Диссертация (Генетический контроль ранних этапов биосинтеза хлорофилла у зелёной водоросли Chlamydomonas reinhardtii)
Описание файла
Файл "Диссертация" внутри архива находится в папке "Генетический контроль ранних этапов биосинтеза хлорофилла у зелёной водоросли Chlamydomonas reinhardtii". PDF-файл из архива "Генетический контроль ранних этапов биосинтеза хлорофилла у зелёной водоросли Chlamydomonas reinhardtii", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "биология" из Аспирантура и докторантура, которые можно найти в файловом архиве СПбГУ. Не смотря на прямую связь этого архива с СПбГУ, его также можно найти и в других разделах. , а ещё этот архив представляет собой докторскую диссертацию, поэтому ещё представлен в разделе всех диссертаций на соискание учёной степени доктора биологических наук.
Просмотр PDF-файла онлайн
Текст из PDF
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшегопрофессионального образования«Санкт-Петербургский государственный университет»На правах рукописиЧекунова Елена МихайловнаГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ РАННИХ ЭТАПОВ БИОСИНТЕЗАХЛОРОФИЛЛА У ЗЕЛЕНОЙ ВОДОРОСЛИCHLAMYDOMONAS REINHARDTIIСпециальность: 03.02.07 – генетикаДиссертация на соискание ученой степенидоктора биологических наукНаучный консультантакадемик РАН, д.б.н.,профессор, С.Г. Инге-ВечтомовСАНКТ-ПЕТЕРБУРГ20142ОГЛАВЛЕНИЕВведение…………………………………………………………………………...7Основная часть…………………………………………………………………...181. Обзор литературы. Генетика метаболизма хлорофиллов……………………181.1. Природные тетрапирролы и их производные……………………………191.2. Хлорофиллы………………………………………………………………...201.2.1.
Исторический очерк……………………………………………………211.2.2. Формы хлорофиллов…………………………………………………..231.3. Генетика биосинтеза хлорофиллов. Достижения и проблемы………….271.3.1. Ферменты биосинтеза хлорофилла. Генетические исследования…..321.3.1.1. Синтез АЛК………………………………………………………321.3.1.2. Синтез протопорфирина IX из АЛК……………………………361.3.1.3. Магниевая ветвь биосинтеза тетрапирролов. Ранние этапыобразования хлорофиллов………………………………………………1.3.1.4. Заключительные стадии биосинтеза хлорофиллов……………41471.4. Превращения протохлорофиллида: темновой и светозависимый пути...511.4.1. Протохлорофиллид в цепи биосинтеза хлорофиллов………………..521.4.2. Биосинтез хлорофиллов в темноте.
Генетические исследования…...541.4.3. Светозависимый биосинтез хлорофиллида…………………………..641.4.4. Эффективность биосинтеза хлорофиллов в темноте и на свету…….701.4.5. Проблемы и перспективы изучения темнового биосинтеза ХЛ ……711.5. Катаболизм хлорофиллов………………………………………………….741.5.1. Образование окрашенных катаболитов хлорофиллов……………….761.5.2. Образование неокрашенных катаболитов…………………………….771.6. Эволюционные аспекты метаболизма хлорофиллов…………………….791.7. Генетические аспекты световой и метаболической регуляциибиосинтеза хлорофиллов……………………………………………………….1.7.1. Регуляторные механизмы биосинтеза хлорофилла…………………..848531.7.2.
Свет - регулятор экспрессии генов, кодирующих белкифотосинтеза…………………………………………………………………...1.7.3. Регуляция светом. Посттрансляционный уровень…………………...87951.7.4. Белки ELIP регулируют уровень синтеза хлорофиллов……………..961.7.5. Координация экспрессии генов ядра и хлоропласта в процессебиосинтеза хлорофиллов…………………………………………………….
971.7.6. Этапы биосинтеза, существенные для механизмов регуляции…….. 1061.7.7. Механизмы обратного ингибирования синтеза хлорофилла……….. 1111.7.8. Заключение……………………………………………………………..1142. Материалы и методы…………………………………………………………… 1182.1. Генетический материал……………………………………………………1182.2. Условия культивирования штаммов хламидомонады…………………..1182.3. Тестирование признака – парализованные жгутики…………………….1182.4.
Гибридологический анализ мейотического потомства…………………. 1202.5. Определение типа спаривания……………………………………………. 1222.6. Определение размеров клеток…………………………………………….1222.7. Мутагены и методы мутагенеза…………………………………………... 1222.8. Метод спектрофотометрии……………………………………………….. 1232.9. Определение качественного и количественного состава порфиринов… 1242.10. Определение АЛК-синтетазной активности……………………………. 1252.11. Определение содержания протогема в клетках С. reinhardtii…………. 1262.12.
Определение активности магний-хелатазы…………………………….. 1272.13. Выделение и анализ нуклеиновых кислот из С. reinhardtii……………. 1282.14. Вестерн-блот анализ……………………………………………………... 1292.15. Трансформация клеток методом «стеклянных шариков»……………... 1302.16. Время генерации культур………………………………………………... 1312.17.
Получение автолизина…………………………………………………… 1312.18. Статистическая обработка данных……………………………………… 1312.19. Компьютерные программы и базы данных……………………………..13243. Экспериментальные исследования……………………………………………. 1333.1. Генетико-биохимические исследования хлорофильных мутантовхламидомонады, накапливающих порфирины ……………………………… 1333.1.1. Первичная характеристика мутантов………………………………… 1343.1.1.1.
Мутанты хламидомонады, использованные в работе………… 1343.1.1.2. Спектрофотометрия мутантов………………………………….. 1353.1.2. Гибридологический анализ хлорофильных оранжевых мутантов…. 1373.1.2.1. Оптимизация условий проведения скрещиваний……………... 1373.1.2.2. Анализ комплементации мутаций у ХОМ C. reinhardtii……...
1403.1.2.3. Изучение рекомбинации мутантных аллелей в группе ХОМ... 1453.1.2.4. Тетрадный анализ мутантов по генам CHL1 и LTS3 С.reinhardtii………………………………………………………………… 1473.1.2.5. Использование анеуплоидии для картирования мутаций……. 1493.1.3. Биохимические исследования ХОМ C. reinhardtii…………………...
1553.1.3.1. Анализ пигментного состава клеток ХОМ C. reinhardtii…….. 1563.1.3.2. Активности ферментов биосинтеза хлорофилла у ХОМ C.reinhardtii…………………………………………..................................... 1603.1.3.3. Белковые компоненты фермента магний-хелатазы умутантов C. reinhardtii по генам CHL1 и LTS3………………………… 1613.1.4. Обсуждение результатов……………………………………………… 1623.1.5. Выводы…………………………………………………………………. 1733.2.
Идентификация гена CHLH С. reinhardtii, кодирующего большуюсубъединицу магний-хелатазы ………………………………………………….. 1753.2.1. Клонирование гена CHLH. Выбор стратегии и результаты………… 1773.2.2. Идентификация мутантный аллелей: chl1 и brs-1 гена CHLH……... 1823.2.3. Вестерн-блот анализ белков магний хелатазы С. reinhardtii……….. 1853.2.4. Геномная комплементация мутантного фенотипа…………………...
1863.2.5. Экспрессия гена CHLH хламидомонады. Регуляция светом……….. 1863.2.6. Структурно-функциональные характеристики гена CHLH…………. 1883.2.6.1. Компьютерный анализ гена CH LH…………………………….1883.2.6.2. Сравнительный анализ белка CHLH C. reinhardtii…………… 18953.2.7. Обсуждение результатов………………………………………………1933.2.8. Выводы………………………………………………………………… 1983.3. Идентификация гена LTS3 зеленой водоросли C.reinhardtii……………... 1993.3.1. Введение………………………………………………………………... 1993.3.2.
Пигментный состав клеток хламидомонады, мутантных по генуLTS3 …………………………………………………………………………… 2013.3.3. Активность ферментов биосинтеза хлорофилла…………………….. 2033.3.4. Зеленение мутантов: y-7, brc-1 и lts3………………………………… 2043.3.5. Экспрессия генов ферментов биосинтез хлорофиллов……………... 2053.3.6. Картирование гена LTS3……………………………………………….. 2073.3.7. Позиционное клонирование гена LTS3……………………………….. 2083.3.8.
Структура гена LTS3 и кодируемого им белка………………………. 2123.3.9. Мутантные аллели гена LTS3………………………………………….2153.3.10. Экспрессия гена LTS3……………………………………………. 2163.3.11. Филогения гена LTS3…………………………………………….. 2183.3.12. Поиски GATA-мотивов в промоторных областях геновC. reinhardtii, кодирующих ферменты биосинтеза хлорофиллов……..
2203.3.13. Обсуждение результатов………………………………………... 2223.3.14. Выводы…………………………………………………………… 2323.4. Супрессия мутаций в гене LTS3 C. reinhardtii…………………………… 2353.4. 1. Получение ревертанта Brc-8 и характеристика его фенотипа……... 2363.4.2. Гибридологический анализ ревертанта Brc-8………………………... 2383.4.3. Тетрадный анализ мутации sup3……………………………………… 2393.4.4. Анализ доминантности/рецессивности супрессорного эффектамутации sup3...................................................................................................... 2413.4.5. Получение инсерционного мутанта T8-3…………………………….. 2433.4.6.Фенотип инсерционного мутанта T8-3………………………………..2443.4.7. Гибридологический анализ штамма Т8-3…………………………….
2453.4.8. Поиски гена SUP-1, в геноме трансформанта Т8-3………................2483.4.9. Экспресия гена LTS3 в клетках инсерционного мутанта Т8-3……… 25263.4.10. Активность магний-хелатазы в клетках штаммов Brc-8 и Т8-3….. 2533.4.11. Обсуждение результатов……………………………………………..2543.4.14. Выводы…………………………………………………………… 2593.5. Изучение генетической регуляции биосинтеза хлорофиллов намодели мутантов C.
reinhardtii по гену CHLH………………………………... 2603.5.1. Получение и описание коричневых мутантов хламидомонады…… 2613.5.2. Гибридологический анализ коричневых мутантовхламидомонады… …………………………………………………………… 2623.5.3. Влияние мутации mod-u-25 на синтез АЛК………………………….. 2643.5.4.
Фенотипический эффект мутации mod-u-25………………………..... 2673.5.5. Влияние mod-u-25 на экспрессию генов HSP70A и CabII…………… 2693.5.6. Обсуждение результатов………………………………………………2723.5.7. Выводы…………………………………………………………………. 277Заключение……………………………………………………………………….. 279Основные выводы…………………………………………………………………. 292ЛИТЕРАТУРА…………………………………………………………………….293СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ………………………………………………………..
3367ВВЕДЕНИЕPorphyrins red as a summer’s roseWith feathered caps and silken hose…But ALA is the risen sunThat tells of a new-born day of begun…Cloud Remington, 1967Актуальность темы и объект исследования. Хлорофиллы (ХЛ) –уникальные природные тетрапирролы, играющие ключевую роль не только вжизни фотосинтезирующих организмов, но и всей биосферы. Их биосинтез связанс морфогенезом растительной клетки и реакциями фотосинтеза – запасанием ипередачей энергии света.
