Эколого-генетические особенности митогенного и мутагенного действия активных форм кислорода на Allium fistulosum L.

Пьянзина, Татьяна Александровна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Эколого-генетические особенности митогенного и мутагенного действия активных форм кислорода на Allium fistulosum L.
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Эколого-генетические особенности митогенного и мутагенного действия активных форм кислорода на Allium fistulosum L."

УДК 574

На правах рукописи

ПЬЯНЗИНА Татьяна Александровна

ЭКОЛОГО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ МИТОГЕННОГО И МУТАГЕННОГО ДЕЙСТВИЯ АКТИВНЫХ ФОРМ КИСЛОРОДА HA ALLIUM FISTULOSUM L.

03.00.16-Экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Саранск - 2006

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева» на кафедре генетики

Научный руководитель:

доктор биологических наук профессор ТРОФИМОВ Владимир Александрович

Официальные оппоненты: доктор биологических наук

КОТЕЛЕВЦЕВ Сергей Васильевич;

доктор биологических наук доцент КУЗНЕЦОВ Вячеслав Александрович

Ведущая организация:

Саратовский государственный университет им. Н, Г. Чернышевского

Защита диссертации состоится «21 » декабря 2006 г. в «11°° » часов на заседании специализированного совета К 212.117.01 по присуждению ученой степени кандидата биологических наук при ГОУВПО «Мордовский государственный университет имени Н. П. Огарева» по адресу: 430000, г. Саранск, ул. Большевистская, 68,

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке им. М. М. Бахтина Мордовского государственного университета им. Н. П. Огарева

Автореферат разослан «20» ноября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат биологических наук доцент Т. Б. Силаева

МГУ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Среди экологических факторов, определяющих диапазон жизнедеятельности, адаптационно-компенсаторные возможности организмов, кислороду отводится важнейшая роль (Bingham, 1991; Stepanova, 2000; Regoli, 2002). Его накопление в атмосфере вызвало прогрессивную эволюцию одних организмов и гибель других. Учитывая роль кислорода в глобальной экологии биосферы, вопрос о его равновесии в атмосфере и влиянии на живые организмы требует пристального внимания. В атмосфере кислород находится большей частью в обычной молекулярной форме (02), но может присутствовать в ионизированной форме (02~ ) и в виде озона (Оэ). Кислород и некоторые его активированные формы могут поступать в организм из окружающей среды, а также образовываться в клетках в ходе ферментативных и неферментативных реакций.

Высокая окислительная способность кислорода и его активных форм является причиной того, что они могут не только проявлять биостимулирующую активность (Осипов и др., 1990; Аверьянов и др., 2000; Гольдштейн, 2001; Crapo et al., 1994), но и оказывать на живые организмы повреждающее действие (Ravanat et al., 2000, 2001; Ouedraogo., Redmond R.W., 2003; Bilski et al., 2003).

Через этап образования активных форм кислорода (АФК), входящих в число гиперпродуцируемых свободных радикалов, реализуется повреждающее действие на живые организмы различных факторов окружающей среды, таких, как, ионизирующее излучение, ультрафиолетовый свет, тяжелые металлы и некоторые другие. В связи с этим подчеркнем, что существование аэробных форм жизни сопряжено с постоянным риском неконтролируемого образования токсических форм превращения молекулярного кислорода, как в самом организме, так и в окружающей среде — особенно в последнее время в результате усиления негативных антропогенных воздействий на живую природу. Многочисленные данные, полученные на животных и клетках человека, свидетельствуют в пользу этого (Redmond, 2002, 2003; Bilski et al., 2003). Однако молекулярные механизмы реализации биологического действия АФК на растительные организмы требуют дальнейшего углубленного изучения.

Изучение влияния АФК на гомеостаз растительного организма, особенно на генетические процессы, позволит определить роль кислорода в запуске адаптационно-компенсаторных механизмов, обеспечивающих приспособление растений к изменяющимся условиям среды, или развитии патологического процесса, приводящего в итоге к их гибели.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является исследование молекулярных механизмов реализации митогенного и мутагенного действия активных форм кислорода на лук бгтун {Allium fisiulosum L).

Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

1. Исследовать влияние различных АФК на пролиферативную активность клеток A. fistulosum.

2. Изучить влияние различных АФК на выход и спектр хромосомных аберраций в клетках апикальной меристемы A. fistulosum.

3. Изучить влияние различных АФК на структурную реорганизацию генома Л. АхпЛояит.

4. Исследовать способность АФК индуцировать апоптоз или некроз клеток апикальной меристемы Л. /1хш1отт.

5. Изучить некоторые показатели интенсивности перекисного окисления липидов, состояние антиоксидантной системы для оценки значения свободно-радикальных процессов в реализации митогенного и мутагенного действия АФК на А. ^ш1о5шп.

Научная новизна. Впервые с помощью теста-объекта А. Аьпйотт проведена оценка влияния различных АФК как экологического фактора, приводящего к запуску адаптационно-компенсаторных механизмов или развитию патологического процесса и гибели клеток. Выявлены диапазоны влияния различных АФК на активность генетических процессов и выход хромосомных мутаций. Показано, что Ог~ и Н2О2 в низких концентрациях индуцируют преимущественно аберрации хроматидного типа, а Н2Ог в комплексе с Бе2* - аберрации как хроматидного, так и хромосомного типа. Впервые показано влияние АФК на реорганизацию генома А. /1х1и1о^ит, сопровождающуюся перестройками в сателлитной последовательности ДНК.

Отмечено, что АФК-индуцированный мутагенез приводит на начальном этапе к ускорению гибели клеток А. Дод/ожт путем апоптоза, а затем - к преобладанию некроза. Показано, что индуцируемая различными АФК интенсификация процессов перекисного окисления липидов в проростках А. А$ш1о$ит происходит на фоне дисбаланса активностей ферментов антиоксидантной защиты, участвующих в утилизации активных форм кислорода, и является одной из причин увеличения выхода хромосомных аберраций и гибели клеток.

Научно-практическая значимость работы. Результаты выполненного исследования дополняют и углубляют существующие представления о механизмах действия активных форм кислорода. Установлена четкая зависимость митогенной и мутагенной активности от концентрации различных АФК.

Результаты исследования представляют интерес как информационная основа для последующей разработки конкретных способов воздействия активных форм кислорода на развитие мутационного процесса и повышение продуктивности растений. Полученные данные о механизме действия антиоксидантов (карнозина и маннитола) как ингибиторов мутаций могут быть использованы в мутационной генетике. На основании проведенного комплексного исследования предложен способ индуцирования мутаций у растений (защищено патентом РФ № 2269258 от 16.04.2004 г.), который может быть использован в мутационной генетике для создания новых сортов.

Полученные данные могут быть использованы в учебном процессе в курсах «Генетика», «Экология» «Физиология растений» на биологических и аграрных факультетах высших учебных заведений.

Основные положения, выносимые на защиту:

• Митогенный эффект различных АФК, связанный с повышением всхожести и величины митотического индекса, сопровождается усилением выхода хроматидных перестроек (одиночные фрагменты, мосты) и зависит от антиок-сидантной активности клеток.

• Мутагенный эффект АФК, характеризующихся высокой окислительной активностью, связан с повышением выхода аберраций хромосомного типа (двойные фрагменты), усилением гибели клеток апикальной меристемы А. А$ш1о$ит на начальном этапе путем апоптоза, а затем преобладанием гибели клеток путем некроза.

• В зависимости от окислительной способности АФК с различной интенсивностью стимулируют реорганизацию генома А. А5Ш1охит, влияя на тело-мерные микросателлитные последовательности ДНК, вызывая инсерции и де-леции гетерохроматина.

Апробация работы. Основные положения работы были изложены на Огаревских и Евсевьевских чтениях (Саранск, 2002—2006), на конференциях: «Актуальные вопросы ботаники и физиологии растений» (Саранск, 2004), «Международный форум молодых ученых и студентов» (Анталия, 2004), «Научное студенческое сообщество и современность» (Анталия, 2005), «Фундаментальные и прикладные проблемы медицины и биологии» (Тунис, 2005), «Ботанические исследования в Поволжье и на Урале» (Саратов, 2006), «Успехи современного естествознания» (Сочи, 2006).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 научных работ.

Структура и объем диссертации Диссертация изложена на 126 страницах машинописного текста, содержит 9 таблиц, 11 рисунков, 10 фотографий. Работа состоит из введения, обзора литературы (глава 1), материалов и методов исследований (глава 2), результатов и обсуждения (глава 3), общего заключения, выводов, практических рекомендаций и списка использованной литературы.. Библиографический указатель включает 225 источников, в том числе 118 на иностранных языках.

Автор выражает благодарность и признательность своему научному руководителю В. А. Трофимову и сотрудникам кафедры генетики биологического факультета МГУ им. Н. П. Огарева за поддержку при выполнении диссертационного исследования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Глава 1. Обзор литературы

В настоящей главе представлен обзор работ, посвященных изучению биологической роли кислорода и его активных форм для растений, опубликованных в течение последних 15 лет. Осуществлен анализ литературы, содержащей сведения о повреждающем действии активных форм кислорода, их ро-

ли в свободнорадикальных процессах, апоптозе, а также данные об антиокси-дантах и современные представления о геноме растений.

Глава 2. Материалы и методы исследования

В основу работы положены результаты экспериментальных исследований, осуществленных в 2002-2006 г.

В качестве тест-объекта взят лук батун (Allium fistulosum L). В качестве источника 02 использовали электроэффлювиальный ионизатор воздуха (аэроионизатор «Сетеон», произведенный НПЦ «Альфа-Ритм»), Семена помещали на расстоянии 25 см от кончиков игл и воздействовали в течение 40, 60, 80 мин. Содержание отрицательных аэроионов кислорода, определенное в месте обработки, при 40 мин стимуляции составляло 1,3x106, при 60 мин - 2х10б, при 80 мин - 2,7х106 в 1 см3. В качестве прооксидантов использовали пероксид водорода («Sigma», США) и сульфат железа («Sigma», США), в качестве антиок-сидантов — карнозин и маннитол («Sigma», США). Контрольные и аэроионизи-рованные семена проращивали на фильтровальной бумаге в чашках Петри в растворах, содержащих модифицирующие вещества, в термостате при 25 °С в течение 48 ч.

Для определения митотической активности и анализа спектра аберраций готовили давленные ацетокарминовые препараты. В каждом из них подсчитывали все делящиеся клетки, анализировали все ана-телофазные клетки. Анализ спектра аберраций проводили с выделением хроматидных (одиночных) и хромосомных (двойных) фрагментов и мостов. Сложные, нераспознаваемые аберрации относили к группе неклассифицируемых. Клетки, погибающие апоп-тозом или некрозом, выявляли методами световой микроскопии (микроскоп «Биолам Р-11»), используя гематоксилин («Sigma», США).

Активность супероксиддисмутазы (СОД) определяли по методу Гуревича (1990), основанному на способности фермента тормозить аэробное восстановление нитросинего тетразолия с образованием формазана, который имеет максимум поглощения в области 560 нм. Об активности каталазы судили по убыли Н2О2, определяемой по цветной реакции с молибдатом аммония (Королюк, 1988). О накоплении малонового диальдегида (МДА) судили по образованию окрашенного комплекса с тиобарбитуровой кислотой.

Содержание нуклеиновых кислот определяли спектрофотометрическим методом: содержание ДНК — по реакции с дифениламином, РНК - по реакции с орцином. ДНК из проростков А. fistulosum выделяли с помощью набора DIAtom™ DNA Prep фирмы «BlOcorn».

Амплификацию фрагментов сателлитной ДНК проводили методом ПЦР с использованием набора реактивов АмплиСенс-200-1 и АмплиСенс-200-2 фирмы ВЮсош. Для ПЦР-анализа применяли синтезированные олигонуклеотиды фирмы «SYNTOL» (Россия) с последовательностями 34902 5-atcgattcttcggacggcct-3', 34903 5-atccgcagggtgcaacatctgcgg-3' и обратные выше названным 34905 5-agatgttgcacccttcggat-3' и 34906 5-tggccgtccgaagaatcgat-3', а

также праймер на межмикросателлитные последовательности 5-gagagagagagagagayc-З'. Расчет параметров температуры отжига праймеров проводили с помощью компьютерной программы Praimer 1.0. После окончания реакции (в тот же день) проводили разделение фрагментов ДНК в 1%-ном агароз-ном геле.

Полученные данные обрабатывали методом вариационной статистики с применением программ Stat2, Fstat. Достоверность различия (р) определяли в каждой серии по отношению к исходному значению.

Глава 3. Результаты и обсуждение

Влияние активных форм кислорода на всхожесть и митотическую активность Allium fistulosum

Имеются данные, свидетельствующие о высокой физиологической активности АФК в животных организмах (Саприн, Калинина, 1999; Зенков и др., 2001; Гольдштейн, 2002) и лишь немногочисленные описания их влияния на физиологические и биохимические процессы в растениях (Мерзляк, 1989). В этой связи нами проведено комплексное эколого-генетическое исследование влияние АФК на митотическую активность и мутационный процесс в клетках апикальной меристемы A. fistulosum.

