Циторризис, десикационная толерантность и механизмы защиты клеток растений.
Cytorrhysis
Циторризис: необратимое повреждение клеточной стенки растений при потере тургора. Десикационная толерантность – способность к восстановлению после высыхания.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Циторриз – это необратимое и постоянное повреждение клеточной стенки после полного коллапса растительной клетки вследствие потери внутреннего положительного давления (гидравлического тургора). Положительное давление внутри растительной клетки необходимо для поддержания её структурной целостности. Отрицательное давление стягивает содержимое клетки к центру, пока клеточная стенка не перестанет сопротивляться деформации. Полиэтиленгликоль – пример растворенного вещества с высокой молекулярной массой, используемого для индуцирования циторриса в экспериментальных условиях.
Cytorrhysis is the permanent and irreparable damage to the cell wall after the complete collapse of a plant cell due to the loss of internal positive pressure (hydraulic turgor pressure). Positive pressure within a plant cell is required to maintain the upright structure of the cell wall. That negative pressure pulls the center of the cell inward until the cell wall can no longer withstand the strain. Polyethylene glycol is an example of a solute with a high molecular weight that is used to induce cytorrhysis under experimental conditions.
Механизмы избежания
Толерантность к высушиванию – это способность клетки успешно регидратироваться без необратимого повреждения клеточной стенки после сильного обезвоживания. Предотвращение повреждения клеток, вызванного метаболическими, механическими и окислительными стрессами, связанными с высушиванием, является препятствием, которое необходимо преодолеть для поддержания толерантности к высушиванию. Многие механизмы, используемые для толерантности к засухе, также применяются для толерантности к высушиванию, однако термины "толерантность к высушиванию" и "толерантность к засухе" не следует использовать как взаимозаменяемые, поскольку наличие одного не обязательно означает наличие другого.
Desiccation tolerance refers to the ability of a cell to successfully rehydrate without irreparable damage to the cell wall following severe dehydration. Avoiding cellular damage due to metabolic, mechanical, and oxidative stresses associated with desiccation are obstacles that must be overcome in order to maintain desiccation tolerance. Many of the mechanisms utilized for drought tolerance are also utilized for desiccation tolerance, however the terms desiccation tolerance and drought tolerance should not be interchanged as the possession of one does not necessarily correlate with possession of the other.
Растения Воскресения
Многие растения-воскресенники используют конститутивные и индуктивные механизмы для преодоления засухи и последующего стресса от обезвоживания. Защитные белки, такие как циклофилины, дегидрины и белки LEA, поддерживаются на уровне, обычно наблюдаемом только при засухе у видов, чувствительных к высыханию, в то время как у видов, устойчивых к высыханию, обеспечивая более мощный защитный резерв при активации индуктивных механизмов. Некоторые виды также непрерывно производят антоцианы и другие полифенолы. Повышение уровня гормона АБК обычно связано с активацией индуктивных метаболических путей. После активации увеличивается производство сахаров (преимущественно сахарозы), альдегиддегидрогеназ, факторов теплового шока и других белков LEA для дальнейшей стабилизации клеточных структур и функций. Состав клеточной стенки изменяется для повышения гибкости, позволяя ей сгибаться без необратимого повреждения. Сахара используются в качестве заменителей воды, поддерживая водородные связи внутри клеточной мембраны. Фотосинтез подавляется для ограничения образования реактивных форм кислорода, а затем все метаболические процессы резко замедляются, клетка фактически переходит в состояние покоя до повторного увлажнения.
Many resurrection plants use constitutive and inducible mechanisms to deal with drought and then later desiccation stress. Protective proteins such as cyclophilins, dehydrins, and LEA proteins are maintained at levels within a desiccation resistant species typically only seen during drought stress for desiccation sensitive species, providing a greater protective buffer as inducible mechanisms are activated. Some species also continuously produce anthocyanins and other polyphenols. An increase in the hormone ABA is typically associated with activation of inducible metabolic pathways. Production of sugars (predominantly sucrose), aldehyde dehydrogenases, heat shock factors, and other LEA proteins are upregulated after activation to further stabilize cellular structures and function. Composition of the cell wall structure is altered to increase flexibility so folding can take place without irreparably damaging the structure of the cell wall. Sugars are utilized as water substitutes by maintaining hydrogen bonds within the cell membrane. Photosynthesis is shut down to limit production of reactive oxygen species and then eventually all metabolic are drastically reduced, the cell effectively becoming dormant until rehydration.