Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ВЛИЯНИЕ ГАММА-ОБЛУЧЕНИЯ СЕМЯН НА ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ РИБОСОМ В РАННИЕ ПЕРИОДЫ ОНТОГЕНЕЗА ПШЕНИЦЫ

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ ГАММА-ОБЛУЧЕНИЯ СЕМЯН НА ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ РИБОСОМ В РАННИЕ ПЕРИОДЫ ОНТОГЕНЕЗА ПШЕНИЦЫ"



^ АКАДЕМИЯ НАУК ССбР

ОРДЕНА ЛЕНИНА ИНСТИТУТ БИОХИМИИ им. А.Н.БАХА

На правах рукописи

- ' ' ■" ".. . ' V """ ' : . —:■

ЛЯНДРЕС Галина Тихоновна " у■

ВЛИЯНИЕ ГАММА-ОБЛУЧЕНИЯ СЕМЯН НА ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ РИБОСОМ В РАННИЕ ПЕРИОДЫ ОНТОГЕНЕЗА ПШЕНИЦЫ

03,00,04 - биологическая*химий "

- V Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва, 1975

АКАДЕМИЯ НАУК СССР ОРДЕНА ЛЕНИНА ИНСТИТУТ БИОХИМИИ ям.Д.Н * МХА

На правах рукописи

ЛЯ11ДРЕС Гадина Тихоновна

ВЛИЯНИЕ ГАММА-ОБЛУЧЕНИЯ СЕМИН НА ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ РИБОСОМ В РАННИЕ ПЕРИОДО ОНТОГЕНЕЗА ПШЕНИЦЫ

03.00.04 - бмологичаохая ххмвя

Автореферат днооартацяи на ооиокаии« ученой отапаищ кандидата бяологячаокмх наук

Москва - 1976

■ ;- т..: : ■■ ' "■

Работа выполнена в лаборатория радиационной биохимии ордена В.И(ЛЕНИНА Института биохимии Ливии Д.Н. £ДХА АН СССР к м кафедре генетики Иосновоного Государственного Университет» имени Н.В. ЛОМОНОСОВА,

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛИ:

Академик АПН СССР, доктор биологических наук, профессор В.Н. СТОЛЕТОВ,

доктор биологических наук, профессор Ё.в. ЕУДНИЦКАЯ.

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ!

доктор биологических наук Б*. Н. ГРАКйСКАЯ, кандидат биологических наук Н.П. КОРАБЛЕВА

На официальны* отзыв работа направлена в институт Биофявяня АН СССР г. Пущин о.

Автореферат разослав "_"_1975 года»

Защита диссертации соотоится " 1975 года,

на ааоеданяи Ученого Совета ордена В.И.ЛЕНИНА Ивсгитута биохимия иыанм А.Н. БАХА АН СССР.

( Иосква B-7I, Ленинский проопект, 33 ).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

УЧЁНЫЙ СЕКРЕТАРЬ, кандидат биологических наук

/Н.Н,ДЬЯЧКОВ/

' Одной не центральных вадач современной радиобиологии, в свяаи о быстрым развитием атомной энергетики, являетоя проблема радиочувотв итедьности. УавраОотка «той проблемы имеет исключительно важное вначение кок для теории девотвкя радиации на живые организмы, так и для решения актуальных практических вопросов здравоохранения, народного хозяйства, проблем а области сельскохоеяйственного проиаводотва.

Воздействие гамма-радиации является одним ив факторов, в помощь» которого применительно ж сельскохозяйственным объектам можно выавать такие эффекты, как получение новых ценных форм растений, активизацию ростовых процессов, повышение продуктивности и др.

На оонове огромного эхеперки октального материала, полу» ченного на субклеточном и молекулярное уровнях, вырноовывастоя оложная картина ваанмосвлванностн процессов, возникающих * клетке пооле поглощения енергии ионизирующих излучений*

В настоящее время специфику радиационного поражения ови-зывают о нарушениями нуклеинового и белковых обменов как » да-топлавметичеожих компонентах, так и в ядерных структурах.

Совокупность данных о нарушениях структуры ДНК, процеооов окнтева Н!К и белка в различных органах и тканях растений и животных свидетельствует о высокой радиочувотвитеяьиости процессов транскрипции в вавжсныости от дсеы и орохов обучения, от функциональной активнооти тканей. Эти ивменения является ооновой наблюдаемых радиационных эффектов при облучении орга-нивма (Будницкая, 1970).