При воздействии в течение 40 мин ионизированным воздухом, в котором основная доля среди ионов приходится на 02~ , всхожесть семян и митотиче-ская активность клеток A. fistulosum были достоверно повышены по сравнению с контролем. Всхожесть семян при действии 02~ в течение 40 мин повышалась на 117%, митотический индекс клеток меристемы A. fistulosum - на 70 % по сравнению с контролем. Нами показано, что величина митотического индекса и всхожести семян зависит от используемого режима воздействия Ог-*. При воздействии в течение 60 мин митотический индекс понижался на 13 %, а при стимуляции в течение 80 мин - на 26 % по сравнению с контролем. При стимуляции семян 02 в течение 80 мин всхожесть семян понижалась на 10 % по сравнению с контролем. Увеличение времени воздействия и соответственно накопление ионов 02 способствовали подавлению митозов растительных клеток. Пероксид водорода (2 мМ) понижал как митотическую активность, так и всхожесть семян. При действии Н202 (2 мМ) митотическая активность клеток A. fistulosum понижалась на 11 %, всхожесть семян - на 15 % по отношению к контролю.

Совместное действие Н2Ог (2 мМ), Fe2+ и Ог"* приводило к максимальному снижению митотического индекса и всхожести семян, поскольку реализовалось через образование в ходе реакций Фентона и Хабера-Вайса гидроксиль-ного радикала, обладающего высокой реакционной способностью. Наименьшая митотическая активность и всхожесть семян наблюдались при совместном действии, Н202 (2 мМ), Fe2+ и 02~* в течение 80 мин. В этом случае митотическая

активность клеток понижалась на 65 %, а всхожесть семян - на 36,4 % по сравнению с контролем.

Механизм, по которому АФК участвуют в передаче митотического сигнала, до конца не изучен. Определено, что АФК включают каскад реакций, которые передают митотический сигнал при воздействии факторов роста и активируют в клетке различные транскрипционные факторы (Зенков и др., 2001). Другая возможность митогенного действия АФК - ингибирование фосфатаз и как следствие - увеличение активности фосфокиназ, участвующих в передаче митогенного сигнала (Кобляков, 1998).

Влияние различных АФК на генетические процессы в клетках А. /¡зш1озит мы регистрировали по изменению содержания ДНК и РНК в разные периоды клеточного цикла. Показано, что при увеличении действующих концентраций АФК генетические процессы угнетаются, что обнаруживается через уменьшение содержания нуклеиновых кислот в проростках А. А$ш1отт (рис.1).

0,15 -г 0,1 --

0,05 0

о,Й

н -■0,2|

0 (3

Длительность воздействия, мин

0,15 0,1 0,05 0

£ 0,15 у

■ 0,3 « и X 0,1 ■•

-0,2 | I я X

-0,1 8- о. V 0,05 -

-0 3 о4 и

О 40 60 80 Длительность воздействия, мин

Т 0,8 .

ё -- 0,в>-

одз и

0 40 60 80

Длительность воздействия, мин

Рис. 1. Влияние различных АФК на содержание ДНК и РНК в проростках А. ш1енит: 1 -контроль; 2 - 2 мМ Н202; 3 - 5 мМ Ге504; 4-50 мкМ РеЗО,; 5 - 2 мМ Н202 + 2 мМ РоБО,; 6 -50 мкМ Н2О2 + 50 мкМ РеБОд; а - содержание ДНК, б - содержание РНК

Наши данные, свидетельствующие о стимуляции активными формами кислорода митозов, указывают на сокращение времени митотического цикла. В то же время известно, что уменьшение общей продолжительности клеточного цикла приводит к понижению эффективности работы репарирующих систем клетки, а сокращение времени митоза препятствует нормальному расхождению хроматид в процессе деления, что может способствовать образованию хромосомных аберраций (Бурлакова, 1968; Бабижаев, 1999).

Влияние активных форм кислорода на выход хромосомных аберраций в клетках апикальной меристемы Allium fistulosum

В научной литературе приведены многочисленные сведения о мутагенном действие 02~ , Н202 и ОН" (Гончарова, 1993; Гамалей, Клюбин, 1996; Гуськов и др., 2001; Усатов и др., 2005; Halliwell, Aruoma, 1991). Указывается, что прямое действие ОГ и Н2О2 на ДНК не вызывает повреждения оснований или образования сшивок между основаниями (Brown, Fridovich, 1981), главным повреждающим агентом выступает ОН-радикал, образующийся в ходе реакций Фен-тона и Хабера-Вайса (Гончарова, 1993; Emeriti et al., 2001).

При проведении цитогенетического анализа выяснено, что наибольший выход аберрантных клеток наблюдался при воздействии экзогенного 02 в течение 80 мин и составил 2,56 ± 0,01 %. При уменьшении времени воздействия число хромосомных аберраций понижалось по сравнению с контролем, причем это явление наиболее выражено при воздействии 02~ в течение 40 минут. При этом происходило понижение числа хромосомных перестроек на 44 % по сравнению с контролем. •

При действии Н202 (2 мМ) и FeS04 выход аберрантных клеток дозозави-симым образом повышался. С увеличением концентрации Н202 и FeS04 увеличивался их мутагенный эффект. При действии 2 мМ Н2О2 выход хромосомных аберраций повышался на 33 %, 5 мМ FcS04 - на 95 %, 50 мкМ FeS04- на 45 %; при совместном действии 2 мМ Н202 и 2 мМ FeS04 - на 133 %, 50 мкМ Н202 и 50 мкМ FeS04- на 112 % по сравнению с контролем.

Однако при воздействии 02"" в течение 40 мин даже в присутствии Н202 (2 мМ), FeS04 (50 мкМ, 2 мМ, 5 мМ) отмечалось понижение числа хромосомных аберраций. Наименьший эффект по тесту хромосомных аберраций наблюдался при воздействии 02~ при 40 мин экспозиции в присутствии FeS04 (50 мкМ) и составил 1,26 ± 0,01 %, выход хромосомных перестроек уменьшился на 43 % по сравнению с контролем. Наибольший эффект наблюдался при стимуляции семян 02~ в течение 40 мин при совместном действии Н202 (2 мМ) и Fe2" (2 мМ) и составил 3,90 ± 0,02 %.

При совместном действии Н202 (2 мМ) и FeS04 (50 мкМ, 2 мМ), увеличении времени воздействия 02~ выход хромосомных аберраций возрастал по сравнению с контролем (табл. 1). Наибольшим он был при воздействии Ог"* в течение 80 мин в присутствии Н202 (2 мМ) и Fe2+ (2 мМ) - 6,81 ± 0,03 %. Это объясняется образованием в реакции Фентона гидроксильного радикала.

Таблица 1.

Влияние активных форм кислорода на выход хромосомных аберраций в клетках меристемы Allium fistulosum (M±m)

Вариант опыта Клетки с аберрациями, % Типы структурных мутаций

Длительность воздействия 02~, мин прооксидант Одиночные фрагменты Двойные фрагменты Мосты Неклассифицированные

0 40 60 80 2,20 ±0,04 1,23 ±0,05* 1,60 ±0,01" 2,56 ± 0,01* 0,50 ±0,01 0,66 ±0,01* 0,43 ±0,01* 0,14 ±0,02* - - 0,27 ±0,03 0,06 ±0,01* 0,06 ±0,01* 0,07 ±0,01*

0 40 60 80 2 мМ Н22 2,93 ±0,05 1,57 ±0,05* 1,89 ±0,04* 2,95 ±0,06* 0,50 ±0,04 0,66 ±0,02* 0,33 ± 0,03** • 0,50 ±0,04" 0,17 ±0,03 0,14 ±0,02 0,50 ±0,02 0,34± ,07 0,20 ±0,04

0 40 60 80 5 мМ FeSOi 4,29 ±0,03 2,15 ±0,11* 3.29 ±0,09* 4,72 ±0,08* 0,54 ±0,02 0,42± 0,02** 0,47± 0,02** 0,35 ±0,01* 0,15 ±0,10 0,16 ±0,03*" 0,27 ±0,02*" 0,36 ±0,03" 0,36 ±0,04 0,6б±0,03" 0,42 ±0,01* 0,45 ±0,01* 0,09 ±0,01 0,08 ±0,01*

0 40 60 80 50 мкМ FeS04 3,50 ±0,02 1,26 ±0,01* 1,64 ±0,04* 3,77 ±0,05* 0,16 ±0,01 0,36 ±0,01* 0,43 ±0,01* 0,33 ±0,01* - 0,55 ±0,02 0,57 ±0,02* 0,29 ±0,02* 0,3 8± 0,03** 0,27 ±0,02 0,43 ± 0,02* 0,13 ±0,02*

0 40 60 80 50 мкМ FeS04 + 50 мкМ Н202 4,66 ±0,08 2,29 ±0,07* 3,17 ±0,08' 5,03 ±0,08* 0,25 ± 0,01 0,39 ±0,07*" 0,37 ±0,02" 0,56 ±0,03" 0,26 ±0,02 0,13 ±0,0 Г* 0,23 ±0,01* 0,16 ±0,03" 0,55 ±0,05 0,50± 0,03** 0,56+0,05" 0,48±0,06*" 0,04 ±0,01 0,07± 0,02** 0,03 ±0,02*

0 40 60 80 2 мМ FeSOi + 2 мМ Н202 5,12±0,11 3,90 ±0,02* 4,19 ±0,07* 6,81 ±0,03* 0,41 ±0,08, 0,44 ±0,02" 0,38 ± 0,02" 0,53 ±0,01* 0,36 ±0,04 0,32 ±0,02" 0,34 ±0,02" 0,39 + 0,01* 0,63± 0,02 0,5 0± 0,02** 0,60 ±0,03" О,80±О,ОГ* 0,04 ±0,01 0,09 ±0,01*

Отличие от контроля достоверно при *р< 0,001, **р< 0,01, "*р< 0,05

Проведенный эксперимент показал, что АФК индуцируют все типы структурных мутаций (табл. 1; рис. 2). Ог~ вызывает преимущественно аберрации хроматидного типа в виде одиночных фрагментов, Н202 (2 мМ) индуцирует в основном одиночные фрагменты, а в комплексе с О Г при воздействии в течение 60 и 80 мин — главным образом мосты и аберрации хромосомного типа в виде двойных фрагментов.

Рис. 2. Делящиеся клетки корешков лука с различными типами нарушений хромосом: а — одиночный фрагмент; б — одиночный мост и одиночный фрагмент; в — одиночный мост; г — двойной фрагмент

Совместное действие 02~\ пероксида водорода и сульфата железа (II) при всех режимах вызывает образование аберраций как хроматидного, так и хромосомного типа. Следует отметить, что двойные разрывы обеих нитей более опасны для функционирования ДНК, так как при этом безвозвратно утрачивается часть генетической информации.

Отметим, что аберрации хромосомного типа отражают воздействие АФК, когда клетка находится на стадии йь аберрации хроматидного типа происходят на стадиях клеточного цикла Б и С2.

Полученные данные свидетельствуют о том, что 02~ , Н202 и ОН', влияют на выход хромосомных перестроек в клетках апикальной меристемы А. /иш1охит дозозависимым образом. При стимуляции 02~ в течение 40 мин происходило понижение количества аберраций хромосом, а при увеличении времени воздействия до 60 мин и более количество хромосомных мутаций повышалось.

ВлияниеЛФКпа организацию сателлитного повтора 378 п.п. в терминальном гетерохроматипе Allium fistulosum

Специфика организации генома A. fistulosum состоит в наличии особенных повторяющихся последовательностей сателлитной ДНК размером 378 п.н., которые расположены в теломерных областях хромосом. Эти последовательности можно использовать для изучения генетических перестроек в теломсрнон области хромосом A. fistulosum.

Для ПЦР-анализа особенностей организации сателлитного повтор;; в геноме A. fistulosum под влиянием АФК были использованы первая пара прайме-ров 34 902 и 34 903 в прямой ориентации и вторая пара праймеров 34 905 и 34 906 в обратной ориентации. При этом праймер 34 902 был комплементарен праймеру 34 906, а праймер 34 903 - праймеру 34 905.

При использовании микросателлитного праймера (GA)8YC и праймера 34 902 был получен фрагмент размером 175 п.н. (рис. 3). В контроле фрагмент такого размера не был амплифицирован. Наиболее сильные сигналы при амплификации получены при совместном действии Н2О2 (2 мМ) и 02 * в течение 40 и 80 мин и при совместном действии Н2О2 и ионов Fe (II). Поскольку такие микросателлитные мотивы отсутствуют в сателлитной последовательности 378 п.н., полученные данные свидетельствуют о том, что ПЦР-продукты - результат перестроек в сателлитном повторе. Такие фрагменты могли амплифи-цироваться из-за присутствия микросателлитов в теломерном гетерохроматине или в области, граничащей с ним.

S *

, .«и. w-ч»-**»*. т <•»

М I 2 3 4 56 789 Ю 111213

Рис. 3. Результаты ПЦР с использованием праймеров 34 902 и (СА)8УС: 1 - контроль; 2-4 -воздействие О2": 2 — в течение 40 мин, 3 - в течение 60 мин, 4 - в течение 80 мин; 5-8 -2 мМ Н2О2: 5 - без воздействия 02~ , 6 - при воздействии 02~ в течение 40 мин, 7 - при воздействии Ог"* в течение 60 мин, 8 — при воздействии Ог~ в течение 80 мин; 9-12 - 2 мМ Н2О2 + 2 мМ РеЗОд: 9 - без воздействия Ог"*, 10 - при воздействии Ог" в течение 40 мин, 11 - при воздействии 02 * в течение 60 мин, 12 - при воздействии 02~ в течение 80 мин; 13-5 мМ РеЗО^ М - маркер размеров

При проведении ПЦР-анализа с праймерами 34 903 и 34 905 были получены фрагменты ДНК размерами 400 п.н. и 180 п.н. (рис. 4). Наиболее сильные сигналы при амплификации получены при совместном действии Н202 (2 мМ) и

02 * в течение 40 и 80 мин. Амплификация фрагмента размером 180 п.н. может свидетельствовать о наличии наряду с инверсией также делеции.

