Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 54509 ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БИОФИЗИКА ECOLOGICAL BIOPHYSICS ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БИОФИЗИКА Biophysical ecology from the view of the concept of supramolecular chemistry Биофизическая экология в ракурсе концепции супрамолекулярной биохимии Иванова Э А Ivanova E A fiona_belobor@mail.ru Уфимский институт биологии РАН ru Ufa Institute of Biology, Ufa Research Centre, Russian Academy of Sciences ru 25 03 2020 25 03 2020 5 1 194 200 20 03 2020 20 03 2020 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/54509/view

Впервые рассмотрена динамика супрамолекулярных топологически ассоциированных ансамблей (Нп-нуклеоплазмы, ХрI-хроматина непрочно- и ХрII-прочносвязанного с ядерным матриксом и самого ЯМ), на поверхности раздела которых, представлена супер молекулярная реорганизация негистонового и гистонового протеома интерфазной-гетерополимерной хроматиновой матрицы, макрокинетика которого имеет важное значение для понимания особенностей биохимических процессов в переходный период от гетеротрофного к автотрофному развитию растений. Приведенные данные могут быть интересны биофизикам и тем, кто занимается разработкой логико-математических схем теории и практики биологической специфичности и могут войти в базу данных онтологии стадий роста и развития кариогеномных растений.

For the first time, the dynamics of supramolecular topologically associated ensembles (Hn-nucleoplasms, Chr-I-chromatin loosely and Chr-II tightly bound to the nuclear matrix and the NM itself) is examined, on the interface of which a super molecular reorganization of the non-histone and histone proteomes with an interphase-heteropolymeric chromatin matrix is presented, whose important for understanding the characteristics of biochemical processes in the transition from heterotrophic to autotrophic plant development. The data presented may be of interest to biophysicists and those who are engaged in the development of logical-mathematical schemes of the theory and practice of biological specificity and may be included in the ontology database of the stages of growth and development of karyogenomic plants.

 Протеомика Интерфазная топология ядра Супрамолекулярная биохимия Кариогеномика пшеница сигнальные системы Proteomics Interphase nuclear topology Supramolecular biochemistry Karyogenomics wheat signaling systems Работа выполнена в рамках государственного задания Минобрнауки России № 075-00326-19-00 по теме № НИОКТР АААА-А18-118022190104-7

Барлоу П.У. Деление клеток в меристемах и значение этого процесса для органогенеза и формообразования растений. Онтогенез, 1994, № 25 (5), с. 5-38. @@[Barlou P.U. Cell division in meristems and the importance of this process for plant organogenesis and morphogenesis. Ontouenez, 1994, vol. 25 (5), pp. 5-38. (In Russ.)] Barlou P.U. Delenie kletok v meristemah i znachenie etogo processa dlya organogeneza i formoobrazovaniya rasteniy. Ontogenez, 1994, № 25 (5), s. 5-38. @@[Barlou P.U. Cell division in meristems and the importance of this process for plant organogenesis and morphogenesis. Ontouenez, 1994, vol. 25 (5), pp. 5-38. (In Russ.)] Гладышев Г.