2. Исследование кальций-зависимой регуляции, как пример современного комплексного подхода к расшифровке физиологической реакции на клеточном уровне

Кальциевая сигнализация»

1. «Вход кальция» - феномен, известный с 50-х годов 20-го века: ионы Са2+ поступают в клетку при стрессе (засолении, засухе, повышенной или пониженной температуре, присутствии патогенов) и практически любых внешних регуляторных воздействиях.

Вход ионов кальция (Са2+).

Через катионные каналы плазматической мембраны. катионный канал –

- 2-4 макромолекулы (субъединицы); каждая по 300-1000 аминокислот, организованных в альфа-спираль.

3. функционирует канал: открывается и закрывается в результате конформационного изменения структуры под действием электрического поля, лиганда и нескольких десятков регуляторов. Канал образует пору, пропускающую преимущественно катионы.

4. кальций движется в клетку: его много снаружи и мало внутри, поэтому он движется пассивно по градиенту электрохимического потенциала.

5. кальций попадает в клетку: он входит в цитоплазму, где его концентрация в свободной форме крайне низка (10-7 М), и реагирует с Са2+-связывающими регуляторными белками (70 видов). Эти белки взаимодействуют с системами фосфорилирования и генами.

6. взаимодействие Са2+ с регуляторными белками:

- к изменению работы ферментов и экспрессии генов и как результат запуска новых генетических и изменению метаболизма.

6. функция данных реакций, : клетка воспринимает информацию извне (в виде кальциевого сигнала), адаптируется к новым условиям существования, стимулируется или ингибируется ее рост, изменяется морфология и скорость деления, в некоторых случаях генерируется электрический импульс.

7. полезность: жизнедеятельность организма модифицируется в ответ на изменения в окружающей среде или в соответствии с внутренними программами развития.

8. Практический выход:

- научная основа управления устойчивости к стрессам;

- управление развитием и урожайностью растений.

3.Классические и новые разделы физиологии растений. Их предмет и задачи. Важность физиологии растений для общества и устойчивого развития человечества.

Предмет фзр:

структура растительных систем на всех уровнях организации; в физиологии она всегда изучается в связи с функцией;

- механизмы функционирования растительных систем (процессы, их регуляция и взаимосвязь); от десятков до миллионов молекул могут обеспечивать одну функцию.

+ 5 вопрос смотреть

4. Сущность проблемы использования генетически-модифицированных растений. Преимущества гм-растений. Предмет и задачи феномики растений.

- ГМО будущего — растения, культивирование которых не требует использования пестицидов.

- враги ГМО — те, кто не понимает как ГМО создаются (рок-певцы, политики, многие «ученые-небиологи» и т.п.), пестицидные и химические компании.

По данным Всемирного института питания здоровое питание и доступность свежей растительной пищи имеют большее значение для здоровья человека, чем все другие факторы, такие как качество и доступность жилья, лекарства, социальное положение и физкультура.

Только 20-25% населения планеты имеет постоянный доступ к здоровой пище.

Лучше ГМО-яблоко, чем никакого. Более того, ГМО будет «чище», и поэтому полезнее.

Современные подходы к селекции основываются на новом разделе ФЗР — феномике.

Генетически трансформировать растение — не проблема. Методы исключительно просты сейчас.

Но отобрать линии с требуемыми физиологическими параметрами, например, с устойчивостью к определенным стресс-факторам, является большой проблемой, так как требуется протестировать тысячи растений в стандартных условиях.