Рис. 4. Результаты ПЦР с использованием праймеров 34 903 и 34 905: 1 - контроль; 2-4 -воздействие СЬ~*: 2 - в течение 40 мин, 3 - в течение 60 мин, 4 - в течение 80 мин, 5-8 -2 мМ H2Oi: 5 - без воздействия СЬ~ , 6 - при воздействии СЬ~" в течение 40 мин, 7 - при воздействии Ог" в течение 60 мин, 8 - при воздействии СЬ~ в течение 80 мин; 9-12 -2 мМ Н2О2 + 2 мМ FeSOj: 9 - без воздействия Сь"*, 10 - при воздействии О;-* в течение 40 мин, 11 - при воздействии О;-' в течение 60 мин, 12 - при воздействии Ог~ в течение 80 мин; 13-16 - 5 мМ FeS04: 13 - без воздействия ОГ , 14 - при воздействии 02~ в течение 40 мин, 15 — при воздействии СЬ" в течение 60 мин, 16 — при воздействии Ог" в течение 80 мин; М - маркер размеров

Образование подобных перестроек может происходить в самом сател-литном повторе в результате действия механизма восстановления теломер. Потенциальным источником таких перестроек может служить рекомбинация, происходящая в теломерных регионах. Размеры ПЦР-продуктов, образующихся при амплификации, практически во всех случаях были меньше исходной единицы повтора. Эти данные показывают, что изменения структуры сателлитной ДНК затрагивают часть единицы теломерного повтора и приводят к образованию новых последовательностей в тандемно организованном сателлитном повторе.

Мы получили данные, свидетельствующие о присутствии микро-сателлитных мотивов в терминальном гетерохроматине. Вставки в теломерный повтор микросателлитных мотивов происходят в терминальном гетерохроматине вследствие рекомбинации участков сателлитного повтора, прилежащего к внутренним областям хромосомы.

Повышенный мутагенез, специфически индуцированный различными АФК, может в той или иной мере способствовать увеличению генетического разнообразия потомства. Некоторые изменения, возникшие в результате атаки молекул ДНК активными формами кислорода, могут оказаться полезными и закрепиться в результате естественного отбора. Тем самым организм приспосабливается к изменившимся условиям среды, адаптирует метаболизм, направленный на поддержание гомеостаза, снижает скорость дыхания, а вместе с ней и уровень АФК, ограничивая их влияние на геном.

Апоптоз в клетках апикальной меристемы проростков Allium fistulosum

При наличии нерепарируемых повреждений в ДНК в клетках A. fistulosum, регистрируемых в нашем эксперименте по числу аберраций хромосомного типа, происходит их гибель путем апоптоза либо некроза.

В контроле признаки апоптоза в растительных клетках не были обнаружены. Ядра в них ровные, хроматин равномерно распределен внутри ядра по всему объему, что при обработке красителем дает картину гомогенного ровного окрашивания (рис. 5 а).

■■м

)

1 # Г ч! Ж* .сГ«г

, ъ

Рис. 5. Клетки апикальной меристемы А. /¡зги1озшп: а — контроль: б - при воздействии экзогенного супсроксидного аниона-радикала в течение 60 мин

При действии 02~ в течение 40 мин признаки апоптоза также не обнаруживались. При увеличении времени воздействия до 60 мин и более наблюдалось уплотнение ядерного хроматина, прижатого к внутренней ядерной мембране, что является ранним диагностическим признаком апоптоза (рис. 5 б).

При действии Н202 (2 мМ) доля апоптотирующих клеток возрастала до 13 %, некротически измененные клетки не наблюдались. В этих условиях при воздействии 02~ в течение 40 мин число апоптотирующих клеток уменьшилось на 33 % по сравнению с контролем, некротически измененные клетки не регистрировались. При увеличении времени воздействия до 60 мин доля апоптотирующих клеток возрастала на 117 % по сравнению с контролем, появились некротически измененные клетки (около 13 %). Увеличение времени воздействия 02~* до 80 мин в присутствии Н2О2 (2 мМ) приводило к возрастанию доли апоптотирующих клеток до 35 %, доля некротически измененных клеток в этих условиях увеличилась до 17 %.

Наиболее яркая картина апоптоза наблюдалась при совместном действии на растительные клетки Н202 (2 мМ) и Ре504 (2 мМ). При этом обнаруживались ядра, распадающиеся на 3-5 обломков разных размеров (фрагментация ядер) (рис. 6 а), но в некоторых клетках исчезали ядра, что косвенно свидетельствовало о наличии и некроза как формы гибели клеток (рис. 6 б).

Рис. 6. Клетки апикальнои меристемы А. /чш/отт: а - при воздействии экзогенного 02~* в течение 60 мин, Н202 (2 мМ) и Ре50^ (2 мМ); б — при воздействии экзогенного О Г в течение 80 мин, Н2Од (2 мМ) и Рево.» (2 мМ)

Очевидно, что высокий уровень гибели клеток связан с образованием в реакции Фентона гидроксильного радикала. Вследствие этого, а также в результате протекания сопутствующих процессов, в качестве которых выступают дополнительный приток ионов Са2+, катализируемый Н202, и активация Са-зависимых эндонуклеаз (Самуилов и др., 2000), увеличивается число апоптоти-рующих клеток. Совместное действие Н202 (2 мМ) и Ре504 (2 мМ) резко усиливало фрагментацию и исчезновение ядер, доля апоптотирующих клеток возрастала до 32 %, а некротически измененных - до 19 % по сравнению с контролем. При действии 02~ в течение 40 мин в этих условиях доля апоптотирующих клеток уменьшалась на 22 %, а некротических клеток — на 10 % по сравнению с контролем. При увеличении времени воздействия до 60 мин и более число клеток, гибнущих путем апоптоза и некроза, повышалось. Наиболее ярко это выражено при стимуляции в течение 80 мин. В этих условиях доля апоптотирующих клеток возрастала на 54 %, а некротических - на 86 %.

С помощью салициловой кислоты было показано участие Н202 в гибели клеток апикальной меристемы А. Аячиояит. Салициловая кислота является ингибитором каталазы, увеличивает активность супероксиддисмутазы и тем самым способствует повышению уровня Н202 в клетках. В эксперименте во всех вариантах опыта салициловая кислота (5 мМ) способствовала повышению доли апоптотирующих и некротических клеток в проростках А. /шиШит по сравнению с контролем.

Наибольший рост этих показателей наблюдался при воздействии 02~* в течение 80 мин совместно с салициловой кислотой (5 мМ), Н202 (2 мМ) и РеЭО,* (2 мМ). В этих условиях доля апоптотирующих клеток возрастала до 61 %, а некротических было около 32 %.

Известно, что салициловая кислота играет существенную роль в регуляции гиперчувствительного ответа клеток. Так, например, показано, что спонтанная гибель клеток у трансгенных растений арабидопсиса подавляется в результате экспрессии гена бактериальной салицилатгидроксилазы, которая пре-

вращает салициловую кислоту в катехол (Ванюшин, 2001). Салициловая кислота необходима для индукции патоген-зависимой гибели клеток у разных мутантов растений арабидопсиса (Jabc, 1996).

Полученные нами данные подтверждают сведения (Ванюшин, 2001) о том, что существует зависимый от салициловой кислоты апоптоз. При определенных условиях, связанных с избыточным накоплением в клетках растений пероксида водорода, салициловая кислота способствует возрастанию количества клеток, гибнущих путем некроза.

Роль АФК в инициации и развитии апоптоза в растительных клетках может заключаться в окислительной модификации молекулы ДНК, приводящей к структурным изменениям и активации генов клеточной смерти. Как видно из приведенных данных, механизм действия индукторов апоптоза в значительной мере определяется временем воздействия АФК.

Таким образом, активные формы кислорода могут служить триггерными молекулами апоптоза клеток A. fistulosum, однако при накоплении АФК с высокой окислительной активностью возрастало количество клеток, погибающих путем некроза. Проапоптотическое и некротическое действие АФК уменьшается при использовании антиоксидантов.

Влияние активных форм кислорода на перекисное окисление липидов и активность антиоксидантных ферментов в проростках Allium Jistulosum

Одной из возможных причин усиления генотоксического действия Н202 и FcS04 супероксидным анионом-радикалом может быть индукция свободнора-дикальных процессов в клетках A. fistulosum. Свободные радикалы способны не только повреждать ДНК, но и влиять на пролиферативную активность клеток — торможение пролиферации происходит при повышении концентрации свободных радикалов и снижении антиоксидантной активности тканей (Бурлакова и др., 1982). Изменение уровня свободнорадикальных продуктов в клетках и тканях может играть ведущую роль в устойчивости или чувствительности генетического аппарата к внешним воздействиям.

В наших исследованиях во всех вариантах опыта отмечена зависимость между увеличением содержания МДА в проростках A. fistulosum и выходом аберраций хромосом (рис. 7).

3 т

..2 1--

2.5

2 |

1.5 а

а*

1 1

0,5 ¡2

4 т

П 3

2 --

Длительность воздействия, мин

-- 1,58

40 60

Длительность воздействия, мин

40 60 Длительность воздействия, мин

Длительность воздействия, мин

Рис. 7. Влияние АФК на выход хромосомных аберраций и содержание МДА в проростках А.Гши1озит-Л - контроль; 2 - 2 мМ Н202; 3 - 5 мМ РевО.,; 4-50 мкМ РеБО«; 5 - 2 мМ Н202 + 2 мМ ревО,»; 6-50 мкМ Н202 + 50 мкМ Ре304; а - хромосомные аберрации, %; б - содержание МДА, мМ

Максимальное понижение уровня МДА в проростках лука наблюдалось при воздействии 02~ в течение 40 мин. В этих условиях при действии 2 мМ Н202 содержание МДА в проростках А. /ши/<мит понижалось на 47 %, при воздействии 50 мкМ Ре504 — на 51 %, 5 мМ БеБС^— на 11 %, при совместном действии 50 мкМ Н2О2 и 50 мкМ Ре504 - на 36 %, 2 мМ Н202 и 2 мМ РеБС^ - на 10 % по сравнению с контролем.

Увеличение времени воздействия 02~ приводило к возрастанию содержания МДА в проростках А. /Ьгм/оэт/ш. Максимальный его уровень наблюдался при воздействии 02~* в течение 80 мин. В этих условиях при действии 2 мМ Н2О2 содержание МДА в проростках А. Аш1озит повышалось на 102 %, при воздействии 50 мкМ РеБ04- на 87 %, 5 мМ Ре804 - на 173 %, при совместном действии 50 мкМ Н2Ог и 50 мкМ Ре304 - на 96 %, 2 мМ Н2О2 и 2 мМ РеБО* - на 415 % по сравнению с контролем.

Воздействие 02~* в течение 40 мин в присутствии Н202 (2 мМ) и Ре2+ сти-

мулировало процессы антиоксидантной защиты, способствуя увеличению активности супероксиддисмутазной и каталазной активности, снижению уровня пероксидации липидов в проростках А. /¡з1и1о5шп.

Наибольшая активность СОД и каталазы наблюдалась при стимуляции 02~ в течение 40 мин при действии 50 мкМ Ре504. В этих условиях активность СОД в проростках А. Аии1овит увеличивалась на 276 %, каталазы - на 207 % по сравнению с контролем. При увеличении времени воздействия 02~ в присутствии Н202 (2 мМ) и Ре504 наблюдалось снижение активности антиоксидантных ферментов и повышение уровня пероксидации липидов в проростках А. _/?5Ш1о5ит.

Наименьшая активность СОД и каталазы отмечалась при воздействии 02~ в течение 80 мин при совместном действии Н202 (2 мМ) и Ре504 (2 мМ). В этих условиях данные показатели уменьшались соответственно на 77 %, и 47 % по сравнению с контролем.

Для выявления роли свободнорадикальных процессов в реализации потенциального генотоксического и проапоптотического действия АФК использовали специфические ловушки свободных радикалов - карнозин (5 мМ) и ман-нитол (5 мМ). Антиоксидантная активность карнозина и маннитола проявляется в их способности инактивировать активные формы кислорода, захватывать свободные радикалы и хелатировать прооксидантные металлы (Болдырев, 1999).

Карнозин и маннитол в присутствии АФК повышали активность СОД и каталазы, понижали уровень пероксидации липидов и как следствие этого снижали выход хромосомных аберраций в клетках апикальной меристемы А.А$ш1о5ит по сравнению с контролем.

Маннитол в отличие от карнозина встречается в клетках у многих растений. Его концентрация возрастает в ответ на гиперосмотический шок (Тарчев-ский, 2001). Она регулируется не только скоростью биосинтеза маннитола, но и активностью ферментов, которые отвечают за его утилизацию, и осуществляют его катаболизм (Алехина, 2005). Маннитол, который является ловушкой для ОН-радикалов, снижает число аберраций хромосом менее эффективно, чем карнозин.

Нами показано также, что карнозин и маннитол частично снимают проявления апоптоза, уменьшая фрагментацию ядра, причем последний действует менее эффективно. Это выражается, прежде всего, в особенностях морфологических изменений клеток и ядра. Очевидно, что важнейшим механизмом анти-апоптотирующего действия карнозина и маннитола является ингибирование свободнорадикальных процессов и как следствие — предотвращение повреждения ДНК.

