Уфа, Республика Башкортостан, Россия
В ракурсе эко-генетической адаптации растений, с позиции междисциплинарной науки – супрамолекулярной физико-химии, рассмотрена динамика супрамолекулярных топологически ассоциированных структур тотальной хроматиновой матрицы (ТХМ): Нп-нуклеоплазмы, ХрI-эу-, ХрII-гетеро- хроматинов и ядерного матрикса. На поверхности раздела которых, представлена протео-супермолекулярная реорганизация ансамблей: «линкерных», «коровых» гистонов и негистонов, макрокинетика которых имеет важное значение для понимания особенностей биохимических процессов в генетических подсистемах растения (корень→мезокотиль→колеоптиль) переходного периода от гетеротрофного к автотрофному развитию растений. Показан алгоритм особенностей биологической специфичности морфогенеза и структурной устойчивости генетико-протеомной основы ТХМ, как модельной системы коллекционных зародышей семян пшениц, в процессе их органоспецифического, координированно-закономерного роста при переключении подпрограмм развития, где проведен экспериментальный анализ протеомного позиционирования в супермолекулярных ансамблях: «линкерных», «коровых» и «негистоновых» белков в разных генетических подсистемах (мезокотиль→корень→высокодифференцированный зародыш) соответственно: донора (ярвой)→ переведенного в озимый (донор озимый-фенотип)→переведенного вновь в яровой-фенотип. На основании распределения нуклеосомного аргинин-богатого «корового» гистона (Н3-Н4)’’на поверхности раздела ТХМ: донора (яровой) Нп=ХрI (мезокотиль)→переведенного в озимый (донор озимый-фенотип) Нп˃ХрII≥ЯМ (корень)→переведенного вновь в яровой-фенотип Нп˃ХрI˃ЯМ˃ХрII (высокодифференцированный зародыш); предполагается возможное переключение генетических подпрограмм развития в генетических подсистемах целостного организма, которое осуществляется за счёт комбинаторного принципа протеомных ансамблей, потенциальных эпигенетических сетей «гистонового кода», в условиях экосистемы окружающей среды.
протеомика, интерфазная топология хроматина, супрамолекулярная биохимия, кариогеномика, пшеница, сигнальные системы
1. Патури Ф. Растения - гениальные инженеры природы (перевод с немецкого Ю.И. Куколёва). Москва: Издательство «Прогресс», 1982, 271 с.
2. Том Р. Структурная устойчивость и морфогенез. М.: Логос, 2002, 117 p.
3. Лен Ж.М. Супрамолекулярная химия. Новосибирск: «Наука», 1998, 334 с.
4. 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.
5. Патрушев Л.И. Экспрессия генов. М.: Наука, 2000, 830 с.
6. Иванова Э.А. Фракционирование растительных гистонов на колонках с амберлитом ИРЦ-50. Материалы третьей научной конференции молодых учёных, Башкирский филиал АН СССР, Совет молодых учёных, Уфа, 1972, c. 54-55.
7. 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.
8. Иванова Э.А., Ахметов Р.Р. Модификация негистоновых белков в проростках растений. Физиология растений, 1987, т. 34, № 3, c. 507-512.
9. Иванова Э.А., Вафина Г.Х. Физиолого-биохимический анализ интерфазных ядер в процессе прорастания семян пшеницы. Физиология и биохимия культурных растений, Киев, 1992, т. 24, № 6, c. 577- 583.
10. 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, Киев, 2014, т. 46, № 3, c. 202-211.
11. 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, no. 4, pp. 29-42. (In Russ.)
12. Ivanova E.A. Аrg-Х proteo-processing as model system for organization of karyogenomics Interphase chromatin of mature germs of wheat, formed in the conditions of cold stress. Journal of Stress Physiology & Biochemistry, 2017, vol. 13, no. 4, pp. 65-73. (In Russ.)
13. 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, no. 3, pp. 14-20. (In Russ.)
14. Ivanova E.A. Analysis of the proteomics of chromatin suprastructures as areas of replication (origins) and perception of signal and stress systems in the development of spring wheat. Journal of Stress Physiology & Biochemistry, 2020, vol. 16, no. 4, pp. 22-34. (In Russ.)