П. Мысленно заглянул в космос. Наука в России, 1993, т. (3/4), с. 14-19. @@[Gladichov G.P. Mentally looked into space. Science in Russia, 1993, vol. (3/4), pp. 14-19. (In Russ.)] Gladyshev G.P. Myslenno zaglyanul v kosmos. Nauka v Rossii, 1993, t. (3/4), s. 14-19. @@[Gladichov G.P. Mentally looked into space. Science in Russia, 1993, vol. (3/4), pp. 14-19. (In Russ.)] Гельфанд М.С. Эволюция регуляторных систем. Материалы докладов V съезда биофизиков России. Ростов -на-Дону: Издательство Южного федерального университета, 2015, т. 1, с. 19. @@[Gelfand M.C. The evolution of regulatory systems. Materials of reports of the V Congress of Biophysicists of Russia. Rostov-on-Don: Publishing House of the Southern Federal University, 2015, vol. 1, p. 19. (In Russ.)] Gel'fand M.S. Evolyuciya regulyatornyh sistem. Materialy dokladov V s'ezda biofizikov Rossii. Rostov -na-Donu: Izdatel'stvo Yuzhnogo federal'nogo universiteta, 2015, t. 1, s. 19. @@[Gelfand M.C. The evolution of regulatory systems. Materials of reports of the V Congress of Biophysicists of Russia. Rostov-on-Don: Publishing House of the Southern Federal University, 2015, vol. 1, p. 19. (In Russ.)] Иванова Э.А. Особенности «структурированных процессов» в интерфазных ядрах у пшеницы, выведенной в условиях холодового стресса. Экобиотех, 2019, т. 2 (4), с. 1-6. @@[Ivanova E.A. Features of “structured processes” in interphase nuclei in wheat, bred under conditions of cold stress. Ecobiotech, 2019, vol. 2 (4), pp. 1-6, DOI: 10.31163/2618-964X-2019-2-4-000-000 (In Russ.)] Ivanova E.A. Osobennosti «strukturirovannyh processov» v interfaznyh yadrah u pshenicy, vyvedennoy v usloviyah holodovogo stressa. Ekobioteh, 2019, t. 2 (4), s. 1-6. @@[Ivanova E.A. Features of “structured processes” in interphase nuclei in wheat, bred under conditions of cold stress. Ecobiotech, 2019, vol. 2 (4), pp. 1-6, DOI: 10.31163/2618-964X-2019-2-4-000-000 (In Russ.)] Иванова Э.А., Ахметов Р.Р. Модификация негистоновых белков в проростках растений. Физиология растений, 1987, т. 34 (3), с. 507-512. @@[Ivanova E.A., Akhmetov R.R. Modification of non-histon proteins in plant seedlings. Physiology plant, 1987, vol. 34 (3), pp. 507-512. (In Russ.)] Ivanova E.A., Ahmetov R.R. Modifikaciya negistonovyh belkov v prorostkah rasteniy. Fiziologiya rasteniy, 1987, t. 34 (3), s. 507-512. @@[Ivanova E.A., Akhmetov R.R. Modification of non-histon proteins in plant seedlings. Physiology plant, 1987, vol. 34 (3), pp. 507-512. (In Russ.)] Иванова Э.А., Вафина Г.Х. Антиоксидантная активность пероксидазной системы надмолекулярных структур клеточных ядер в постэмбриональной фазе онтогенеза пшеницы. Вести национальной академии наук Беларуси, серия биологических наук, 1999, т. 2, с. 25-29. @@[Ivanova E.A., Vafina G.Ch. Antioxidant activity of the peroxidase system of the supramolecular structures of cell nuclei in the postembryonic phase of ontogenesis of wheat. Vesti nacional'noj akademii nauk Belarusi, seriya biologicheskih nauk, 1999, vol. 2, pp. 25-29. (In Russ.)] Ivanova E.A., Vafina G.H. Antioksidantnaya aktivnost' peroksidaznoy sistemy nadmolekulyarnyh struktur kletochnyh yader v postembrional'noy faze ontogeneza pshenicy. Vesti nacional'noy akademii nauk Belarusi, seriya biologicheskih nauk, 1999, t. 2, s. 25-29. @@[Ivanova E.A., Vafina G.Ch. Antioxidant activity of the peroxidase system of the supramolecular structures of cell nuclei in the postembryonic phase of ontogenesis of wheat. Vesti nacional'noj akademii nauk Belarusi, seriya biologicheskih nauk, 1999, vol. 2, pp. 25-29. (In Russ.)] Иванова Э.