Веским доказательством участия процессов перекисного окисления липидов в апоптозе клеток А. /¡5Ш1озит могут выступать результаты экспериментов с использованием прооксидантов. Индуцируемая пероксидом водорода (2 мМ) гибель клеток резко усиливалась в присутствии ионов Ре2+. В этом случае до 35 % увеличивался удельный вес клеток, гибнущих путем некроза. При

стимуляции перекисного окисления липидов ионами двухвалентного железа активность СОД и каталазы в клетках А. fistulosum изменялась. Дисбаланс активности ферментов усиливался при совместном действии Н202 (2 мМ) и FeSOj (2 мМ) в условиях, когда в реакции Фентона образовывался гидроксиль-ный радикал, и прооксидантная активность индукторов резко возрастала. Все это согласуется с известными представлениями о том, что АФК могут вызывать гибель клеток. В научной литературе имеются сведения о том, что Н202 является одним из главных сигналов регуляции клеточного цикла и запрограммированной гибели клеток у растений (Ванюшин, 2001). Пероксид водорода стимулирует быстрый приток Са2+ в клетки, что активирует программу их физиологической смерти с характерной для апоптоза картиной: расщепление ДНК с высвобождением фрагментов длиной примерно 50 kb, пузырчатость и конденсация ядра (Levine et al., 1996). К тому же при низком парциальном давлении кислорода гибель клеток, индуцируемая патогенами, заметно уменьшается (Mittler et al., 1997).

Таким образом, в данном эксперименте установлено, что активные формы кислорода могут нарушать динамическое равновесие в системе про- и анти-оксиданты у А. fistulosum, активируя свободнорадикальные реакции, что в свою очередь может приводить к дополнительным повреждениям генетических структур, инициируемым свободными радикалами. Супероксидный анион-радикал, индуцируя свободнорадикальные процессы, усиливающиеся в присутствии пероксида водорода и двухвалентного железа, может вызывать нарушения в геноме и быть изначальной причиной хромосомных аберраций. Разная мутагенная активность может быть использована в мутационной генетике для создания новых сортов растений (Патент на изобретение № 2269258 от 16.04. 2004).

Колебательные изменения прооксидантно-антиоксидантного равновесия могут выступать по аналогии с известными процессами в животной клетке в качестве внутриклеточного сигнала, запускающего адаптивные перестройки метаболизма растительной клетки.

Таким образом, интенсификация процессов перекисного окисления липидов в проростках А. fistulosum происходит на фоне дисбаланса активностей ферментов антиоксидантной защиты, участвующих в утилизации активных форм кислорода, и является одной из важнейших причин процессов окислительной модификации ДНК и последующей гибели клеток.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В нашей работе представлены данные о некоторых механизмах реализации митогенного и мутагенного действия АФК на клетки А. fistulosum, характеризующие запуск в растительных клетках адаптационно-компенсаторных механизмов, направленных на повышение приспособляемости растений к окружающей среде или развитие патологического процесса, приводящего к их гибели.

Нами выявлено, что реализация митогенного действия АФК на А. А$ш1охит связана с их влиянием на клеточный цикл. Показано, что митоген-ный эффект различных АФК сопровождается усилением выхода хроматидных перестроек в виде одиночных фрагментов, мостов и зависит от соотношения активностей про- и антиоксидантных систем. Увеличение действующих концентраций АФК, образование ОН' приводят к ингибированию митогенного эффекта АФК. Индуцируемые хроматидные мутации могут играть важную роль в повышении адаптационно-компенсаторных возможностей организма, поскольку могут повышать изменчивость и способствовать большей пластичности биохимических и физиологических процессов, росту резистентности к повреждающим факторам окружающей среды.

Реализация мутагенного эффекта различных АФК, связанного с грубыми нарушениями структуры ДНК, сопровождается повышением выхода аберраций хромосомного типа в виде двойных фрагментов.

Нами изучена способность активных форм кислорода влиять на генетические процессы не только на хромосомном уровне, но и на уровне генома. Отмечено, что активные формы кислорода влияют на организацию теломерных мик-росателлитных последовательностей ДНК, стимулируя перестройки в теломер-ном повторе А. /"Ши^ит. Анализ структурной реорганизации генома, вызванной АФК, показал, что такими перестройками являются делеции и инсерции.

В случае нерепарируемых повреждений в ДНК, в том числе индуцируемых АФК, происходит гибель клеток. Элиминация клеток, имеющих нарушения в ДНК, вызванные действием определенных АФК, путем апоптоза позволяет организму выработать определенную стратегию поведения для повышения приспособленности к окружающей среде. Преобладание некротического пути гибели клеток А. /¡яш1охит при стимуляции активными формами кислорода является прямым отражением развивающегося патологического процесса.

Отмечено, что адаптационные резервы и способность организма адекватно функционировать при изменении условий внешней и внутренней среды во многом определяются интенсивностью свободнорадикальных процессов и состоянием антиоксидантной системы организма. Нами показано, что основной причиной увеличения выхода хромосомных аберраций и гибели клеток А. Аьш1о$ит является активизация свободнорадикальных процессов.

Таким образом, реализация эффекта кислородной стимуляции может иметь для растительных организмов как приспособительное, адаптационно-компенсаторное значение, так и патологическое, поскольку может приводить к угнетению активности генетических процессов, снижению резистентности к факторам окружающей среды.

Выводы

1. Митогенное действие АФК выражается через стимуляцию деления клеток апикальной меристемы и всхожести семян А. Гши1отт, активизацию генетических процессов.

2. Различные АФК в зависимости от окислительной способности индуцируют в клетках апикальной меристемы A. fistulosum аберрации хроматидного или хромосомного типа. 02~* и Н2О2 (2 мМ) индуцируют аберрации хроматидного типа, а Н202 в комплексе с FeJ+ - аберрации как хроматидного, так и хромосомного типа.

3. АФК стимулируют реорганизацию генома A. fistulosum, способствуя перестройкам в сателлитной ДНК, индуцируя инсерции и делеции гетерохро-матина,

4. АФК-индуцированный мутагенез в клетках апикальной меристемы A. fistulosum приводит на начальном этапе к ускорению гибели клеток путем апоптоза, а затем к преобладанию некроза.

5. Индуцируемая различными АФК интенсификация процессов перекис-ного окисления липидов в проростках A. fistulosum происходит на фоне дисбаланса активностей ферментов антиоксидантной защиты, участвующих в утилизации активных форм кислорода, и является одной из причин увеличения выхода хромосомных аберраций и гибели клеток.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

На основании проведенного комплексного исследования предложен способ индуцирования мутаций у растений (защищено патентом РФ №2269258 от 16.04.2004 г.). Данный способ может быть использован в мутационной генетике для создания новых сортов растений.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Пьянзина, Т.А. Влияние аэроионов кислорода на выход хромосомных аберраций Allium fistulosum L. / Т.А. Пьянзина, M.B. Салмина, В.А. Трофимов, Г.М. Мышляков // Проблемы региональной генетики : науч. тр., посвящ. 40-летию кафедры генетики МГУ им. Н. П. Огарева. - Саранск, 2003. - С. 55-58.

2. Трофимов, В.А. Allium fistulosum как тест-объект для изучения влияния мутагенов окружающей среды. / В.А. Трофимов, Г.М. Мышляков, Т.А. Пьянзина, М.В. Салмина // Актуальные вопросы ботаники и физиологии растений : материалы Междунар. науч. конф, посвящ. 100-летию проф. В. Н. Ржави-тина. - Саранск, 2004. - С. 240-242.

3. Пьянзина, Т.А. Влияние ионизированного воздуха и перекиси водорода на пролиферативный процесс в меристеме Allium fistulosum / Т.А. Пьянзина, В.А. Трофимов // Фундаментальные исследования. - 2004. - № 4. - С. 56-58.

4. Пьянзина, Т.А. Генетико-биохимические особенности реакции Allium fistulosum на окислительный стресс / Т.А. Пьянзина, В.А. Трофимов // Фундаментальные исследования. - 2004. - № 4. - С. 97-99.

5. Пьянзина, Т.А. Влияние аэроионов кислорода на всхожесть и митотический индекс Allium fistulosum / Т.А. Пьянзина, Г.М. Мышляков, М.В. Салмина, H.A. Ендолова // XXXII Огаревские чтения : материалы науч. конф. Естественные науки - Саранск, 2004. - С. 222-223.

6. Трофимов, В.А. Влияние ионизированного воздуха на выход хромосомных аберраций в меристеме Allium fistulosum, индуцируемых перекисью водорода

/ В.А. Трофимов, Г.М. Мышляков, Т.А. Пьянзина, В.М. Матяев // Проблемы экологии в современном мире : материалы Всерос. Internet-конф. (с между-нар. участием), 20-22 апр. 2004 г. - Тамбов, 2004. - С. 152-154.

7. Пьянзина, Т.А. Влияние карнозина на выход хромосомных аберраций в растительных клетках / Т.А. Пьянзина, В.А. Трофимов, Т.Н. Гудошникова // Современные наукоемкие технологии. - 2005. - № 4. - С. 97-98.

8. Пьянзина, Т.А. Влияние салициловой кислоты на перекисное окисление ли-пидов и выход хромосомных аберраций в меристеме Allium fistuloswn при стимуляции ионизированным воздухом / Т.А. Пьянзина, В.А. Трофимов, О.Н. Аксенова // Современные наукоемкие технологии. — 2005. — № 4- С. 97-98.

9. Трофимов, В.А. Митогенное и мутагенное действие ионизированного воздуха на Allium fistulosum L. / В.А. Трофимов, Т.А. Пьянзина // Г енетика. - 2005. - Т.41, № 9. - С. 1229-1235. (Trofimov, V. A. Mitogenic and Mutagenic Effects of Ionized Air on Allium fistulosum L. / V. A. Trofimov, T. A. Pyansina // Russian Journal of Genetics. - 2005. - Vol. 41, No. 9. - P. 1008-1013).

Ю.Пьянзина, Т.А. Может ли ионизированный воздух стимулировать выход хромосомных аберраций в растительных клетках? / Т.А. Пьянзина, В.А. Трофимов // Актуальные проблемы биологии, химии и методик их преподавания в общеобразовательных учреждениях. - Саранск, 2005. - С. 52-55.

П.Трофимов, В.А. Способ индуцирования мутаций у растений / В.А. Трофимов, Т.А. Пьянзина // Патент на изобретение № 2269258 от 16.04.2004 г.

12.Пьянзина, Т.А. Влияние прооксидантов на активность некоторых антиокси-дантных ферментов в проростках Allium fistulosum L. / Т.А. Пьянзина,

B.А. Трофимов // Успехи современного естествознания. — 2006. - № 12. —

C.73-74.

13.Пьянзина, Т.А. Влияние активных форм кислорода на гибель клеток меристемы Allium fistulosum L. / Т.А. Пьянзина, В.А. Трофимов // Успехи современного естествознания. - 2006. - № 12. — С.74-75.

14.Пьянзина, Т.А. Модулирование антиоксидантами мутагенного эффекта ионизированного воздуха в клетках апикальной меристемы Allium fistulosum L. / Т.А. Пьянзина, В.А. Трофимов // Бюл. Еотан. сада Сарат. ун-та. - Вып. 5. -Саратов, 2006. - С. 348-352.

15.Пьянзина, Т.А. Реализация мутагенного действия ионизированного воздуха в клетках Allium fistulosum L. / Т.А. Пьянзина, A.A. Ивашина, М.В. Чудаева, H.A. Букрина // XXXIV Огаревские чтения : матер, науч. конф. Естественные и технические науки. - Саранск, 2006. — С. 59-60.

Подписано в печать 17.11.06. Объем 1,25 п. л. Тираж 100 экз. Заказ № 2191.

Типография Издательства Мордовского университета 430000, г. Саранск, ул. Советская, 24

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Пьянзина, Татьяна Александровна

Введение

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Кислород как экологический фактор

1.2. Биологическая роль активных форм кислорода в растительных 14 клетках

1.3. Окислительная модификация белков, липидов и нуклеиновых 18 кислот

1.3.1. Повреждение белков активными формами кислорода

1.3.2. Перекисное окисление липидов

1.3.3. Повреждение ДНК активными формами кислорода

1.4. Антиоксиданты и ингибиторы радикальных окислительных 26 процессов

1.5. Апоптоз у растений

1.6. Современные представления о геноме растений 38 1.6.1. Геном Allium fistulosum L.

ГЛАВА И. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 .Объект исследования

2.2. Постановка опыта

2.2.1. Обработка семян 02"

2.2.2. Обработка семян модификаторами

2.3. Спектрофотометрическое определение супероксида кислорода

2.4. Приготовление давленных ацетокарминовых препаратов

2.5. Определение митотической активности клеток

2.6. Количественный учет хромосомных аберраций

2.7. Определение белка

2.8. Спектрофотометрическое определение нуклеиновых кислот

2.9. Определение содержания ДНК с дифениламином 49 2ЛО.Определение содержания РНК с орцином

2.11.Выделение ДНК

2.12.ПЦР-анализ

2.13. Электрофорез ДНК в агарозном геле

2.14. Приготовление гематоксилиновых препаратов

2.15. Определение активности супероксиддисмутазы

2.16. Определение активности каталазы

2.17. Определение количества малонового диальдегида

2.18. Статистическая обработка

ГЛАВА III. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. Влияние активных форм кислорода на всхожесть семян и ми- 56 тотическую активность клеток апикальной меристемы А. fistulosum

3.2. Влияние активных форм кислорода на выход хромосомных 63 аберраций в клетках апикальной меристемы А. fistulosum

3.3. Влияние АФК на организацию сателлитного повтора 378 п.н. в 68 терминальном гетерохроматине А. fistulosum

3.4. Апоптоз в клетках апикальной меристемы проростков 71 А. fistulosum

3.5. Влияние различных активных форм кислорода на перекисное 79 окисление липидов и активность антиоксидантных ферментов в проростках А. fistulosum

Введение Диссертация по биологии, на тему "Эколого-генетические особенности митогенного и мутагенного действия активных форм кислорода на Allium fistulosum L."

