу процесі бірнеше ферменттік қадамдарда жүзеге асады, оның ішінде RecN ақуызы катализдейтін ерте қадам да бар. Анабаенадағы ДЖТ-ны жөндеудегі RecN динамикасын зерттеу, ДЖТ жөндеуінің ерекше реттелуін көрсетті – ол вегетативті жасушаларда белсенді, ал жетілген гетероцистерде, яғни соңғы жасушаларда болмайды.
Double strand breaks (DSBs) are a type of DNA damage that can be repaired by homologous recombination. This enzymatic repair process occurs in several enzymatic steps including an early step catalyzed by RecN protein. A study of the dynamics of RecN in DSB repair in Anabaena indicated differential regulation of DSB repair so that it is active in vegetative cells but absent in mature heterocysts that are terminal cells.