А., Вафина Г.Х. Анализ надмолекулярных структур клеточного ядра при активации хроматина. Доклады Академии Наук, 2006, т. 406(3), с. 419-421. @@[Ivanova E.A., Vafina G.Ch. Analysis of supramolecular structures of the cell nucleus upon chromatin activation. Reports of the Academy of Sciences, 2006, vol. 406(3), pp. 419-421. (In Russ.)] Ivanova E.A., Vafina G.H. Analiz nadmolekulyarnyh struktur kletochnogo yadra pri aktivacii hromatina. Doklady Akademii Nauk, 2006, t. 406(3), s. 419-421. @@[Ivanova E.A., Vafina G.Ch. Analysis of supramolecular structures of the cell nucleus upon chromatin activation. Reports of the Academy of Sciences, 2006, vol. 406(3), pp. 419-421. (In Russ.)] Иванова Э.А., Вафина Г.Х., Иванов Р.С. Анализ локализации протеазочувствительных сайтов Арг-Х в динамике супраструктур интерфазного хроматина при индукции ростового морфогенеза зрелых зародышей яровой и озимой пшеницы. Физиология и генетика, 2014, т. 46 (3), c. 202-211. @@[Ivanova E.A., Vafina G.Ch., Ivanov R.C. Analysis of the localization of protease-sensitive sites of Arg-X in the dynamics of interphase chromatin suprastructures during the induction of growth morphogenesis of mature embryos of spring and winter wheat. Physiology and Genetics, 2014, vol. 46 (3), pp. 202-211. (In Russ.)] Ivanova E.A., Vafina G.H., Ivanov R.S. Analiz lokalizacii proteazochuvstvitel'nyh saytov Arg-H v dinamike suprastruktur interfaznogo hromatina pri indukcii rostovogo morfogeneza zrelyh zarodyshey yarovoy i ozimoy pshenicy. Fiziologiya i genetika, 2014, t. 46 (3), c. 202-211. @@[Ivanova E.A., Vafina G.Ch., Ivanov R.C. Analysis of the localization of protease-sensitive sites of Arg-X in the dynamics of interphase chromatin suprastructures during the induction of growth morphogenesis of mature embryos of spring and winter wheat. Physiology and Genetics, 2014, vol. 46 (3), pp. 202-211. (In Russ.)] Иванова Э.А., Вафина Г.Х., Ямалеев А.М. Исследование функциональной активности клеточных ядер при патогенезе пшеницы. Микология и фитопатология, 1989, т. 23 (2), с. 141-146. @@[Ivanova E.A., Vafina G.Ch., Ymaleev A.M. The study of the functional activity of cell nuclei in the pathogenesis of wheat. Mycology and phytopathology, vol. 23 (2), pp. 141-146. (In Russ.)] Ivanova E.A., Vafina G.H., Yamaleev A.M. Issledovanie funkcional'noy aktivnosti kletochnyh yader pri patogeneze pshenicy. Mikologiya i fitopatologiya, 1989, t. 23 (2), s. 141-146. @@[Ivanova E.A., Vafina G.Ch., Ymaleev A.M. The study of the functional activity of cell nuclei in the pathogenesis of wheat. Mycology and phytopathology, vol. 23 (2), pp. 141-146. (In Russ.)] Иванова Э.А., Гилязетдинов Ш.Я., Ахметов Р.Р. Модификация гистонов растений и влияние фитогормонов на интенсивность этого процесса. Растительные белки и их биосинтез. М.: Наука, 1975, c. 301-305. @@[Ivanova E.A., Gilyzitdinov Ch.Y., Akhmetov R.R. Modification of plant histones and the effect of phytohormones on the intensity of this process. Plant proteins and their biosynthesis. M.: Science, 1975, pp. 301-305. (In Russ.)] Ivanova E.A., Gilyazetdinov Sh.Ya., Ahmetov R.R. Modifikaciya gistonov rasteniy i vliyanie fitogormonov na intensivnost' etogo processa. Rastitel'nye belki i ih biosintez. M.: Nauka, 1975, c. 301-305. @@[Ivanova E.A., Gilyzitdinov Ch.Y., Akhmetov R.R. Modification of plant histones and the effect of phytohormones on the intensity of this process. Plant proteins and their biosynthesis. M.: Science, 1975, pp. 301-305. (In Russ.)] Колесникова Т.Д. Механизмы пространственно-временной регуляции репликации. Молекулярная биология, 2013, т. 47 (1), с. 12-37. @@[Kolesnicova T.D. Mechanisms of spatio-temporal regulation of replication. Molecular biology, 2013, vol. 47 (1), pp. 12-37. (In Russ.)] Kolesnikova T.D. Mehanizmy prostranstvenno-vremennoy regulyacii replikacii. Molekulyarnaya biologiya, 2013, t. 47 (1), s. 12-37. @@[Kolesnicova T.D. Mechanisms of spatio-temporal regulation of replication. Molecular biology, 2013, vol. 47 (1), pp. 12-37. (In Russ.)] Конарев В.Г. Цитохимия и гистохимия растений. М.: Высшая школа, 1966. @@[Konarev V.G. Cytochemistry and histochemistry of plants. Israel program for scientific translation, Jerusalem, 1972]. Konarev V.G. Citohimiya i gistohimiya rasteniy. M.: Vysshaya shkola, 1966. @@[Konarev V.G. Cytochemistry and histochemistry of plants. Israel program for scientific translation, Jerusalem, 1972]. Конарев В.Г. Морфогенез растений и молекулярно-биологический анализ. Санкт-Петербург: РАСХН, ВИР им. Н.И. Вавилова, 1998, 370 с. @@[Konarev V.G. Morphogenesis and molecular-biological analysis of plants. Sanct Peterburg, VIR, 1998, 370 p. (In Russ.)] Konarev V.G. Morfogenez rasteniy i molekulyarno-biologicheskiy analiz. Sankt-Peterburg: RASHN, VIR im. N.I. Vavilova, 1998, 370 s. @@[Konarev V.G. Morphogenesis and molecular-biological analysis of plants. Sanct Peterburg, VIR, 1998, 370 p. (In Russ.)] Лен Ж.-М. Супрамолекулярная химия. Новосибирск: Наука, 1998, 333 с. @@[Lehn J.-M. Supramolecular chemistry. Novosibirsk: Science, 1998, 333 p. (In Russ.)] Len Zh.-M. Supramolekulyarnaya himiya. Novosibirsk: Nauka, 1998, 333 s. @@[Lehn J.-M. Supramolecular chemistry. Novosibirsk: Science, 1998, 333 p. (In Russ.)] Разин С.В. Структурно-функциональная организация клеточного ядра и регуляция транскрипции: вводные замечания к специальному выпуску журнала. Биохимия, 2018, т. 83, с. 437-439. @@[Razin C.V. Structural and functional organization of the cell nucleus and regulation of transcription: introductory notes to the special issue of the journal. Biochemistry, 2018, vol. 83, pp. 437-439. (In Russ.)] Razin S.V. Strukturno-funkcional'naya organizaciya kletochnogo yadra i regulyaciya transkripcii: vvodnye zamechaniya k special'nomu vypusku zhurnala. Biohimiya, 2018, t. 83, s. 437-439. @@[Razin C.V. Structural and functional organization of the cell nucleus and regulation of transcription: introductory notes to the special issue of the journal. Biochemistry, 2018, vol. 83, pp. 437-439. (In Russ.)] Разин С.В, Гаврилов А.А. Структурно-функциональные домены эукариотического генома. Биохимия, 2018, т. 83, с. 440-451. @@[Razin C.V., Gavrilov A.A. Structurally functional domains of the eukaryotic genome. Biochemistry, 2018, vol. 83, pp. 440-451. (In Russ.)] Razin S.V, Gavrilov A.A. Strukturno-funkcional'nye domeny eukarioticheskogo genoma. Biohimiya, 2018, t. 83, s. 440-451. @@[Razin C.V., Gavrilov A.A. Structurally functional domains of the eukaryotic genome. Biochemistry, 2018, vol. 83, pp. 440-451. (In Russ.)] Разин С.В., Гаврилов А.А., Кос П., Ульянов С.В. Самоорганизация хроматиновой фибриллы в топологически-ассоциированные домены. Биоорганическая химия, 2017, т. 43 (2), с. 115-123. @@[Razin C.V., Gavrilov A.A., Koc P., Ulyanov C.V. Self-organization of chromatin fibrils into topologically associated domains. Bioorganic chemistry, 2017, vol. 43 (2), pp. 115-123. (In Russ.)] Razin S.V., Gavrilov A.A., Kos P., Ul'yanov S.V. Samoorganizaciya hromatinovoy fibrilly v topologicheski-associirovannye domeny. Bioorganicheskaya himiya, 2017, t. 43 (2), s. 115-123. @@[Razin C.V., Gavrilov A.A., Koc P., Ulyanov C.V. Self-organization of chromatin fibrils into topologically associated domains. Bioorganic chemistry, 2017, vol. 43 (2), pp. 115-123. (In Russ.)] Стид Дж. В., Этвуд Дж., Л. Супрамолекулярная химия (супрамолекулярная биохимия). М.: ИКЦ «Академкнига», 2007, т. 2, 416 с. @@[Stid D.V., Etvud D.L. Supramolecular chemistry (supramolecular biochemistry). M.: IKC, Academic book, 2007, vol. 2, 416 p. (In Russ.)] Stid Dzh. V., Etvud Dzh., L. Supramolekulyarnaya himiya (supramolekulyarnaya biohimiya). M.: IKC «Akademkniga», 2007, t. 2, 416 s. @@[Stid D.V., Etvud D.L. Supramolecular chemistry (supramolecular biochemistry). M.: IKC, Academic book, 2007, vol. 2, 416 p. (In Russ.)] Том Р. Структурная устойчивость и морфогенез. М.: Логос, 2002, 280 с. @@[Tom R. Structural Stability and Morphogenesis. M.: Logos, 2002, 280 p. (In Russ.)] Tom R. Strukturnaya ustoychivost' i morfogenez. M.: Logos, 2002, 280 s. @@[Tom R. Structural Stability and Morphogenesis. M.: Logos, 2002, 280 p. (In Russ.)] Финкельштейн А.В., Птицин О.Б. Физика белка. Москва: Книжный дом, 2005, 460 с. @@[Finkelstein A.V., Ptitsin O.B. Physics of protein. Moscow: Book house, 2005, 460 p. (In Russ.)] Finkel'shteyn A.V., Pticin O.B. Fizika belka. Moskva: Knizhnyy dom, 2005, 460 s. @@[Finkelstein A.V., Ptitsin O.B. Physics of protein. Moscow: Book house, 2005, 460 p. (In Russ.)] Шабарина А.Н., Глазков М.В. Барьерные элементы хроматиновых доменов и ядерная оболочка. Генетика, 2013, т. 49 (1), с. 30-36. @@[Shabarina A.N., Glazkov M.V. Barrier elements of chromatin domains and nuclear envelope. Genetics, 2013, vol. 49 (1), pp. 30-36. (In Russ.)] Shabarina A.N., Glazkov M.V. Bar'ernye elementy hromatinovyh domenov i yadernaya obolochka. Genetika, 2013, t. 49 (1), s. 30-36. @@[Shabarina A.N., Glazkov M.V. Barrier elements of chromatin domains and nuclear envelope. Genetics, 2013, vol. 49 (1), pp. 30-36. (In Russ.)] Шайтан К.В. Фундаментальные закономерности формирования пространственных структур конформационно подвижных молекул. Сборник научных трудов VI съезда биофизиков России. Сочи: Кубанский государственный университет, 2019, т. 1, c. 36. @@[Shaitan K.V. The fundamental laws of the formation of spatial structures of conformationally mobile molecules. Collection of scientific papers of the VI Congress of Biophysicists of Russia. Sochi: Kuban State University, 2019, vol. 1, p. 36. (In Russ.)] Shaytan K.V. Fundamental'nye zakonomernosti formirovaniya prostranstvennyh struktur konformacionno podvizhnyh molekul. Sbornik nauchnyh trudov VI s'ezda biofizikov Rossii. Sochi: Kubanskiy gosudarstvennyy universitet, 2019, t. 1, c. 36. @@[Shaitan K.V. The fundamental laws of the formation of spatial structures of conformationally mobile molecules. Collection of scientific papers of the VI Congress of Biophysicists of Russia. Sochi: Kuban State University, 2019, vol. 1, p. 36. (In Russ.)] Ivanova E.A. Аrg-Х proteo-processing as model system for organization of karyogenomics Interphase chromatin of mature germs of wheats, formed in the conditions of cold stress. Journal of Stress Physiology & Biochemistry, 2017, vol. 13 (4), pp. 65-73. (In Russ.) Ivanova E.A. Arg-H proteo-processing as model system for organization of karyogenomics Interphase chromatin of mature germs of wheats, formed in the conditions of cold stress. Journal of Stress Physiology & Biochemistry, 2017, vol. 13 (4), pp. 65-73. (In Russ.) Ivanova E.A. Anterograde to adjusting, as system organization to localization of Arg-X of, proteo-processing in the topological associated ensembles of karyogenomics suprastructure interphase nucleus, at induction of growth morphogenesis of mature germs of wheat. Journal of applied microbiology and biochemistry, 2018, vol. 2 (1:4). Ivanova E.A. Anterograde to adjusting, as system organization to localization of Arg-X of, proteo-processing in the topological associated ensembles of karyogenomics suprastructure interphase nucleus, at induction of growth morphogenesis of mature germs of wheat. Journal of applied microbiology and biochemistry, 2018, vol. 2 (1:4). Ivanova E.A. On the question of epigenetic mechanisms of kariogenomic winter wheat in the concept of supramolecular biochemistry. Journal of Stress Physiology & Biochemistry, 2019, vol. 15 (3), pp. 14-20. (In Russ.). Ivanova E.A. On the question of epigenetic mechanisms of kariogenomic winter wheat in the concept of supramolecular biochemistry. Journal of Stress Physiology & Biochemistry, 2019, vol. 15 (3), pp. 14-20. (In Russ.). Ivanova E.A., Vafina G.H., Ivanov R.S. Initial morphogenetic features of proteome of suprastructures of interphase chromatin for germination of mature germs in conditions of adapting to winter in wheat. Journal of stress physiology and biochemistry, 2015, vol. 11 (4), pp. 29-42. (In Russ.) Ivanova E.A., Vafina G.H., Ivanov R.S. Initial morphogenetic features of proteome of suprastructures of interphase chromatin for germination of mature germs in conditions of adapting to winter in wheat. Journal of stress physiology and biochemistry, 2015, vol. 11 (4), pp. 29-42. (In Russ.) Schubert I., Shaw P. Organization and dynamics of plant interphase chromosomes. Trends in plant science, 2011, vol. 16 (5), pp. 273-281. Schubert I., Shaw P. Organization and dynamics of plant interphase chromosomes. Trends in plant science, 2011, vol. 16 (5), pp. 273-281. Smith K.L., De Lange R.J., Bonner J. Chemistry and biology of the histones. Physiol. Revs., 1970, vol. 50 (2), pp. 159-170. Smith K.L., De Lange R.J., Bonner J. Chemistry and biology of the histones. Physiol. Revs., 1970, vol. 50 (2), pp. 159-170. Spicer S. High-mobility group chromosomal proteins of wheat. The journal of biological chemistry, 1984, vol. 259 (19), pp. 12007-12013. Spicer S. High-mobility group chromosomal proteins of wheat. The journal of biological chemistry, 1984, vol. 259 (19), pp. 12007-12013. Tropberger P., Schneider R. Scratching the (lateral) surface of chromatin regulation by histone modifications. Nature structural and molecular biology, 2013, vol. 20 (6). Tropberger P., Schneider R. Scratching the (lateral) surface of chromatin regulation by histone modifications. Nature structural and molecular biology, 2013, vol. 20 (6).