Актуальность проблемы. Среди экологических факторов, определяющих диапазон жизнедеятельности, адаптационно-компенсаторные возможности организмов, кислороду отводится важнейшая роль (Янковский, 2000; Regoli, 2002). Его накопление в атмосфере вызвало прогрессивную эволюцию одних организмов и гибель других. Учитывая роль кислорода в глобальной экологии биосферы, вопрос о его равновесии в атмосфере и влиянии на живые организмы требует особо пристального внимания. В атмосфере кислород находится большей частью в обычной молекулярной форме (О2), но может присутствовать в ионизированной форме (О2 "*) и в виде озона (О3) (Гольдштейн, 2000, 2001). Кислород и некоторые его активированные формы могут поступать в организм из окружающей среды и могут образовываться в клетках в ходе ферментативных и неферментативных реакций (Владимиров, 1991,1998).

Высокая окислительная способность кислорода и его активных форм является причиной того, что кислород может проявлять не только биости-мулирующую активность (Осипов и др., 1990; Аверьянов и др., 2000; Гольдштейн, 2001; Crapo et al., 1994), но и оказывать на живые организмы повреждающее действие (Ravanat et al., 2000, 2001; Ouedraogo., Redmond R.W., 2003; Bilski et al., 2003). Через этап образования активных форм кислорода (АФК), реализуется повреждающее действие на живые организмы различных факторов окружающей среды, таких, как, ионизирующее излучение, ультрафиолетовый свет, тяжелые металлы и некоторые другие. В связи с этим подчеркнем, что существование аэробных форм жизни сопряжено с постоянным риском неконтролируемого образования токсических форм превращения молекулярного кислорода, как в самом организме, так и в окружающей среде - особенно в последнее время в результате усиления негативных антропогенных воздействий на живую природу. Многочисленные данные, полученные на животных и клетках человека, свидетельствуют в пользу этого (Янковский, 2000; Regoli, 2002).

Цель и задачи исследования. Цель настоящей работы состоит в исследовании молекулярных механизмов реализации митогенного и мутагенного действия активных форм кислорода на лук батун {Allium fistulosum L.).

Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

1. Исследовать влияние различных АФК на пролиферативную активность клеток A. fistulosum.

3. Оценить влияние различных АФК на структурную реорганизацию генома A. fistulosum.

4. Исследовать способность различных АФК индуцировать апоптоз или некроз клеток апикальной меристемы A. fistulosum.

5. Изучить некоторые показатели интенсивности перекисного окисления липидов, состояние антиоксидантной системы для оценки значения свободнорадикальных процессов в реализации митогенного и мутагенного действия АФК на A. fistulosum.

Научная новизна. Впервые с помощью тест-объекта A. fistulosum проведена оценка влияния различных АФК как экологического фактора, приводящего к запуску адаптационно-компенсаторных механизмов или развитию патологического процесса и гибели клеток. Выявлены диапазоны влияния различных АФК на активность генетических процессов и выход хромосомных мутаций. Показано, что Ог и Н2О2 в низких концентрациях индуцируют преимущественно аберрации хроматидного типа, а Н2О2 в комплексе с Ре2+ - аберрации как хроматидного, так и хромосомного типа. Впервые показано влияние АФК на реорганизацию генома А. /ШиЬяит, сопровождающуюся перестройками в сателлитной последовательности ДНК.

Отмечено, что АФК-индуцированный мутагенез приводит на начальном этапе к ускорению гибели клеток А. /мШвзит путем апоптоза, а затем - к преобладанию некроза. Показано, что индуцируемая различными АФК интенсификация процессов перекисного окисления липидов в проростках А. /ШиЬзит происходит на фоне дисбаланса активностей ферментов антиоксидантной защиты, участвующих в утилизации активных форм кислорода и является одной из причин увеличения выхода хромосомных аберраций и гибели клеток.

Научно-практическая значимость работы. Результаты выполненного исследования дополняют и углубляют существующие представления о механизмах действия различных активных форм кислорода на растительную клетку. Установлена зависимость митогенной и мутагенной активности от концентрации различных АФК. Результаты исследования представляют интерес как информационная основа для последующей разработки конкретных способов воздействия активных форм кислорода на мутационный процесс и повышение продуктивности растений. Полученные данные о механизме действия антиоксидантов (карнозина и манни-тола) как ингибиторов мутаций могут быть использованы в мутационной генетике.

На основании проведенного комплексного исследования предложен способ индуцирования мутаций у растений (защищено патентом РФ № 2269258 от 16.04.2004 г.), который может быть использован в мутационной генетике для создания новых сортов.

Полученные данные могут быть использованы в учебном процессе по курсам «Генетика», «Экология», «Физиология растений», «Цитология» на биологических и аграрных факультетах высших учебных заведений.

Основные положения, выносимые на защиту:

• Митогенный эффект различных АФК, связанный с повышением всхожести и величины митотического индекса, сопровождается усилением выхода хроматидных перестроек (одиночные фрагменты, мосты) и зависит от соотношения активностей про- и антиоксидантных систем.

• Мутагенный эффект АФК, характеризующихся высокой окислительной активностью, связан с повышением выхода аберраций хромосомного типа (двойные фрагменты), усилением гибели клеток апикальной меристемы А. ш1озит на начальном этапе путем апоптоза, а затем преобладанием гибели клеток путем некроза.

• В зависимости от окислительной способности АФК с различной интенсивностью стимулируют реорганизацию генома А. /ШиЬзит, влияя на теломерные микросателлитные последовательности ДНК, вызывая ин-серции и делеции гетерохроматина.

Апробация работы. Основные положения работы были изложены на Огаревских и Евсевьевских чтениях (Саранск, 2002-2006), на конференциях: «Актуальные вопросы ботаники и физиологии растений» (Саранск, 2004), «Международный форум молодых ученых и студентов» (Анталия,

2004), «Научное студенческое сообщество и современность» (Анталия,

2005), «Фундаментальные и прикладные проблемы медицины и биологии» (Тунис, 2005), «Ботанические исследования в Поволжье и на Урале» (Саратов, 2006), «Успехи современного естествознания» (Сочи, 2006).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 научных работ.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 126 страницах машинописного текста, содержит 9 таблиц, 11 рисунков, 10 фотографий, состоит из введения, обзора литературы (глава 1), материалов и методов исследований (глава 2), результатов и обсуждений (глава 3), общего заключения, выводов, практических рекомендаций и списка использованной литературы. Библиографический указатель включает 225 источников, в том числе 118 на иностранных языках.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Пьянзина, Татьяна Александровна

Выводы:

1. Митогенное действие АФК выражается через стимуляцию деления клеток апикальной меристемы и всхожести семян А. /Ши1оБит, активизацию генетических процессов.

2. Различные АФК в зависимости от окислительной способности индуцируют в клетках апикальной меристемы А. ^вШ1овит преимущественно аберрации хроматидного или хромосомного типа. Ог" и Н2О2 (2 мМ) индуцируют аберрации хроматидного типа, а Н2О2 в комплексе с Бе2+ - аберрации как хроматидного, так и хромосомного типа.

3. АФК стимулируют реорганизацию генома А. /ШиЬэит, способствуя перестройкам в сателлитной ДНК, индуцируя инсерции и делеции ге-терохроматина.

4. АФК-индуцированный мутагенез в клетках апикальной меристемы А. ^ийовит приводит на начальном этапе к ускорению гибели клеток путем апоптоза, а затем к преобладанию некротического пути гибели клеток.

5. Индуцируемая различными АФК интенсификация процессов пе-рекисного окисления липидов в проростках А. /ишЬБит происходит на фоне дисбаланса активностей ферментов антиоксидантной защиты, участвующих в утилизации активных форм кислорода, и является одной из причин увеличения выхода хромосомных аберраций и гибели клеток.

Практические рекомендации

На основании проведенного комплексного исследования предложен способ индуцирования мутаций у растений (защищено патентом РФ № 2269258 от 16.04.2004 г.). Данный способ может быть использован в мутационной генетике для создания новых сортов растений.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Пьянзина, Татьяна Александровна, Саранск

1. Аверьянов, A.A. Активные формы кислорода и иммунитет растений / A.A. Аверьянов // Успехи современной биологии. 1991. - т. 111, вып. 5.-С. 722-734.

2. Аверьянов, A.A. Зависящая от активированного кислорода защита риса от пирикуляриоза с помощью рибофлавина и розеофлавина / A.A. Аверьянов, В.П. Лапикова, О.Н. Николаев, А.И. Степанов // Биохимия. 2000. - т. 65, вып. 11.-С. 1530-1537.

3. Александрушкина, H.H. Апоптоз у проростков пшеницы при нормальном световом дне / H.H. Александрушкина, В.А. Замятнина, JI.E. Ба-кеева, A.B. Середина, Е.Г. Смирнова, JI.C. Ягужинский, Б.Ф. Ванюшин // Биохимия. 2004. - т. 69, вып. 3. - С. 356-366.

4. Андреева, Л.И. Биохимические механизмы апоптоза / Л.И. Андреева, Л.И. Иванова, М.В. Титова, B.C. Петрова // Программированная клеточная гибель / под ред. проф. Новикова B.C. СПб.: Наука, 1996. -С. 50-56.

5. Арчаков, А.И. Модификация белков активным кислородом и их распад / А.И. Арчаков, И.М. Мохосоев // Биохимия. т.54, № 2. - 1989-С. 179-185.

6. Афанасьев, Ю.И. Витамин Е: значение и роль в организме / Ю.И. Афанасьев, Т.В. Боронихина // Успехи современной биологии. 1987. -т. 104, вып.З.-С. 400-411.

7. Бабижаев, М.А. Передача клеточного сигнала и модуляция свободно-радикального окисления новым пептидомиметиком L-глутамилгистами-ном / М.А. Бабижаев, Ю.А. Семилетов // Биохимия. 1999. - т. 64, № 5. -С. 612-627.

8. Барабой, В.А. Механизмы стресса и перекисное окисление липидов /

9. B.А. Барабой // Успехи современной биологии. 1991. - т. 111, вып. 6.1. C. 923-931.

10. Ю.Бараненко, В.В. Супероксиддисмутаза в клетках растений / В.В. Бара-ненко // Цитология. 2006. - т. 48, № 6. - С. 465-474.

11. Биленко, М.В. Ишемические и реперфузионные повреждения органов / М.В. Биленко. М.: Медицина, 1989.-368 с.

12. Блюменфельд, J1.A. Электронный парамагнитный резонанс / JI.A. Блю-менфельд, А.И. Тихонов. М.: Наука, 1997. - С. 91-99.

13. Болдырев, A.A. Карнозин и защита тканей от окислительного стресса / A.A. Болдырев. Москва, 1999. - С. 56-59.

14. Бондарь, Т.Н. Восстановление органических гидроперекисей глутати-онпероксидазой и глутатион-Б-трансферазой: влияние структуры субстрата / Т.Н. Бондарь, В.З. Ланкин, В.А. Антоновский // Докл. АН СССР. 1989. - т. 304, № 1. - С. 217-220.

15. Брень, А.Б. Генетико-биохимические особенности преадаптации млекопитающих к окислительному стрессу / А.Б. Брень // Диссертация на соиск. уч. степ. канд. биол. наук. Ростов-на-Дону, 1997. - С. 20-23.

16. Брюне, Б. Апоптическая гибель клеток и оксид азота: механизмы активации и антагонистические сигнальные пути / Б. Брюне, К.Сандау, А. фон Кнетен // Биохимия. 1999. - т. 63. - С. 966 - 975.

17. Бурлакова, Е. Мембранные липиды как переносчики информации / Е. Бурлакова, Г.Архипова, А. Голощапов // Биоантиокислители в регуляции метаболизма в норме и патологии. М.: Наука, 1982. - С. 74-83.

18. Бурлакова, Е.Б. Модуляция перекисного окисления липидов биогенными аминами в модельных системах / Е.Б. Бурлакова, А.Е. Губарева,

19. Г.В. Архипова, В.А. Рогинский // Вопросы медицинской химии. 1992. - № 2. - С. 17-20.

20. Бурлакова, Е.Б. Роль антиокислителей в физико-химических процессах регулирования размножения клеток / Е.Б Бурлакова МОНП, секц. биофизич., 1968.-т. 28.-С. 15-23.

21. Бурлакова, Е.Б. Кинетические особенности токоферолов как антиокси-дантов / Е.Б. Бурлакова, С.А. Крашаков, Храпова Н.Г. Черноголовка, 1992.-56 с.

22. Бучельникова, Н.С. Отрицательные ионы / Н.С. Бучельникова // Успехи физических наук. 1958. - т. ЬХУ, вып. 3. - С. 351-385.

