hrvatski

STRUKTURA, FUNKCIJA I PROTEOM PLASTIDA KONTROLNOG I TRANSFORMIRANOG TKIVA HRENA (Armoracia lapathifolia Gilib.) U KULTURI IN VITRO

U studijama o biljnom razvoju i staničnoj diferencijaciji, jedan od mogućih pristupa je proučavanje tumora vrata korijena. Nakon transformacije lista hrena, osim neorganiziranog tumora dobiven je i teratom, koji ima sposobnost morfogeneze izdanaka sa zadebljalim listovima. Stanice tumora imaju osobine relativno nespecijaliziranih parenhimskih stanica, dok stanice malformiranih listića teratoma postižu određeni stupanj diferencijacije. Diferencijacija i tumorska transformacija biljnih stanica još uvijek nisu istražene na razini pretvorbe plastida, a vrlo je malo objavljenih rezultata o proteomu plastida iz biljnih tumora i teratoma. Rezultati dobiveni na tri različita tkiva hrena, koja su uzgajana u kulturi in vitro, ukazuju na značajne ultrastrukturne promjene, koje su najuočljivije u plastidima. Kloroplasti lista imaju karakterističnu ultrastrukturu s dobro razvijenim tilakoidnim sustavom. Malformirani listići teratoma imaju izodijametrične plastide slabije razvijenog tilakoidnog sustava, ali opažaju se i tipični kloroplasti. Stanice neorganiziranog tkiva teratoma imaju plastide s reduciranim i često dilatiranim tilakoidima. Plastidi tumora su sitni, ovalnog ili ameboidnog oblika, s malo tilakoida te sliče proplastidima. Mjerenja fluorescencije klorofila a in situ pokazala su da je fotosustav II funkcionalan u listu i malformiranom izdanku teratoma, dok u neorganiziranom dijelu teratoma i tumoru nije. Efektivni prinos fluorescencije, relativna stopa elektrona i vrijednosti koeficijenta fotokemijskog gašenja snižavale su se zajedno sa stupnjem organizacije tkiva. Vrijednosti nefotokemijskog gašanja fluorescencije su se povećavale od organiziranog prema neorganiziranom tkivu. Intenzitet signala proteina za prikupljanje svjetlosti fotosustava II i I (LHCII i I), D1, citokroma f, FNR, β-podjedinice ATP sintetaze i velike podjedinice enzima Rubisco smanjivao se također sa stupnjem organizacije tkiva. Koncentracija fotosintetskih pigmenata pokazala je istu dinamiku. Analize proteina strome, grana- i stroma-tilakoida iz plastida lista, teratoma i tumora napravljene su spektrometrom masa LTQ-Orbitrap Discovery. U plastidima teratoma jače su zastupljeni proteini odgovorni za abiotičke podražaje i proteini koji pripadaju proteinskim kompleksima u odnosu na proteine kloroplasta lista. U usporedbi s ostalim analiziranim uzorcima, u plastidima tumora jače su zastupljeni proteini koji reagiraju na abiotičke podražaje, na stres, proteini plazmatskih membrana, mitohondrija, vakuole, citosola, jezgre i proteini koji su odgovorni za biosintetske procese, translaciju, transmembranski transport i aktivnost hidrolaza. U istom uzorku slabije su zastupljeni proteini odgovorni za fotosintezu, proteini tilakoidnih membrana i proteini lumena tilakoida. U subfrakciji grana- i stroma-tilakoida lista i teratoma identificirana su tri plastoglobulina, a u tumoru dva. Plastoglobulini nisu identificirani u subfrakciji strome plastida. Iz svih rezultata može se zaključiti da su plastidi transformiranih tkiva aktivni organeli. Plastidi teratoma su sličniji po svojoj ultrastrukturi, funkciji i metabolizmu kloroplastima lista a plastidi tumora su u razvojnom stadiju između proplastida i nerazvijenih kloroplasta. Vrlo su metabolički aktivni i pod stresom. Rezultati pokazuju da plastidi vrlo osjetljivo reagiraju na promjene u staničnoj diferencijaciji i pri tumorskoj transformaciji.

hren; kultura tkiva; ultrastruktura; plastidi; proteom

nije evidentirano