Одним ив подходов к решение проблемы регуляции процеооов синтеаа белка являетоя неученне процесса переноса генетической информации и исследование рибосомного аппарата с целью установления чувотвитального ввена в цепи «интева Селжа.

Иовтому вопрос о состоянии и функциях рибосом в ранние периоды онтогенева контрольных и облученных оемян пяеницц является весьма актуальным к своевременным для выяснения »ыаааи-ных облучением процеооов кетабодиваа. исследование ароцаоаа образования полисом может конкретизировать нарушения белкового окнтева а организме. „ Целью настоящего исследования явилось изучение свойств

с? рибооом вародшей и проростков пяеницн в норме и пооле предварительного облучения воздушно-оухих оешяи гамма-лучами в оти-

1-2

3

кодирующих и летальных доаах для установления вовможных общих биологических вакономерностей процессов стимуляций и радиационного поражения отруктур клетки.

ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для экспериментальной работы был вэят сорт пшеницы яровая Краоноаерная, урожая 1965 г. Семена имели ЮОД-нуи всхожесть. Исследования проводили на еародшиах воэдушно-оухих семян^после 24, 48 и 72 часов прорастания контрольных раотений и не проростках после предварительного облучения воздушно-сухих семян. Источником радиации были испольвованы гамма-лучи Си -131 на установке ГУЛОС при мощности 610 р/мин. Облучение проводили ивбнрательно в доэах 0,5; 1; 5í 10; 20 и 40 крад.

Выделение препаратов рибосом

Зародыши вовдушно-оухих семян и проростки растирали в охлажденной фарфоровое ступке о добавлением небольшого количества промытого кварцевого пеона. Рибосомы выделяли в трис-стандартном буфере (0,05 М трио; 0,01 М IfeClgj 0,025 И КС1; 0,05 Ы мер-каптоетанод, рН 7,9) содержащем 0,5 М Сахарову. Гомогенат центрифугировали в течение 30 мин.при 40 ООО х**Для осаждения рибосом брали 2/3 объема ыадооадочной жидкости (исключая верхний липидный слой) и центрифугировали а ультра центрифуге* Splnoo ", модель £ ФРГ в течение 120 мин при 105 ООО х g. Надосадочную жидкость отбрасывали, осадок растирали в 1 мл среды, состоящей ив и,004 11 хлористого магния, и,01 Ы трио-буфера, рН 7,9. Все операции по выделению и очистке рибосом проводили на холоду при температуре 4°С и ораву испольеовали для аналиаа.

Удержание.pftK в рибосомах определяли спектрофотомвтрш-чеоки (Спирин, 1958), содержание белка - по методу Лоури ( Lovry «t al. ,1951), Сериментационный енали» рибосом проводили на аналитической ультрацектрифуге. Значение 20 получали »кетраполяцией коэффициентов седиментации х бесконечному равведению. Определение проводили непосредственно поел* выделения рибооом при окорооти вращения ротора 37 020 об/мин, интервала оммки 4 мин, висповиции 5-10 сек.

Рибоооиальный бедок получали депротеинивациай рибооом 10 МмочевиноЯ в присутствии 6 II хлористого жития ( Spitnik-Xleea .1965). Джок-влектрофорва основных белков рибооом проводили в полиахриламидном геле по методу Мвялер* ( üttllwr ,

1967), представляющего собой удачную кодификацию метода Рейс-фильда и др. ( Кв1а*вХЛ &?-.19б2). Длительность электрофореза, ори которой происходило максимальное разделение и разбег белков, не превышала двух часов. Гели окрашивали и,2-0,5? раствором амидового черного в омеси метанал-уксусная кислота-вода (5:1:5) в течение 30 мин. Пробирки с колонками геля фотографировали в рассеянном проходящем свете.

1. Влияние гамма-облучения семян на содержание рибосоыальных РНК и белка

Литературные данные свидетельствуют о том, что при облучении возникают нарушения макромолекулярной отрувтуги ДНИ и ДНК и вследствие этого изменение их матричной активности, репрессия и дерепреосия активно функционирующих цистронов ДНК, выражающаяся в изменении вновь синтезированных РНК. Воздействие гамма-облучения приводит к изменению активности ферментов, участвующих в синтезе нуклеиновых кислот и их предшественников и вызывает нарушение общего белкового синтеза в цитоплазме на уровне трансляции. Эти изменения являются основой радиационных эффектов, возникающих при облучении организма (Калаче-ва, 1957; Токарская, 1967;. Граевская, 1967; Критский, 1960, 1969; Будницкая, 1964, 1970; Кузин, 1961, 1969, 1970,1973), Однако для установления уровня воздействия облучения в стимулирующих и летальных дозах на процессы метаболизма в клетке, имеет важное значение исследование свойств рибосом на ранних этапах развития растений.