23. Ванюшин, Б.Ф. Апоптоз у растений / Б.Ф. Ванюшин // Успехи биологической химии. 2001. - т. 41. - С. 3-38.

24. Величковский, Б.Т. Свободнорадикальное окисление как звено срочной и долговременной адаптации организма к факторам окружающей среды / Б.Т. Величковский // Вестн. Российской акад. мед. наук. 2001. - № 6. -С. 45-52.

25. Веселов, В.А. Математическая модель возможного триггера обратимого включения режима стресса у растений / В.А. Веселов // Физиология растений. 2001. - т. 48, № 1. - С. 124-131.

26. Веселовский, В.А. Люминесценция растений. Теоретические и практические аспекты / В.А. Веселовский, Т.В. Веселова. М.: Наука, 1990. -С. 23-26.

27. Владимиров, Ю.А. Свободнорадикальное окисление липидов и физические свойства липидного слоя биологических мембран / Ю.А. Владимиров // Биофизика. 1987. - т. 32, № 5. - С. 830-844.

28. Владимиров, Ю.А. Свободные радикалы и антиоксиданты / Ю.А. Владимиров // Вестн. РАМН. 1998. - № 7. - С. 43-50.

29. Владимиров, Ю.А. Свободные радикалы в живых системах / Ю.А. Владимиров, O.A. Азизова, А.И. Деев // Итоги науки и техники. Сер. Биофизика. 1991. - т. 29. - С. 1 -249.

30. Владимиров, Ю.А. Перекисное окисление липидов в биологических мембранах / Ю.А. Владимиров, А.И. Арчаков. М.: Наука, 1972. -123 с.

31. Вольский, H.H. Влияние супероксидного радикала на пролиферацию лимфоцитов, стимулированную митогеном / H.H. Вольский, В.А. Каш-лаков, В.А. Козлов // Цитология. 1988. - т. 30, № 7. - С. 28-32.

32. Воскресенский, О.Н. Антиоксидантная система, онтогенез и старение / О.Н. Воскресенский, И.А. Жутаев, В.Н. Бобырев, Ю.В. Безуглый // Вопросы медицинской химии. 1982. - № 1. - С. 14-27.

33. Гамалей, И.А. Перекись водорода как сигнальная молекула / И.А. Гамалей, И.В. Клюбин//Цитология. 1996.-т. 38, № 12.-С. 1233-1247.

34. Гуревич, B.C. Сравнительный анализ двух методов определения активности супероксиддисмутазы / B.C. Гуревич, К.Н. Конторщикова, JI.B. Шаталина // Лабораторное дело. 1990. - № 4. - С. 44-47.

35. Гуськов, Е.П. Модификация действия нитрозометилмочевины на проростки подсолнечника тепловым шоком / Е.П. Гуськов, Н.В. Маркин, A.B. Усатов, Е.В. Машкина // Генетика. 2001. - т. 37, № 3. - С. 336-343.

36. Голиков, С.Н. Общие механизмы токсического действия / С.Н. Голиков, И.В. Саноцкий, JI.A. Тиулов JL: Медицина, 1986. - 280 с.

37. Гольдштейн, Н.И. Биофизические механизмы физиологического действия экзогенного 0{ на животных / Н.И. Гольдштейн // Диссертация на соиск. уч. степ, доктора биол. наук. -М., 2000. С. 16-32.

38. Гольдштейн, Н.И. Активные формы кислорода как жизненно необходимые компоненты воздушной среды / Н.И. Гольдштейн // Биохимия. -2001.- т. 67, вып 2. С. 194-204.

39. Гончарова, Р.И. Антимутагенез как генетический процесс / Р.И. Гончарова // Вестн. РАМН. 1993. - № 7. - С. 26-32.

40. Госпаров, B.C. Определение белка по связыванию с красителем кумаси G-250/ В.С.Госпаров, В.Г.Дектярь // Биохимия. 1994. - Т.59. - Вып.2. - С.763-768.

41. Гриф, В.Г. Количество ДНК на геном в биосистематике растений / В.Г. Гриф // Цитология. 1998. - т. 40, № 7. - С. 690 - 705.

42. Дас, Д.К. Превращение сигнала гибели в сигнал выживания при ре-докс-сигнализации / Д.К. Дас, Н. Молик // Биохимия. 2004. - т. 69, вып. 1.-С. 16-24.

43. Доссон, Р. Справочник биохимика / Р. Доссон, Д. Элиот, У. Эллиот. М.: Мир. 1991 - 481 с.

44. Дубинина, Е.Е. Некоторые особенности функционирования ферментативной антиоксидантной защиты плазмы крови человека / Е.Е Дубинина // Биохимия. 1993. - т. 58, вып. 2. - С. 268-273.

45. Дубинина Е.Е. Характеристика внеклеточной СОД / Е.Е Дубинина // Вопросы медицинской химии. 1995. - т. 41, вып. 6. - С. 8-12.

46. Дубинина, Е.Е. Окислительная модификация белков / Е.Е Дубинина, И.В. Шугалей // Успехи современной биологии. 1993. - т.31, №1. - С. 71-79.

47. Журавлев, А.И. Развитие идей Б.Н. Тарусова о роли цепных процессов в биологии / А.И. Журавлев // Биоантиокислители в регуляции метаболизма в норме и патологии. М.: Наука, 1982. - С. 3-37.

48. Замятнина, В.А. Организация внутриклеточных структур при апоптозе и действии ВНТ и перекисей у этиолированных проростков пшеницы /

49. B.А. Замятнина // Дис. на соиск. уч. степ. канд. биол. М., 2001. - С. 23-27.

50. Зборовская, И.А. Антиоксидантная система организма, ее значение в метаболизме. Клинические аспекты / И.А. Зборовская, М.В. Банникова // Вестник Российской академии медицинских наук. 1995. - № 6.1. C. 53-60.

51. Зеленин, A.B. Геном растений / A.B. Зеленин // Вестник РАН. 2003. -т. 73, № 9. - С. 797-806.

52. Зеленин, A.B. Введение в геномику растений / A.B. Зеленин, Е.Д. Бадаева, О.В. Муравенко // Молекулярная биология. 2001. - т. 35. -С.339-348.

53. Зенков, Н.К. Активированные кислородные метаболиты в биологических системах / Н.К. Зенков, Е.Б. Меныцикова // Успехи современной биологии. 1993. - т. 113. вып.2. - С. 286-296.

54. Зенков, Н.К. Окислительный стресс / Н.К. Зенков, В.З. Ланкин, Е.Б. Меныцикова Майк «Наука/Интерпериодика». - 2001. - 342 с.

55. Зиновьева, В.Н. Свободно-радикальное окисление ДНК и его биомаркер окисленный гуанозин (8-oxodG) / В.Н. Зиновьева, О.В. Островский // Вопросы медицинской химии. 2002. - т.48, №5. - С. 419-431.

56. Зиновьева, В.Н. Окисление ДНК при патологиях человека, сопряженных с окислительным стрессом / В.Н. Зиновьева, A.A. Спасов // Успехи современной биологии. 2004. - т. 124, вып. 2. - С. 144-156.

57. Зощук, Н.В. История хромосомного анализа / Н.В. Зощук, Е.Д. Бадаева, A.B. Зеленин // Биол. мембраны. 2001. - т. 18. - С. 164-172.

58. Кения, М.В. Роль низкомолекулярных антиоксидантов при окислительном стрессе / М.В. Кения, А.И. Лукаш, Е.П. Гуськов // Успехи современной биологии. 1993. - т. 113, вып. 4. - С. 456-469.

59. Кириллова, Н.В. Ферменты антиоксидантной системы культивируемых растительных клеток / Н.В. Кириллова // Дис. на соиск. уч. степ, доктор биол. наук. Санкт-Петербург, 2000. - С. 17-65.

60. Кирнос, М.Д. 5-метилцитозин в пиримидиновых последовательностях рстительной и животной ДНК / М.Д. Кирнос, Н.И. Александрушкина, Б.Ф. Ванюшин // Биохимия. 1981. - т.46. - С. 1456-1474.

61. Клюбин, И.В. НАДФН-оксидаза специализированный ферментативный комплекс для образования активных метаболитов кислорода / И.В. Клюбин, И.А. Гамалей // Цитология. - 1997. - т.39, № 4/5 -С. 320-340.

62. Кобляков, В.А. Индукторы суперсемейства цитохрома Р-450 как промоторы канцерогенеза / В.А. Кобляков // Биохимия. 1998. - т. 63, вып. 8.-С. 1043-1058.

63. Колотилова, А.И. Витамины (химия, биохимия и физиологическая роль) / А.И. Колотилова, Е.П. Глушанков Л.: Из-во Ленингр. ун-та, 1976.-248 с.

64. Королюк, М.А. Метод опредения активности каталазы / М.А. Королюк // Лабораторное дело. 1988. - №1. - С. 18-19.

65. Кулинский, В.И. Биологическая роль глутатиона / В.И. Кулинский, Л.С. Колесниченко // Успехи современной биологии. 1990. - т. 110, вып. 1.-С. 20-33.

66. Лущак, В.И. Окислительный стресс и механизмы защиты от него у бактерий / В.И. Лущак // Биохимия. 2001. - т. 66, вып. 5. - С. 592-609.

67. Лю, М.Б. Кислородно-перекисный механизм канцерогенеза и модификация ДНК / М.Б. Лю, И.С. Подобед, А.К. Едыгенова, Б.И. Лю // Успехи современной биологии. 2005. - т.125, №2. - С. 179-188.

68. Максимов, И.В. Про-/антиоксидантная система и устойчивость растений к патогенам / И.В. Максимов, Е.А. Черепанова // Успехи современной биологии. 2006. - т. 126, № 3. - С. 250-261.

69. Маманова, Л.Б. Генетический и биохимический анализ мутантов АгаЫс1орз1з гкаИапа (Ь.) с изменой чувствительностью к окислительному стрессу / Л.Б. Маманова // Дис. на соиск. уч. степ. канд. биол. наук. -М., 1999.-162 с.

70. Меныцикова, Е.Б. Антиоксиданты и ингибиторы радикальных окислительных процессов / Е.Б. Меныцикова, Н.К. Зенков // Успехи современной биологии. 1993. - т. 113, вып. 4. - С. 442 - 455.

71. Мерзляк, М.Н. Активированный кислород и окислительные процессы в мембранах растительной клетки / М.Н. Мерзляк // Итоги науки и техники. Сер. Физиология растений. 1989. - т. 6. - 167 с.

72. Метелица, Д.Н. Активация кислорода ферментными системами / Д.Н. Метелица-М: Наука, 1982. 256 с.

73. Митрофанов, Ю.А. Индуцированная изменчивость хромосом / Ю.А. Митрофанов. М.: Наука, 1994. - 140 с.

74. Муравенко, О.В. Сравнение геномов трех близкородственных видов льна и их гибридов с использованием хромосомных и молекулярных маркеров / О.В. Муравенко, В.А. Лемеш, Т.Е. Саматадзе // Генетика. -2003.-т. 39.-С. 510-518.

75. Норманн, Г.Э. Активные формы кислорода и люстра Чижевского / Г.Э. Норманн//Биохимия.-2001.-т. 66, вып. 1.-С. 123-126.

76. Паушева, З.П. Практикум по цитологии растений / З.П. Паушева М.: Агромпромиздат, 1988. - 217 с.

77. Пескин, A.B. Взаимодействие активного кислорода с ДНК / A.B. Пес-кин//Биохимия.-1997.-т. 62, вып. 12.-С. 1571-1577.

78. Поберезкина, Н.Б. Биологическая роль супероксиддисмутазы / Н.Б. Поберезкина, А.Ф. Лосинская // Укр. биохим. журнал. 1989. -т.61, № 2. - С. 14-27.

79. Сала, А. Лейкотриены: липидные биоэффекторы воспалительных реакций / А.Сала, С. Зарини, М. Бола // Биохимия. 1998. - т. 63, вып. 1. -С. 101-110.

80. Сальм, Я.И. Кинетика эволюции легких аэроионов / Я.И. Сальм, А.И. Лутс // Материалы III Всесоюзного Симпозиума по атмосферному электричеству. Тарту, 1986. - С. 48.

81. Самуилов, В.Д. Программированная клеточная смерть / В.Д. Самуилов, A.B. Олескин, Е.М. Лагунова // Биохимия. 2000. - т. 65, вып. 8. -С. 1029-1046.

82. Самуилов, В.Д. Индуцированное CN" разрушиение ядер в клетках ли-стьевх гороха / В.Д. Самуилов, Е.М. Лагунова, O.E. Бешта, A.B. Ки-ташов // Биохимия. 2000. - т. 65, вып. 6. - С. 817-824.

83. Самуилов, В.Д. Участие хлоропластов в программированной гибели клеток у растений / В.Д. Самуилов, Е.М. Лагунова, Е.В. Дзюбинская, Д.С. Изюмов // Биохимия. 2002. - т. 67, вып. 6. - С. 757-765.

84. Самуилов, В.Д. Н202 усливает CN'-индуцированный апоптоз в листьях гороха / В.Д. Самуилов, Д.Б. Киселевский, С.В. Синицын, A.A. Шестак, Е.М. Лагунова, A.B. Несов // Биохимия. 2006. - т. 71, вып. 4. -С. 481-492.

85. Саприн, А.Н. Окислительный стресс и его роль в механизмах апоптоза и развития патологических процессов / А.Н. Саприн, Е.В. Калинина // Успехи биологической химии. 1999. - т.39. - С. 289-326.