15. Ivanova E.A. Stress resistance on the example of supramolecular-genetic level of plant development. Journal of Stress Physiology and Biochemistry, 2021, vol. 17, no. 4, pp. 17-29. (In Russ.)
16. Иванова Э.А. Супермолекулярная реорганизация протеомных ансамблей супрамолекулярных структур хроматина растений в стрессовых условиях окружающей среды. Актуальные вопросы биологической физики и химии, 2021, т. 6, № 1, c. 179-185.
17. Реймерс Н.Ф. Популярный биологический словарь. М.: Наука, 1991, 235 с.
18. Колесников А.А. Митохондриальный геном. Нуклеоид. Биохимия, 2016, т. 81, № 10, c. 1322-1331.
19. Кузнецов В.В. Хлоропласты. Структура и экспрессия пластидного генома. Физиология растений, 2018, 65, № 4, c. 243-255.
20. Реймерс Ф.Э. Растение во младенчестве. Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1987, c. 11.
21. Конарев В.Г. Цитохимия и гистохимия растений. М.: Высшая школа, 1966.
22. Конарев В.Г. Морфогенез растений и молекулярно-биологический анализ. Санкт-Петербург: РАСХН, ВИР им. Н.И. Вавилова, 1998, 370 с.
23. Шабарина А.Н., Глазков М.В. Барьерные элементы хроматиновых доменов и ядерная оболочка. Генетика, 2013, т. 49, № 1, c. 30-36.
24. Финкельштейн А.В., Птицин О.Б. Физика белка. Москва: Книжный дом, 2005, 460 с.
25. Разин С.В., Быстрицкий А.А. Хроматин: упакованный геном. Москва. БИНОМ. Лаборатория знаний. 2009, 170 с.
26. Иванова Э.А., Вафина Г.Х. Особенности анализа ядерных «трипсиноподобных» и «ингибитор-трипсиновых» комплексов колеоптилей в течение постэмбриональной фазы онтогенеза пшеницы. Известия АН серия биологическая, 2000, № 5, c. 624-630.
27. Иванова Э.А., Вафина Г.Х. Анализ надмолекулярных структур клеточного ядра при активации хроматина. Доклады академии наук, 2006, т. 406, № 3, c. 419-421.
28. Smith E.L., De Lange R.J., Bonner J. Chemistry and biology of the histones. Physiol. Revs., 1970, vol. 50, no. 2, pp. 159-170.
29. Гельфанд М.С. Эволюция регуляторных систем. Материалы докладов V съезда биофизиков России, Ростов-на-Дону: Издательство Южного федерального университета, 2015, т. 1, c. 19.
30. Барлоу П.У. Деление клеток в меристемах и значение этого процесса для органогенеза и формообразования растений. Онтогенез, 1994, т. 25, № 5, с. 5-38.
31. Кери Н. Эпигенетика, Ростов-на-Дону, Феникс, 2012, c. 324.
32. Волькенштейн М.В. Горизонты теоретической биофизики. Будущее науки (международный ежегодник, вып. 13). М.: «Знание», 1980, c. 118-134.
33. Боннер Д.Ж. Молекулярная биология развития. М.: «Мир», 1967, 178 с.
34. Подгорная О.И. Роль структурированности ядра в морфогенезе. Теоретические и математические аспекты морфогенеза. М.: Наука, 1987, c. 106-115.
35. Иванова Э.А. Особенности «структурированных процессов» в интерфазных ядрах у пшеницы, выведенной в условиях холодового стресса. Экобиотех, 2019, т. 2, № 4, pp. 1-6.
36. Ivanova E.A. Stress resistance on the example of supramolecular-genenic level of plant development. doi:https://doi.org/10.18699/PlantGen2021-082. (In Russ.)
37. Булгаков В.П., Цициашвили Г.Ш. Биоинформационный анализ белковых сетей: поиск статистик и топологий, наиболее адекватно отвечающих запросам экспериментальных биологов. Биохимия, 2013, т. 78, № 10, c. 1405-1411.