В связи с поставленной задачей были проведены исследования по определению количественных изменений в содержании ри-босомальной РНК и белка при прорастании в контрольных и предварительно облученных воздушно-сухих семян пшеницы.

Результаты исследований представлены в таблице 1. Как видно из приведенных данных, относительное содержание рибосо-мальной РНК и белка в зародышах необлученкнх семян возрастает через 24 часа прорастания. Это объясняется тем, что в первые часы контакта с водой в зародышах семян происходит возобновление активного метаболизма, что проявляется в увеличении содержания РНК и белка в связи с их синтезом. При дальнейшем развитии через 48 и 72 часа прорастания содержание РНК и белка в рибосомах незначительно понижается.

Таким образом» при прорастании на ранних этапах роста происходит активный синтез рибосомальной РНК и белка.

При облучении сухих семян и дальнейшей их прорастании били отпечены колебания в содержании РНК и белка в рибооомах в зависимости от дозы облучения и фавн прорастания. Вовдайот-вше радиация на воздушно-сухие семена в доае 5 крад, как пожевали результата исследований, вызывает незначительное повышение содержания рибооомальной ННК черев 24 часа прораотания, а пооле 48 и 72 часов роста - постепенно снижается, иднаво, относительно рибосомального белка можно отметить« что его количество возрастает на ранних этапах развития и оно выше, чем в контрольных растениях. Как известно, активный синтез белка Идет на информационной РНК, находившейся еще в оухоы зародыше, (СЬва,з*г1й, . ,1968). Известно, что обмен нуклеи-

новых кислот является более радиочувствительным процессом,чем оинтеа белка, поэтому полученные данные позволяют предположить, что облучение в доее 5 крад являетоя стимулирующее дозой для оввтеаа рибооомальной НОС в проростках черев 24часа прораотания. Содержание рибосомального белка остается высоким.

При облучении воздушно-сухих оемян в более высоких доаах 10, 20,40 крад относительное содержание рибооомальной ИНК рев-ко снижаетея после 72 часов прорастания. По-видимому, ато можно объяснить повреждающим действием радиации в доае 10,20 и 40 крад на синтеа рибооомальной которое отчетливо выявляется после проращивания предварительно облученных оемян.

Как видно ив приведенных данных, относительное содержание белка черев 24,48 и 72 чаев прорастания в рибооомах увеличивается при действии облучения на семена л высоких довах.

Полученные данные подтверждает общую биодогичеокуп закономерность радиобиологического поражения обмена нуклеиновых хивлот в сравнении с процессом оинтееа белка.

Таким образом, проведенные исследования свидетельствует об изменениях в относительном содержании рибосомальной ИНК ш белка в вародымах необлученкнх оемян, в контрольных проростках и проростках после действия гамма-радиации на воадумно-еухие семена, что отражается на величине отношения РНК/белок (рисунок 1), При облучении значение величины отношения ИШ и белка изменяется вследствие уменьшения содержания рибосомаль-вой РНК. Причем характер нарушений определяется физиологнчес-

кии состоянием клеток.

Следовательно, синтез рибосомальной является радиочувствительным процессом к облучение в догах 10,20 и 40 «рад оказывает повреждающее действие на этот процесс (Ляндрес.Буд-ницкал, Столетов, 1972).

Таблица 1

Количественное содержание РНК и белка в рибосомах пшеницы сорта "Красногорная"

емя про- Дога об- ШК Белок

растения лучения ' у ..... %

крад 3 на ул й на к'л л

Контроль 6,70+0,25 47,5 7,4+0,51 52,5 0,905

1 10,35±0,54 50,36 10,2±0,40 49,64 1,01

Зародыши 5 4,82+0,35 30,9 10,8±0,44 69,1 0,44

сухих сеиян 10 4,89±0,10 31,7 10,5+0,31 68,3 0,46

20 8,20+0,79 36,9 14,0+0,08 63,1 0,53

40 6.10+1.06 31.8 13.1+0.55 68.2 0,46

Контроль 13,30^0,65 52,5 12,0+0,15 47,5 1,1

1 10,80+0,22 43,8 9,67+0,18 56,2 1,1

24 часа 5 14,Э0±0,4 49,6 14,1±0,14 50,4 1,01

10 13,00*0,60 50,0 13,0+0,13 50,0 1,0

20 12,00+0,45 44,5 15,0*0,16 55,5 0,8

40 10,30+0,55 47,6 11,0+0,13 52.4 0.93

Контроль 9,60+0,63 50,04 9,4+0,3 49,06 1,02

1 9,18+0,42 48,8 9,4+0,18 51,2 0,97

48 часов Б 9,80±0»55 48,5 10,8±0,18 51,5 0,907

10 8,91+0,66 49,4 9,11+0,62 50,6 0,97

20 8,50^0,84 36,2 15,0±0,3 63,8 0,53

40 8.0б+0г48 33,2._ 16.0+0,35 66,8 0,48

Контроль 7,00+0,14 49,4 7,2+0,50 50,6 0,97

1 5,90^0,41 38,6 9,4±0,26 61,4 0,62

72 5 4,50±0,28 31,9 9,6+0,22 68,1 0,46

часа 10 '2,09*1,0 21,0 9,07+0,27 79,0 0,23

20 4,70±0,24 36,6 8,27+0,32 63,4 0,57

40 5,40+0,38 35,8 9,30^0,17 63,2 0,58

ос

РНК/СелОН 1,2.

М-| 0,6. 0,4. 0,2.

йю.1 ИЗМЕНЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ ОТШЫИЯ РИК/ШОК ъ зародышах и дророотяех овдученншсешш пшеиицы

зародыша воэдушно-озхих семяв

¿Ь

вреыя прорастания /чао/

контроль

облучение в дозе I ирэд

---обдучение в дозе 5 крал

----- облучение в дозе 10 ярад

—*—облучение в дозе 40 крад

4714

П.Действие ионизирующей радиация на сё^циментационные свойства рибосом

Представляло интерес, наряду о исследованиями содержания р-ИОС и белка в рибосомах в процессе развития растений, изучить свойства рибосом в ранний периоды онтогенеза пшеницы при облучении в различных дозах,

. Известно, что рибосома представляет собой уникальную структуру - компактную частицу с коэффициентом седиментации 80 S, построенную из двух неравных субъединиц 60 S и 40 s ( Iyttl«-ton., 1962; Одинцова, 1967).

Ассоциация субчастиц в рибосоме зависит от ее функционального состояния: компактность определяется участием рибосомы в процессе трансляции. Связи («транслирующей рибосомы относительно не стабильны. При этом важный фактором является влияние ниэкомоледулярныг компонентов - ионов двухвалентных металлов. Значение ионов магния было установлено при первых попытках выделения рибосом ( Chao ,1956; Te,о «t al. ,1958).

Нами было изучено поведение рибосом в трис-буфере (0,0511) с концентрацией магния, равной 0,001 М (рис.2).

При сравнении исследованных рибосом, выделенных из зародышей воздушно-сухих семян, проростков после 24 и 72 часов прорастания можно заключить, что ассоциация субчастиц рибосом нарушается.

Так, для рибосом зародышей воздушно-сухих семян можно отметить следующие значения коэффициентов седиментации: 40,60 и 80 s , что свидетельствует о структурной целостности рибосом в период покоя семян (Wolf . ( 1967).

Седиыентационный анализ показал, что при прорастании семян уменьшается число свободных 803 частиц и возрастает количество активных полисом (рис.2,3). Так, рибосомы, выделенные после 24 и 72 часов прорастания, седимактировали оо значениями, равными 40,60,94,106,115 3. Очевидно уже через 24 часа после контакта с водой рибосомы начинают ассоциировать в поли сомы.

Отсюда можно заключить, что на ранних этапах онтогенеза меняется картина седиментации рибосоыных субчастиц.

НО 6080 I I I

ЦОбОФЛОб 'III

контроль

59. 36?0У06

95 ^og

-AAJ

обжучеяие в дозе 5 крад

VO OTVÍ76

36Í/06Í?

облучение в дозе 40крад Ряе.2 Седиментадвонннв диаграмма рибоеси»,выделенных

из »ародаше! воздушно-сухих семян /в/ж проростков после 24 часов /V и 72 часов /с/ прорастания контрольных и предварительно облученных семян шеницы в лозе 5 и 40 крад

е--а1

контроль

яение л дозе облучение в дозе 5 пред 40 ярад

Рис. 3. Козффициевты седиментация рибосом, выделенных нз

контрольных и предварительно облученных семян пшеницы в дозах 5 и 40 крад на ранних этапах онтогенеза*

1-6

II

Целью данных исследования было также, покавать влияние гамма-облучения на ассоциацию субчастиц в рибосомах. Как видно кг данник, облучение воздушно-сухих семян в дозе 5 крад приводит к структурный превращениям рибосопальных частиц. Наличие частиц со эначениеи 13 я 293можно объяснить нарушениями лабильных белковых связей в малой субчастице, так как известно, что-при диссоциации 408 образуется два компонен та по схеме:

403 = 29 3 + 13 3

В рибосомах проростков после 24 часов прорастания наблюдали два не характерных компонента с коэффициентами седимента ции 29 и 36 Б. После 72 часов прорастания наблюдали наличие мономеров, димеров и полисом.

Ив данных исследований можно заключить, что облучение в дозе 5 крад влияет на образование вновь образуемых рибосом, так как облучали воздушно-сухие самане, а также на нарушение связей в некоторых участках компактного рибонуклеопротзкдного тяжа.

Изучение влияния облучения в дозе 40 крад показало, что ассоциация субчаотип в рибосомах нарушается.

Облучение воздушно-сухих семян в дозе 40 крад влияет на структурную организацию субчастиц, мы наблюдали присутствие мономеров и полисом. Однако через 24 и 72 часов прорастания происходят существенные сдвиги в ассоциации структур. Характерно отсутствие полисом и наличие субъединиц с коэффициентами седиментации 36 я 44 ед. Сведберга. Видимо, синтез белка происходит по первоначально вовникшему пути, однако новое активное образование поликомплексов не происходит. Наиболее лабильно связанные белки наменяют взаимодействие определенных участков рибонуклеопротеидного тяжа.

Отсутствие полисом можно объяснить нарушением инициации трансляции, неспособностью имеющихся рибосом ассоциировать с соответствующими структурами и отсутствием образования инициирующего комплекса.

Следовательно, гамма-облучение влияет на ассоциацию рибо сопельных частиц, вызывает нарушение вновь образующихся рибо-сомных частиц и изменение белковых связей в молекулах, состав ляющих структуру рибосомы (Ляндрес, Будницкая, Столетов,1973) Поэтому следующей задачей исследований было изучение влияния облучения на состав рибосомального белка.

12

3. Действие ионизирующая радиации .набедковые фракция рибосом и их алектрофоретическую подвижность

Содержание рибосопального белка в рибосомной частице,состоящей ие рибонуклеиновой кислота и бедка определяется состоянием рибосомы. Если ри<5ооома участвует в процессе трансляции, с ней лабильно связываются дополнительные белковые франции. Большая часть полицевтидныд: цепей рибосоыадьного белка носит основной характер, обусловленный некоторым преобладанием основных аминокислот над кислыми аииновиолотами* 1'етерсгенность белков была установлена и для двух субчастиц рибосомы (Спирин и др.,1963 ; ХгЪЗДе^а ,1968) Светайло, Филиппович, 1966).

Имеются также сообщения об исследованиях состава рибосо-мальных белков, которые указывают на различия в электрофорети-ческой подвижности ряда белковых фракций ( 1вгМ1»гоп ,1966; Одинцова, фина, 1969; Кпг1ва<1 вt а1. , 1972 ,1972), Эти

данные свидетельствуют о различии белкового состава цитоплав-ыатичесних рибосом.

Учитывая явные преимущества пояиакриламидных гелей, диок-злектрофорев был выбран нами как основной метод анализа фракционного состава рибосомальных белков и их электрофоретичес-кнх свойств.

На основании ревультатов, представленных на рисунке 4, можно сказать, что в молекулярных фракциях белков рибосом, выделенных иа зародышей семян пшеницы на ранних э та пах роста, происходят существенные »вменения. При этом можно отметить присутствие 24, 26 и 23 белковых фракций, выделенных ив зародышей контрольных сухих семяв и после 24 и 72 часов прорастания, соответственно.

Однако профиль распределения рибосомальных белков меняется. Так, бедки, выделенные иа вародышей воздушно-сухих семян, обладают быстрой и средней подвижностью, но отмечаются и медленно разделяющиеся фракции белков. Во фракциях рибосомаль-дых белков, выделенных через 24 часа прорастания, происходят количественные перераспределения в свяаи с тем, что изменяется их молекулярный вес.

Так, если относительная подвижность белковой фракции в воадугано-сухих семенах была равной и,6, »тот коэффициент изменяется со значением, равным 0,7; увеличивается также подвижность фракции, равной 0,28, она становится равной 0,3.

зародыши воздушно-сухих ¿осле 24 -х часов семян прорастания

после 72 часов прорастания

Рес.4 Электро^реграммы, по лученные в полиакриламидном геле,рибосомальных белков из зародышей воздушно-сухих семян,проростков после 24 и 72 часов прорастания

В белковых фракциях, обладающих средней подвижностью при EÍ , равном О,2 - 0,5, отмечаются'количественные изменения.

В исследованных белках рибосом появляются минорные фракции при значениях Bf 0,61; 0,43; 0,2 - 0,26. ,

Меньше всего подвержены изменениям фракций oYtj,54; 0,5; 0,35; 0,15, в фракции при El о,35; 0,3; 0,18; 0,1 - отсутствуют.

Аналогичные изменения отмечали во фракциях рибосомалышх белков, выделенных ив проростков после 72 часов прорастания. Однако эти отличия в электрофорегической подвижности и в количественном отношении незначительны ори сопоставлении с данными, полученными для белков мэпроростков после 24 часов прорастания.

Анализируя подученные данные, можно сказать, что в вави-оимости от изученного отрезка онтогенеза происходят количественные изменения, а также увеличение злектрофоретической подвижности белковых фракций.

Данные, полученные для тотальных белков рибосом, выделенных ив предварительно облученных семян в дозах Uj5; 5.40 крад, свидетельствуют о том, что гамма-радиация приводит к существенным изменениям в зависимости от дозы облучения (рис.З'и б). Приведенные данные указывают на количественные вариации фракционного состава рибооомальных белков и их электрофоретической подвижности С Xyanáreu G.T.,Bott4nltekaya B.Y.+ StoletCT 1974).

Данные, полученные при изучении белковых фракций рибосом, облученных в дозе 5 крад, представлены на рис.5. Электрофорез белков, выделенных ив зародышей облученных воздушно-сухих семян, свидетельствуют о нарушениях в молекулярных весах для белковых фракций Bf 0,2; 0,5, а также обнаружил; появление минорной фракции, обладающей быстрой подвижностью при Н£ и,62. Через 24 часа после воздействия гамма-облучения наступают более значительные нарушения. Наблюдали наличие 21 фракции белков. Количественные изменения характерны для фракции со средней электрофоретической подвижностью o Bf 0,36 - 0,58 и с Rf 0,1 - 0,18, отмечали отсутствие фракций с М 0,5-0,6; 0,16, а также появление двух дополнительных фракций с М 0,66 - 0,68. Электрофоретическая подвижность увеличилась для фракций с Bf 0,6; 0,4 - 0,45 и стала равной с К),64; 0,5 -0,55. Известно, что профиль распределения белков зависит от их молекулярного веса,который и определяет их подвижность.

и од 0,2 0,3

0.4 _ пазш 0,5. 0,6

0,7

.■ЙйЕК*

• • 7 «у

зародыши воздушно-сухих семян

ВТ

оде

0,2 0,3 0.4

0,5 0,6

0,7]

после 24 -х часов прорастания

М

ОД 0,2

0,3

0,4 \ 0,5

0,6

0,7 .-

ззш

и,1т I

после 72 часов прорастания Рис.5 Элехтрофореграммы,полученные в полиакриламидном геле ,рш5осомальных белков из зародышей возяушво-сухих семян облученных в дозе 5 крад и после 24 -х и 72 -х часов прорастания

В! .

М- ----

0,2. 0,3

0,40,5. .11 Щ 1

0,6

0,71

зародыши воздушно-сухих семян

после 24 -х часов прорастания

; 'у,?.

после 72 часов прорастания Рис.6 Электрофореграммы,полученные в полиакриламидном геле,рябосомалышх белков из зародышей воздушно-сухих семян облученных в дозе 40 крад и после 24 -х и 72 -х часов прорастания

Увеличение времени о моменте облучения до 72 чаоов прорастания вызывало также »вменение состава фракций. В атом случае характерно наличие 21 фракции, аналогичное для предыдущих экспериментов. Однако, можно укавать на появление минорной, быстро движущейся фракции с*к),67, на нарушения в относительном содержании для фракций оо вредней подвижность» о М , равными 0,5; 0,33; 0,35; 0,15 и отоутотвие фракций при Bf , равным 0,51; 0,48; 0,26; 0,2; 0,1.

Иа полученных данных следует, что облучение в более высоких дозах приводит к количественным вариациям фракционного состава рибосомальных белков.