86. Серебряный, A.M. К механизму антимутагенеза у растений / A.M. Серебряный, H.H. Зоз, И.С. Морозова // Генетика. 2005. - т. 41, № 5. -С. 676-679.

87. Середин, С.Б. Фармакологическая защита генома / С.Б.Середин, А.Д. Дурнев М.: ВИНИТИ, 1992. - С. 162.

88. Синицкая, Н.С. Роль пептидов в свободнорадикальном окислении и старении организма / Н.С.Синицкая, В.Х. Хавинсон // Успехи современной биологии. 2002. - т. 122, вып. 6. - С.557-568.

89. Скулачев, В.П. Кислород в живой клетке: добро и зло / В.П. Скулачев // Биофизика. 1996, - №3. - С. 4-10.

90. Скулачев, В.П. Старение организма особая биологическая функция, а не результат поломки сложной живой системы / В.П. Скулачев // Биохимия.-1999.-т. 62, вып. 11.-С. 1394-1399.

91. Смирнова, B.C. Образование 8-оксогуанина и его окисленных продук отов в ДНК in vitro под действием температуры 37 С / B.C. Смирнова, C.B. Гудков, A.B. Черников, В.И. Брусков // Биофизика. 2005. - т. 50, вып. 2.-С. 243-252.

92. Смирнова, Г.В. Устойчивость к окислительному стрессу у штаммов Е. coli, дефецитных по синтезу глутатиона / Г.В. Смирнова, Н.Г. Музыка, М.Н. Глуховский, О.Н. Октябрьский // Биохимия. 1999. - т. 64, вып. 10.-С. 1318-1324.

93. Тарчевский, И.А. Элиситор-индуцируемые сигнальные ситемы и их взаимодействия / И.А. Тарчевский // Физиология растений. 2000. -т. 47, №2.-С. 321-331.

94. Тарчевский, И.А. Метаболизм растений при стрессе.- Казань: Фэн, 2001.-С. 32-34.

95. Тимофеева, И.В. Генетико-биохимические особенности реакции Xenopus laevis на окислительный стресс / И.В. Тимофеева // Дис. на со-иск. уч. степ. канд. биол. наук. Ростов-на-Дону, 1997. - 145 с.

96. Турпаев, К.Т. Активные формы кислорода и регуляция экспрессии генов / К.Т. Турпаев // Биохимия. 2002. - т. 67, вып. 3. - С. 339 - 352.

97. Усатов, A.B. Влияние окислительного стресса на мутагенез у подсолнечника Helianthus annuus L., индуцированный нитрозометилмочевиной / A.B. Усатов, Е.В. Машкина, Е.П. Гуськов // Генетика. 2005. - т. 41, №1. -С.65-69.

98. Хансон, К.П. Апоптоз: современное состояние проблемы / К.П. Хансон // Изв. АН. Серия биологическая. 1998. - № 2. - С. 134-141.

99. Хемлебен, В. Сателлитные ДНК / В. Хемлебен, Т.Г. Беридзе, JI. Бах-ман, Я. Коварик, Р. Торрес // Успехи биологической химии. 2003. -т. 43.-С. 267-306.

100. Фесенко, И.А. Изучение организации сателлитного повтора 378 пн в терминальном гетерохроматине Allium fistulosum / И.А. Фесенко, Л.И. Хрусталева, Г.И. Карлов // Генетика. 2002. - т. 38, № 7. - С. 894-903.

101. Ю1.Чанакчи, И. Активные формы кислорода и воспалительные процессы в зубах человека / И. Чанакчи, Я. Чичек, В. Чанакчи // Биохимия. -2005. т. 70, вып. 6. - С. 751-760.

102. Чижевский, А.Л. Аэроионы и жизнь. Беседа с Циолковским / А.Л. Чижевский М.: Мысль, 1999. - 245 с.

103. ЮЗ.Шинкаренко, Н.В. Химические свойства синглетного молекулярного кислорода и значение его в биологических системах / Н.В. Шинкарен-ко, В.Б. Алесовский // Успехи химии. 1982. - т. 51, № 5. -С. 713-735.

104. Шкурат, Т.П. Динамика окисления липидов и перестройки хромосом в различных тканях мышей после многократной гипербалии / Т.П. Шкурат // Физиологический журнал. 1993. - № 1. - С. 91-98.

105. Ю5.Шорнинг, Б.Ю. Апоптозная фрагментация, синтез и метилирование ДНК в проростках пшеницы: влияние фитогормонов и антиоксидантов

106. Б.Ю. Шорнинг // Дис. на соиск. уч. степ. канд. биолог, наук. М., 2000.-С. 88-89.

107. Шугаев, А.Г. Некоторые особенности структурной организации и окислительной активности дыхательной цепи митохондрий растений / А.Г. Шугаев // Успехи современной биологии. 1991. - т. 111, вып. 2. -С. 178-191.

108. Янковский, О.Ю. Токсичночность кислорода и его биологические системы (эволюционные, экологические и медико-биологические аспекты) / О.Ю. Янковский. Санкт-Петербург, 2000. - С. 29-58.

109. Adamson, I.Y.R. Pulmonary toxicity of deferoxamine in iron-poisoned mice / I.Y.R. Adamson, A. Sienko, M.Tenenbein // Toxicol, and Appl. Pharmacol.-1993.-Vol. 120.-P. 13-19.

110. Adelman, R. Oxidative damage to DNA: Relation to species metabolis rate and fite'span / R. Adelman, R.L.Saul, B.N. Ames // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1988. - Vol. 85. - P. 2706-2708.

111. Alscher, R. Role of superoxide dismutases (SODs) in controlling oxidative stress in plants / R. Alscher, N. Erturk, L. Heath // J. Exptl Bot. 2002. -Vol. 372.-P. 1331-1341.

112. Armato, W. Exogenous Cu, Zn-superoxide dismutase supresses the stimulation of neonatal rat hepatocytes growthby tumor promotors / W.Armato, P.Andreis, F.Romano // Carcinogenesis. 1984. - Vol. 5. -№ 12.-P. 1547- 1555.

113. Arumuganathan, K. Nuclear DNA content of some important plant species / K. Arumuganathan, E.D. Earle // Plant Mol. Biol. 1991. - Vol. 9. -P. 208-218.

114. Badaeva, E.D. Genome differentiation in Aegilops. 1. Distribution of highly repetitive DNA sequences on chromosomes of diploid species / E.D. Badaeva, B. Friebe, B.S. Gill // Genome. 1996. - V. 39. -P. 293-306.

115. Basaga, H.S. Biochemical aspects of free radicals / H.S. Basaga // Biochem. and Cell Biol. 1990. - Vol. 68. - P. 986-998.

116. Baum, J. Multiple genes controlling superoxide dismutase expression in maize / J.Baum, J.G. Scandalios // J. Heredity. 1982. - Vol. 73. -P. 95-100.

117. Baum, J. Developmental expression and intracellular localisation of superoxide dismutase in maize / J.Baum, J.G. Scandalios // Differentiation. -1979.-Vol. 13.-P. 133-140.

118. Beers, E.P. Proteinase activity during tracheary element differentiation in Zinnia mesophyll cultures / E.P.Beers, T.B. Freeman // Plant Physiol. -1997.-Vol. 113.-P. 873-880.

119. Bennett, M.D. Nuclear DNA amounts in Angiosperms / M.D. Bennett, I.J. Leitch // Ann. Bot. 1995. - Vol. 76. - P. 113-176.

120. Bennett, M.D. Nuclear DNA amounts in Angiosperms 583 new estimates / M.D. Bennett, I.J. Leitch // Ann. Bot. - 1997. - Vol. 80. - P. 169-196.

121. Bennett, M.D. Nuclear DNA amount in Angiosperm / M.D. Bennett, J.B. Smith // Phil. Trans. Roy. Soc. London. B. 1976. - Vol. 274. -P. 227-274.

122. Bennett, M.D. Nuclear DNA amount in Angiosperm / M.D. Bennett, J.B. Smith // Phil. Trans. Roy. Soc. London. B. 1991. - Vol. 334. -P. 309-343.

123. Benov, L. Superoxide-dependence of the short chain sugars-induced mutagenesis / L.Benov, A. Beema // Free Radical Biology Medicine. -2002. Vol. 34, No. 4. - P. 429-433.

124. Benov, L. How superoxide radical damages the cell / L.Benov // Protoplasma. 2001. - Vol. 217. - P. 33-36.

125. Bernardi, G. The compositional evolution of vertebrate genomes / G. Bernardi // Gene. 2000. - Vol. 241. - P. 31-43.

126. Beyer, R.E. The participation of coenzyme Q in free radical production and antioxidation / R.E. Beyer // Free Radical Biol, and Med. 1990. - Vol. 8. -P. 545-565.

127. Birnboim, H.C. A superoxide action induced DNA strand-break metabolic pathway in human leucocytes: effects of vanadose / H.C. Birnboim // Biochem Cell. Biol. 1988. - Vol. 66. - P. 374-381.

128. Bowler, M. Superoxide dismutase and stress tolerance / M. Bowler, M.Van Montagu, D.Inze // Annu. Rev. Plant Mol. Biol. 1992. - Vol. 43. -P. 83-116.

129. Brown, K. DNA strand sussion by enzymatically generated oxygen radicals / K.Brown, I. Fridovich // Arch. Biochem. and Biophys. 1981. - Vol. 206. -P. 414-419.

130. Breen, A.P. Reaction of oxyl radicals with DNA / A.P.Breen, J.A. Murphy //Free Radical Biology Medicine.- 1995 .-Vol. 18.-P. 1033-1077.

131. Burbon, R.N. Free radicals and cell proliferation / R.N. Burbon // New Comp. Biochem. 1994. - Vol. 28. - P. 155-185.

132. Buttke, T.M. Oxidanive stress as a mediator of apoptosis / T.M. Buttke, P.A. Sadstrom // Immunol. Today. 1994. - Vol. 15. - P. 7-10.

133. Caelles, C. p53-dependet apoptosis in the absense of transciptional activation of p53-target genes / C. Caelles, A. Helmberg, M. Karin // Nature.-1994.-V. 126.-P. 435-441.

134. Carels, N. Two classes of genes in plants / N. Carels, G. Bernardi // Genetics.-2000.-Vol. 154.-P. 1819-1825.

135. Chen, Z. J. Genomic-wide transcriptone analysis and mechanisms of differential gene expression in Arabidopsis polyploids / Z. J. Chen, J. Wang, H. Lee // Item. Polyploidy Conference. Linnean Society and Royal Botanic Garden. Kew. 2003. - P. 5.

136. Cheng, K.C. 8-Hydroxyguanine, an abundant form of oxidative DNA damage, cause G-T and A-C substitutions / K.C. Cheng, D.S. Cahill, H. Kasai, S. Nishimura, L.A. Loeb // Journal of Biological Chemistry. -1992.-Vol. 267.-P. 166-172.

137. Cohen, G.M. Caspases: the executioners of apoptosis / G.M. Cohen // Biochem J. 1997. - Vol. 326. - P. 1-16.

138. Cunningham, M.L. Single-strand DNA breaks in rodent and human cells produced / M.L. Cunningham, J.G. Peak, H.J. Peak // Ibid. 1987. -Vol. 184.-P. 217-222.

139. Datta, R. Involvement of reactive oxygen intermediates in the induction of c-jun gene transciption by ionizing radiation / R. Datta, D.E. Hallahan, S.M.Kharbanda//Biochemistry. 1992.- Vol. 31.-P. 8300-8306.

140. De Olivera, R.C. Singlet oxygen induced mutation spectrum in mammalian celles / R.C. De Olivera, D.T. Ribeiro // Nucl. Acids. Res. 1992. -Vol. 20.-P. 4319-4323.

141. Del Pozo, O. Caspases and programmed cell death in the hypersensitive response of plants to pathogens / O. Del Pozo, E. Lam // Curr. Biol. 1998. -Vol. 8.-P. 1129-1132.

142. Demple, B. Redox redux: The control of oxidative stress responses /

143. B. Demple, C.F. Amabile-Cuevas // Cell. 1991. - Vol. 67. - P. 837-839.

144. Demura, T. Molecular cloning and characterization of cDNA associated with tracheary element differentiation in culnured Zinnia cells / T. Demura, H. Fukuda // Plant Physiol. 1994. - Vol. 103. - P. 815-821.

145. Draper, J. Salicylate, superoxide synthesis and cell sucide in plant defence / J. Draper // Trends Plant Sci. 1997. - Vol. 2. - P. 162-165.

146. Echenique, V. Frequencies of Tyl-copia and Ty3-gypsy retroelements within the Triticeae EST databases / V. Echenique, B. Stamova, P. Wolters, G. Lazo, V.L. Carollo, J. Dubcovsky // Theor. Appl. Genet. 2002. -Vol. 104.-P. 840-844.

147. Emeritl, J. Iron metabolism, free radicals, and oxidative injury / J. Emeriti,

148. C. Beaumont, F. Trivinl // Biomed Pharmacother. 2001. - Vol. 55. -P. 9-333.

149. Fridovich, I. Superoxide dismutase anion radical, superoxide dismutases, and Related Matters / I. Fridovich // Annu rev. Pharm. Tox. 1997. -Vol. 23.-P. 239-257.

150. Goldman, M. Conona discharges / M. Goldman, A. Goldman // Gaseous Electronics. 1978. - Vol. 1. - P. 219-290.

151. Green, D.R. Apoptotic pathways: the roads to ruin / D.R. Green // Cell. -1998.-V. 94.-P. 695-698.

152. Groover, A. Programmed cell death of plant tracheary elements differentiating in vivo / A. Groover, N. DeWitt, A. Heidel, A. Jones // Protoplasma. 1997. - Vol. 196. - P. 197-211.

