Есть конспект?
Пришлите нам!

Разгадана тайна роста микротрубочек - коммуникационных и строительных сетей на межклеточном уровне растений.


Исследование, результаты которого опубликованы в журнале Science Express, открывают новое видение на рост растений, что до не давних пор еще оставалось тайной природы. Ученые, которые провели эксперимент по выявлению природы клеточного роста растений, говорят, что их результаты могли бы открыть новые направления исследования для разработки более эффективных гербицидов и фармацевтических препаратов.

Биологи из Стэнфордского Университета и Института Карнегии в Вашингтоне сообщили о своих новых результатах исследований в издании Science Express от 24 апреля. Ученые впервые стали свидетелями рождения и роста индивидуальных "микротрубочек" - нанотрубок белка, которые формируют внутренние живые клетки растений.

Оказалось, что клетки растений представляют собой цилиндр со многими тонкими прутиками или микротрубочками, идущими по параллельным линиям только под поверхностью клетки. Микротрубочки формируют определенные образцы, которые определяют возможную конечную форму клетки и в конечном счете форму самого растения.

Микротрубочки составляют приблизительно 25 миллимикрон в диаметре, что примерно в 2000 раз тоньше, чем человеческий волос. Найденный на всех растениях и клетках животных, эти полые канальца белка собираются спонтанно и выполняют множество важных функций. Одни выполняют транспортные функции по обмену питательными веществами между клетками, другие как бы прокладывают новые транспортные пути или отвечают за разделение хромосом в процессе клеточного деления.

В клетках животных, микротрубочки удлиняются и растут от определенных мест, называемых "центриолями". Но клетки растений не имеют центриолей, и поэтому происхождение и развитие микротрубочек у растений оставалось до сих пор загадкой.

Теперь же удалось наблюдать воочию рождение микротрубочек на растениях.

На растениях микротрубочки начинают свой рост от стенки клетки сначала случайным образом. Но через какое-то время, они организовывают свое направление и формируют трехмерную сеть канальцев на периферии клетки, которая напоминает спираль.

Эти спирали чем-то напоминают спираль ДНК. Канальца играют важную роль в перераспределении целлюлозы по клеткам растения. Целлюлоза – это самое обильное органическое вещество на Земле и основной компонент стенок клеток растений. Целлюлоза – это еще и основной компонент для производства бумаги, древесины, хлопка, искусственного шелка и других изделий, которые мы считаем само собой разумеющимся атрибутами нашего быта.

В большинстве клеток растений целлюлоза уложена не беспорядочно, а очень организованным образом. Будто бы микротрубочками управляют и ведут машины, которые строят стенки клетки. Выявление механизма укладки целлюлозы может открыть нам грандиозные возможности по производству разнообразных биоматериалов с новыми свойствами.

Уникальным оказался и рост микротрубочек. Микротрубочки растений двигаются из клетки процессом, известным как "бегущая дорожка", который происходит, когда частицы белка добавляются к одному концу микротрубочки и одновременно удаляются с другого. То есть, рост микротрубочки напоминает движение червя, хотя на самом деле, все происходит так, что один конец растет, а другой сокращается. Иными словами, движение такого “червя” носит не внешний характер, а происходит на внутреннем уровне.

Процесс "бегущая дорожка" очень редко наблюдался в животных клетках. Но в растительных он происходит повсеместно и постоянно.

При этом, передача белков на концы идет не через канальца, а с внешней стороны. То есть полимеры быстро добавляют белки струей к одному концу, и сбивают на другом. Получается как бы с одной стороны поливание клеем, а с другой – водорезка. Но этот рост через какое-то время в итоге заканчивается.

Сам рост микротрубочек происходит со скоростью 0.5 микрон в минуту (один микрон = 1/1000000 метра). В процессе роста они сталкиваются с другими микротрубочками по пути.

И тогда это все формируется в организованную связку микротрубочек, как сеть скрученных проводов в телефонном кабеле, которые уже совместно прокладывают курс, двигаясь по спирали и вкручиваясь на основе физического механизма “буравчика” (т.е. по правилу шурупа). Понимая больше о том, как ведут себя микротрубочки, мы, вероятно, получим новые знания о том, как на них воздействуют гербициды, что откроет путь для их совершенствования. Широкие возможности также открываются и при производстве новых лекарственных биопрепаратов, в которых можно будет искусственно регулировать дозу тех или иных химических компонентов.

Информация для контакта:

Mark Shwartz, mshwartz@stanford.edu, 831-239-3312, Stanford University


Dr.BoT© Konspektiruem.ru