При проведении исследований мы изучили влияние облучения в высокой дозе, испытуемый материал был облучен в дозе 40 крад. Анализ результатов свидетельствует о значительных сдвигах в гетерогенной составе белков Срио.6). Эти изменения получены для белковых фракций рибосом, выделенных ив вародошей облученных сухих семян. Характерно наличие 25 фракций. Дня фракций, быстро движущихся и обладающих средней подвижностью,вследствие различий в молекулярном весе приМ0,55; 0,4 - 0,43; 0,35; 0,18, наблюдали увеличение относительного содержания балка, а также появление минорного компонента с Bf 0,28. Электрофоре-тнчесвая подвижность «вменялась для фракций при Rf 0,52-0,53; 0,46-0,47.

В характере распределения рибооомальных белков, выделенных черев 24 часа после облучения сухих семян в доае 40 крад, эти нарушения более значительны. Белок рибосом состоит на 24 фракций, причем для фракций о BfО,55 - 0,56; 0,45;,0,23f 0,15, обладающих различной подвижностью наблюдали еаметные количественные нарушения, появление минорного компонента и отсутствие фракций при Bf ,равном 0,44 и 0,15.

При анализе данных, полученных для проростков черча 72 часа после облучения воздушно-сухих семян в доае 40 хред, соо-тав рмбосоыаяьных балков представлен 19 молекулярными фракциями, причем относительное уменьшение содержания белка отмечали во фракциях при Ef , равными U,44 - 0,45{ 0,42; 0,37; 0,3; 0,15 - 0,2; появление минорного белкового компонента с небольшим молекулярным весом при Kf 0,65, а также отсутствие фракций пря Rf 0,5; 0,38; 0,1 - 0,15. Для фракций с Bf 0,58-0,62 отмечали ивменения електрофоретической подвижности.

При сравнении действия облучения в различных доаах радиации можно отметить, что наибольшие нарушения проявляются при облучении в доев 40 крал, причем зти нарушения усиливаются черев 24 и 72 чаоа после прорастания.

Таким образом, при сравнении действия облучения в различит доаах радиации наблвдали нарушения при облучении в доее 5 и 40 храд, которые усиливаются черва 24 и 72 чаоа после прорастания.

Анализируя полученные данные, можно отметить, что характер молекулярно-весового распределения белков рибооом семян пшеницы строго специфичен на ранних этапах развития. Профиль распределения белковых фракций и их относительная электрофоре тическая подвижность изменяется при прорастании.

Воздействие гейма-радиации вызывает нарушение физико-химического состояния белковых фракций рибосом, что приводит ж ивыенению их алектрофоретической подвижноотм, появлению дополнительных фракций*

Вероятно, при облучении в высоких доеах проиоходит разрушение соответствующих амннокиолот или отрыв лабильно ввязанных белков, что подтверждает нащи данные о дейотвии на ри-бооопальные белки протеолитичесхих ферментов: гидроли» белков рибосом из зародышей облученных семян и проростков ускорялся (Ляндрво, Знмачева, Будницкая, Столетов, 1975).

Таким образом, рассмотренные полученные результаты в литературные данные не вызывают сомнения в том, что воздействие гамма-радиации приводит к количественным вариациям ноол»дуемых белковых фракций рибосом, появлению минорных компонентов и изменению их злектрофоретичеокой подвижнооти. Не исхлючемо, что именно ети изменения играют роль и развитии и усилении радиационного поражения реотекий, выращенных и« оемян, облученных в высоких дозах.

выгода

1. Показано, что на исследованной отрезке онтогенеза рибосомы в зародышах воздушно-сухих семян пшеницы сохраняют структурную целостность в виде субчастиц с коэффициентами седиментации 80 ед. Сведберга.

2. Установлено, что в процессе прорастания семян Пшеницы происходит образование активных полисом с коэффициентами седиментации 106 - 115 ед.Сведберга.

3. Найдено, что воздействие гамма-радиации проявляется при облучении воздушно-сухих семян в малых дозах и при дальнейшем их прорастании. Облучение воздушно-сухих семян в дозах . 5,10 и 40 крад вызывает уменьшение содержания рибосомальной ИОС. Однако, количество рибосомального белка возрастает. Облучение в высоких дозах радиации оказывает прежде всего повреждающее действие на образование рибосомальной ШК.

4. Отмечено, что действие радиации в дозе 5 крад на зародыши воздушно-сухих семян приводит к появлению активных полисом с коэффициентами седиментации 110 ед. Сведберга.иблуче-ние воздушно-сухих семян в дозе 5 и 40 крад нарушает процесс ассоциации вновь образующихся рибосом. При облучении в дозе 40 крад через 24 и 72 часа прорастания образование полисом не происходит.

5. Характер молекулярно-весового распределения белка рибосом семян пшеницы строго специфичен на изученных ранних фазах онтогенеза. Получены 24 белковые фракции, выделенные ив рибосом зародышей контрольных воздушно-сухих семян и после

24 и 72 часов прорастания, которые обладают высокой, средней и малой подвижностью. Профиль распределения белковых фракций рибосом и их электрофоретичеокая подвижность меняется при прорастании.

6. Впервые показано, что воздействие гамма-радиации в дозе 5 и 40 крад на сухие семена пшеницы приводит при их дальнейшем прорастании к изменениям исследуемых белковых фракций рибосом появлению минорных компонентов, к изменению их злект-рофоретической подвижности и количественного содержания 6-ти фракций.

7. Проведенные сравнительные исследования лучевых изменений функционального состояния и свойств рибосом из зароды-

шей и проростков пшеницы позволили доказать их зависимость от доеы облучения (5 крад) и фавы исследованного отрезка онтогенеза (24 - 72 часа прорастания), имеющую принципиально новое значение для развития радиационного поражения растений пшеницы. Показана возможность более рационального использования облучения при проведении дальнейших исследований теоретического и практического характера.

СПИСОЯ РАБОТ опубликованных по материален дисоертацви

1. ЛЯЦДРЬС ГЛ., БУДНЩШ Е.В., СТОЛЕТОВ В.Н. "Радиициопиыо изменения содержания рябооопальных белков я РЦК при прорао-тавив пменивд". Иавеотия АН СССР, 1972г, оер.виол.5,о.772

2. ЛЯВДРЬС Г.Т., КГДНИЦКАЯ К. В., СТОЛЕТОВ В.Н. "Действие гам-иа-облучеинн на седиментацноыше свойства рибооом", Радиобиология, 1975г, т.15, вып.6, отр.910.

Xjandr«* О .Т .,Boudai t «кдг* ï.V. ,btol«t<rr У .H.. 1974, Tb» «rfeot ùt lonislsc r»41»tlon оt prot«ln fraction» Of rlt>oeom«* нов tb»lr •l»<rtrophor*tlo motlllty. 5 - th International Содгг«»» ot Kadl*tlon B«e««ah, Abatreote ,1-19-4 , p. 27$ »OSA ,8*«ttl*,V*ebln<ton.

4. I<r*adr** .Boudnitekaja *.V.,3t0l»t0T T.В..1974. 8ttidl»e on eeälmetitation prop»rti»e of ib* rlboeoiM*. 9 - th M19 M»etine.Atetr»ot» , f 5 о г f p.393. Ешсеху.

5. ЛЯНДРЕС Г.Т., ЭШЦЧЕВА A.B., БУДНИЦШ S.B.. CTOJLSTOB В.Н. "Радиоч)вои1тельиооть рябооомвлгных белков оря воздействии протеолитичесяих фериевгов", Рефераты вазчкых оообщавнй ва Ш-еи Воеоосавой биохиивчосксш съезде, октябрь 1974Г, г.Рига, 1.2, стр. 348, р.18-19.

6. ЛЯНДРЕС ГЛ., 81ШЧШ A.B., БУДНИЦШ В .В., СТОЛЕТОВ В.Н. "]1а]чен«е влияния радиации на белки рибодоы о использованием протеоднтячеокях фермавтов", Радиобиология» 1975 г.,т.15, вып. стр. 608-6Ю.

ИНТЕРВАЛЫ ДИССЕРТАЦИИ ДОЛОХККЫ UAl

1. 7-ом Нвиимродном конгрессе до радиациоывым носледовввиям " (США, 1974г.).

2. 11-ой конференции ФЭБО (Венгрия, 1974г.).

» * < ,

3. 8ао«даннн Кооковоного отделения Всеооюаного биохимического

обцеотва (Москва, 1974г.)» # «

4. Ш-ем Всесоюзной биохямичеекси въезде (Рига, 1974г.).

В печать от 10/У1-1ЭТ5 г. Тираж 200 акэ. Заказ 4714 Произвол о гвенно-я злате льо1П1Й комбинат ВИНИТИ Люберцы» Октябрьский проспект, 403