153. Gutteridge, J.M. Biological origin of free radicals, and mechanisms of antioxidant protection / J.M. Gutteridge // Chem. Biol. Interact. -1994. -Vol. 91.-P. 133-140.

154. Gutteridge, J. M. Signal, messenger and trigger molecules from free radical reactions and thein control by antioxidants / J. M. Gutteridge // NATO ASI Series. 1995. - Vol. 92. - P. 157-164.

155. Gwidot, D.M. Mitochondrial respiration scavenges extramitochondrial superoxide anion via a nonenzymatic mechanism / D.M. Gwidot, J.E. Repine, A.D. Kitlowski // J. Clin. Invest. 1995. - Vol. 96. -P. 1131-1136.

156. Irifune, K. Nucleotide seguence of a highly repeated DNA seguence and its chromosomal localization in Allium fistulosum / K. Irifune, K. Hirai, J. Zheng // Theor Appl. Genet. 1995. - Vol. 90. - P. 312-316.

157. Jabc, T. Initiation of Runaway Cell Death in an Arabidopsis Mutant by Extracellular Superoxide / T. Jabc // Science. 1996. - Vol. 273. -P.1853-1856.

158. Jabs, T. Reactive oxygen intermediates as mediators of programmed cell deatch in plants and animals / T. Jabc // Biochem. Pharmacol. 1999. -Vol. 57.-P. 231-245.

159. Jacobson, M.D. Programmed cell deatch and Bcl-2 protection in very low oxygen / M.D. Jacobson, M. Raff // Nature. 1995. - Vol. 374. -P. 814-816.

160. Jeroudi, M.O. Effekt of superoxe dismutase and catalase, given separately, on myocardial stinning / M.O. Jeroudi, F.J.Triana, S.P. Bharat, R. Bolli // Amer. J. Physiol. 1990. - Vol. 253. - P. 889-901.

161. Jiang, Z.F. Induction of apoptosis in purifiedanimal and plant nuclei by Xenopus egg extracts / Z.F. Jiang, S. Zhu, Y.L. Sun, Z.H. Zhai // Cell. Res. 1999.-Vol. 9.-P. 79-90.

162. Kawasaki, T. The small GTR-binding protein rac is a regulator of cell death in plants / T. Kawasaki, K. Henmi, E. Ono, S. Hatakeyama, M. Iwano, H. Satoh, K. Shimamoto // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1999. - Vol. 96. -P. 10922-10926.

163. Keyer, K. Superoxide accelerates DNA damage by elevating free-iron levels / K. Keyer, J. A. Imlay // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1996. - Vol. 93. -P. 13635-13640.

164. Kikuchi, S.Collection, mapping, and annotation of over 28,000 cDNA clones from japónica rice / S. Kikuchi // Science. 2003. - Vol. 301. -P. 376-379.

165. Kirk, J.T.O. Base composition of nuclear DNA with the genus Allium / J.T.O. Kirk, H. Rees, G. Evans // Heredity. 1970. - Vol. 25. - P. 507512.

166. Kliebenstein, D.J. Superoxide dismutase in Arabidopsis: An eclectic enzyme tamily with disparate regulation and protein localization /

167. D.J. Kliebenstein, R.A. Monde, R.L. Last // Plant. Physiol. 1998. - Vol. 118.-P. 637-650.

168. Kuhl, C. A. Unique Set of 11,008 Onion Expressed Sequence Tags Reveals Expressed Sequence and Genomic Differences between the Monocot Orders Asparagales and Poales / C. Kuhl, F. Cheung, Q. Yuan // The Plant Cell. 2004. - Vol. 16. - P. 114-125.

169. Labani, R. Nuclear DNA variation in the genus Allium L. (Liliaceae) / R. Labani, T. Elkington / Heredity. 1987. - Vol. 59. - P. 119-128.

170. Lorenzo, H.K. Apoptosis inducing factor (AIF): a phylogenetically old, caspase-independent effector of cell death / H.K. Lorenzo, S.A. Susin, J. Penninger, G.Kroemer // Cell. Death. Differ. 1999. -V.6. - P. 516-524.

171. Levine, A. Calcium-mediated apoptosis in a plant hypersensitive disiase resistance response / A. Levine, R.T. Pennell, M.E. Alvarez, R. Palmer, C. Lamb // Curr. Biol. 1996. - Vol. 6. - P. 427-437.

172. Liu, H. Comparative genomics between rice and Arabidopsis shows scant collinearity in gene order / H. Liu, R. Sachidanandam, L. Stein I I Genome Res.-2001.-Vol. 11.-P. 2020-2026.

173. Markund, S.L. Extracellular superoxide dismutase in human cell lines / S.L. Markund // J. Clin. Invest. 1984. - Vol. 74. - P. 1398-1403.

174. Mc Donald, R. J. Hydrogen peroxide induces DNA single strand breaks in respiratory epithelial cells / R. J. Mc Donald, L.C. Pan, J.A.George, D.M. Hyde, J.M. Ducore // Inflamation. 1993. - Vol. 17. - P. 715-722.

175. Miklos, G.L. The role of the genome project in detemining gene function: insights from model organisms / G.L. Miklos, G.M. Rubin // Cell. 1996. -Vol. 86.-P. 521-529.

176. Mittler, R. Sacrifice in the face of foes: pathogen-induced programmed cell death in plants / R. Mittler, E. Lam // Treds Microbiol. 1996. - Vol. 4. -P. 10-15.

177. Mittler, R. Pathogen-induced programmed cell death in tobacco / R. Mittler, L. Simon, E. Lam // J. Cell Science. 1997. - V. 110. -P. 1333-1344.

178. Mooers, A. The evolution of base composition and phylogenetic inference / A .Mooers, E.C. Holmes // Trends Ecol. Evol. 2000. - Vol. 15. - P. 365369.

179. Muller, D. Point mutations in mammalian cells in vitro and in the host mediated assay / D. Muller // Bga-Schr. Inst. Veterinarmed. Bundesgesundheitsamt. 1984 - Vol. 3. - P. 169-184.

180. Murrell, A.C. Oxygen free radicals stimulate fibroblast poliferation / A.C. Murrell, J.O.Francis Martin, L. Bromley // Biochem. Soc. Trans. 1989-Vol. 17.-P. 484.

181. Nicholson, D.W. Identification and inhibition of the ICE/CED-3 protease necessary for mammalian apoptosis / D.W. Nicholson, A. Ali, N.A. Thornberry, J.P. Vaillancourt, C.K. Ding, M. Gallant, Y.A. Lazebnik // Nature .- 1997.- Vol. 376.- P. 37-43.

182. Nicotera, N.M. Induction of superoxide dismutase, chromosomal aberrations and sister-cyromatid exchanges by paraquat in Chinese hamster fibroblastes / N.M. Nicotera, A.W. Bloch, Z. Gibas // Mutat. Res. 1985. -Vol. 151.-P. 263-268.

183. Park, J.I. The cytoplasmasmic Cu, Zn-SOD of Saccharamices cerevisiae is Required for resistec to freeze-tham stress geberation of free radicals duringfreezing and thawing / J.I. Park, C.M. Grant // J. Biol. Chem. 1998. -Vol. 36.-P. 22921-22928.

184. Paterson, A.H. Comparative genomics of plant chromosomes / A.H. Paterson, J.E. Bowers, M.D. Burow, X. Draye // Plant Cell. 2000. -Vol. 12.-P. 1523-1540.

185. Pennell, R. Programmed cell death in plants / R. Pennell, C. Lamb // Plant Cell. 1997. - Vol. 9. - P. 1157-1168.

186. Pich, U. How do Alliaceae stabilize their chromosome ends in the absendce of TTTAGGG seguences? / U. Pich, J. Fuchs, I. Schubert // Chromosome Res. 1996. - Vol. 4. - P. 207-213.

187. Pich, U. Terminal heterochromatin and alternative telomeric seguences in Allium cepa / U. Pich, I. Schubert // Chromosome Res. 1998. - Vol. 6. -P. 315-321.

188. Potikha, T.S. The involvement of hydrogen peroxide in the differentation of secondary walls in cotton fibers / T.S. Potikha, C.C. Collins, D.I. Johnson, D.P. Delmer, A. Levine // Plant. Physiol. 1999. - Vol. 119. - P. 849-858.

189. Puppo, A. Formation of hydroxyl radicals in biological systems. Dols myoglobin stimulate hydroxyl radical formation from hydrogen peroxide? / A. Puppo, B. Halliwell // Free Radical Res. Commun. 1988. - Vol. 4. -P. 415-422.

190. Rao, G.N. Hydrogen peroxide activation of cytosolic phospholipase A2 in vascular smooth muscle cells / G.N. Rao, M.S. Runge, R.W. Alexander // Biochim. biophys.acta. 1995. - Vol. 1265. - P. 67-72.

191. Rao, M.V. Influence of salicylis acid on H2O2 production, oxidative stress and H202-metabolizing enzymes / M.V. Rao, G.Paliyath, D.P. Ormorod, D.P. Murr, C.B. Watkins // Plant Physiol. 1997. - V. 115. - P. 137-149.

192. Ravanat, J.L. Singlet oxygen induces oxidation of cellular DNA / J.L. Ravanat, P. Di Mascio, G.R. Martinez, M.H.G. Medeiros, J. Cadet // Journal of Biological Chemistry. 2000. - Vol. 275 (51). - P. 4060140604.

193. Ravanat, J.L. Damage to isolated DNA mediated by singlet oxygen / J.L. Ravanat // Helvetica Chimica Acta. 2001. - Vol. 84 (12). - P. 37023709.

194. Richards, E.J. Isolation of a higher eucariotic telomere from Arabiodopsis thaliana / E.J. Richards, F.M. Ausubel // Cell. 1988. - Vol. 53. -P. 127-136.

195. Ricroch, A. DNA base composition of Allium genomes with different chromosome numbers / A. Ricroch, C. Brown // Gene. 1997. - Vol. 205. -P. 255-260.

196. Sasaki, T. The rice genome project in Japan / T. Sasaki // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1998. -V. 95. - P. 2027-2028.

197. Scandalios, J.G. Response of plant antioxidant defense genes to environmental stress / J.G. Scandalios // Adi. Genet. 1990. - Vol. 28. -P. 1-41.

198. Scandalios, J.G. Molecular genetics of superoxide dismutase in plants / J.G. Scandalios//Plant Physiol.- 1993.-Vol. 101.-P. 7-12.

199. Schuessler, H. Protein DNA crosslinks induced by primery and secondary radicals / H. Schuessler, E. Jung // Free radicals Res. - 1989. - Vol. 6. -P. 161-166.

200. Shasby, D.M. Exogenous oxidants initiate hydrolysis of endothelial cell inositol phospholipids / D.M. Shasby, M. Yorek, S.S. Shasby // Blood. -1988.-Vol. 72.-P. 491-499.

201. Sies, H. Oxidative stress From basic research to clinical application / H. Sies // Amer. J. Med. - 1991. - Vol. 91. - P. 31-38.

202. Song, Y. Development of Microsatellite Markers in Bunching Onion (Allium fistulosum L.J / Y. Song, K. Suwabe, T. Wako // Breeding Science. -2004.-Vol. 54.-P. 361-365.

203. Stack, S.M. The chromosomes and DNA of Allium cepa / S.M. Stack, D.E. Comings // Chromosoma. 1979. - Vol. 70. - P. 161-181.

204. Suzuki, M. Neutrophil-derived oxidants promote leukocyte adherence in postcapillary venules / M. Suzuki, H. Asako, P. Kubes, S. Jennings, M.B. Grisham, D.N. Granger // Microvacc: Res. 1991. - Vol. 42. -P. 125-138.

205. Thiel, T. Exploiting EST databases for the development and characterization of gene-derived SSR-markers in barley (Hordeum vulgare) / T. Thiel, W. Michalek, R.K. Varshney, A. Graner// Theor. Appl. Genet. -2003.-Vol. 106.-P. 411-422.

206. Vaca, C.E. Interaction of lipid peroxidation products with DNA. A revien / C.E. Vaca, J. Wilhelm, M. Harms-Ringdahl // Mutat. Res. Rev. Genet Toxicol.- 1988.-Vol. 195.-P. 137-139.

207. William, J. Genetic mapping of expressed sequences in onion and in silico comparisons with rice show scant colinearity / J. William, )K. John, M. Shigyo, C. Kuhl // Mol Gen Genomics. 2005. - Vol. 274. -P. 197-204.

208. Wolff, S.P. Fragmentation of proteins by free radicals and its effects on their susceptibility to enzymic hydrolysis / S.P. Wolff, R.T. Dean // Biochem. J. 1986. - Vol. - 234. - P. 399-403.

209. Zakian, V.A. Telomeres: beginning to undersstand the end / V.A. Zakian // Science. 1995. - Vol. 270. - P. 1601-1607.

210. Yu, B.P. Cellular defenges against damage from reactive oxygen species / B.P. Yu // Physiol. Review. -1994. Vol. 74. - P. 139-162.

Информация о работе

Пьянзина, Татьяна Александровна
кандидата биологических наук
Саранск, 2006
ВАК 03.00.16

Диссертация

Эколого-генетические особенности митогенного и мутагенного действия активных форм кислорода на Allium fistulosum L. - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы