Download - Augu šūnu diferenciācija
![Page 1: Augu šūnu diferenciācija](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/56813d27550346895da6ea4f/html5/thumbnails/1.jpg)
Augu šūnu diferenciācija
![Page 2: Augu šūnu diferenciācija](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/56813d27550346895da6ea4f/html5/thumbnails/2.jpg)
• Izveidojas stumbra-sakņu priekšteči
• Diferenciējas primārie šūnu tipi
• Izveidojas barības vielu uzkrāšanas orgāns un uzkrājas rezerves barības vielas
• Sporofīts (sēkla) sagatvojas miera periodam
Embrionālā attīstība
![Page 3: Augu šūnu diferenciācija](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/56813d27550346895da6ea4f/html5/thumbnails/3.jpg)
Embrijs diferenciējas divās orgānu sistēmās: ass un dīgļlapas.
Ass satur sakņu un stumbra meristēmas.
Dīgļlapas ir termināli diferenciētas orgānu sistēmas, kuras noveco pēc izdīgšanas un nodrošina nepieciešamo barības vielu sintēzi un uzkrāšanu.
![Page 4: Augu šūnu diferenciācija](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/56813d27550346895da6ea4f/html5/thumbnails/4.jpg)
![Page 5: Augu šūnu diferenciācija](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/56813d27550346895da6ea4f/html5/thumbnails/5.jpg)
β -conglicinīns - olbaltumviela, kura uzkrājas dīgļlapās, sojas pupiņām kodē 15 gēni, kur klasteri atrodas divos dažādos hromosomu lokusos.c-dīgļlapas,e-embrionālie audi,vaskulārais cilindrs.B-I sojas pupiņas, J-N tabaka, G-sudraba granulas baltas.
![Page 6: Augu šūnu diferenciācija](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/56813d27550346895da6ea4f/html5/thumbnails/6.jpg)
β -conglicinīns uzkrājas dīgļlapās un nav ieraugāms embrionālajos audos.Dīgļapās tas atrodams parenhīmā un nav redzams vaskulārajos audos.
Pēc 2N attēla, kas rāda In-situ hybridizāciju transgēnai tabakai, kura ekspresē sojas pupiņu β -conglicinīna gēnu var redzēt līdzīgu novietojumu.
![Page 7: Augu šūnu diferenciācija](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/56813d27550346895da6ea4f/html5/thumbnails/7.jpg)
Dzīvnieku un augu embrioģenēzes atšķirības
• Augu embrioģenēzes laikā neizveidojas dzimumšūnu līnija. Reproduktīvā sistēma veidojas no reprogrammētas stumbra meristēmas pēc pieauguša organisma izveidošanās.
• Dzīvnieku embrioģenēze ir nepārtraukta - no apaugļošanās līdz dzimšanai. Augiem embrioģenēze ir atsevišķa diskrēta fāze, kas beidzas ar miera periodu.
![Page 8: Augu šūnu diferenciācija](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/56813d27550346895da6ea4f/html5/thumbnails/8.jpg)
• Tabakas un sojas pupiņu embrijos ir 10 dažādi šūnu tipi;
• mRNS transkriptu populācija ir apmēram
20 000;
• Tā ir atšķirība no dzīvniekiem, kuriem embrioģenēzes laikā pakāpeniski samazinās ekspresēto gēnu skaits.
![Page 9: Augu šūnu diferenciācija](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/56813d27550346895da6ea4f/html5/thumbnails/9.jpg)
• Zigotas asimetriska pārdalīšanās izraisa embrija veidošanos, kas veidots no embrionālajām un suspensora šūnām.
• Suspensora šūnas noenkuro embriju pie apvalka. Kalpo barības vielu transportam no mātes sporofīta uz proembriju.
• Suspensors noveco embrija sirdsveida stadijā un nav nobriedušas sēklas sastāvdaļa.
![Page 10: Augu šūnu diferenciācija](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/56813d27550346895da6ea4f/html5/thumbnails/10.jpg)
Embrionālās attīstības etapi
![Page 11: Augu šūnu diferenciācija](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/56813d27550346895da6ea4f/html5/thumbnails/11.jpg)
• Arabidopsis ģints augiem embrionālo attīstību nosaka vairāk kā 50 gēni.
• Tos grupē pēc mutantajiem fenotipiem.
![Page 12: Augu šūnu diferenciācija](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/56813d27550346895da6ea4f/html5/thumbnails/12.jpg)
a b c d e
a- normāls fenotips,b-trūkst apikālā daļa, c-trūkst dīgļstumbra daļa, d-trūkst dīgļsakne, e-ir dīgstumbrs, bet trūkst saknes un apikālās daļas.
![Page 13: Augu šūnu diferenciācija](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/56813d27550346895da6ea4f/html5/thumbnails/13.jpg)
Homeotiski selektorgēni un zieda attīstība
![Page 14: Augu šūnu diferenciācija](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/56813d27550346895da6ea4f/html5/thumbnails/14.jpg)
Mutācija apetala3 gēnā. Vainaglapas pārvērstas par kauslapām, bet putekšņlapas - par augļlapām.
![Page 15: Augu šūnu diferenciācija](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/56813d27550346895da6ea4f/html5/thumbnails/15.jpg)
Vaskulāro šūnu diferenciācija• Vaskulārie audi veidojas no prokambiālām
šūnām.
• Veidošanās procesam nav klonāls raksturs un tas viegli reaģē uz izmaiņām.
• Šūnu diferenciāciju regulē hormoni (auksīns, citokinīns, brassinosteroīdi un ksilogēns) un atbilstošu gēnu ekspresija.
• Iekššūnas un starpšūnu signāli ietekmē vaskulāro audu nepārtrauktību un formu.
![Page 16: Augu šūnu diferenciācija](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/56813d27550346895da6ea4f/html5/thumbnails/16.jpg)
Vaskulārās šūnas veidojas no stumbra un sakņu apikālo meristēmu šūnām.
C-prokambiālas šūnas rāda homeoboksa gēna AtHB8 aktivitāti.Veido šūnu rindas.
![Page 17: Augu šūnu diferenciācija](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/56813d27550346895da6ea4f/html5/thumbnails/17.jpg)
Audu tipi
• Prokambijs-primārā meristēma, kura veidojusies no apikālās meristēmas un veidos vaskulāros audus un vaskulāro kambiju.
![Page 18: Augu šūnu diferenciācija](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/56813d27550346895da6ea4f/html5/thumbnails/18.jpg)
• Vaskulārais kambijs-laterālā meristēma, kura veido sekundāros vaskulāros audus:sekundāro ksilēmu iekšpusē un sekundāro floēmu ārpusē.
![Page 19: Augu šūnu diferenciācija](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/56813d27550346895da6ea4f/html5/thumbnails/19.jpg)
U.Kondratovičs, Augu uzbūve un funkcijas, 3_lekcija_augu_audi
![Page 20: Augu šūnu diferenciācija](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/56813d27550346895da6ea4f/html5/thumbnails/20.jpg)
Ksilēmas šūnu diferenciācija
![Page 21: Augu šūnu diferenciācija](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/56813d27550346895da6ea4f/html5/thumbnails/21.jpg)
Transdiferenciācija
![Page 22: Augu šūnu diferenciācija](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/56813d27550346895da6ea4f/html5/thumbnails/22.jpg)
Auksīns• Jau no 1952. g. zināms, ka auksīna
transports no stumbra apikālās meristēmas un saknēm atbild par nepārtrauktu vaskulāro audu veidošanos.
• Augsta auksina koncentrācija ir apikālajā meristēmā, mezofila hlloroplastos un atvārsnīšu slēdzējšūnās.
• Auksīna biosintēzi nodrošina plastīdas.
• Auksīna biosintēzi veicošajiem gēniem ir plastīdu lokalizācijas signāls.
![Page 23: Augu šūnu diferenciācija](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/56813d27550346895da6ea4f/html5/thumbnails/23.jpg)
• Auksīna sintēze un difūzija izveido polāru auksīnu transportējošu šūnu sistēm. Tas izraisa auksīna transportu pa šauru kanālu.
• Tas noved pie prokambija šūnu joslas didferenciēšanās un vadaudu izveidošanās.
![Page 24: Augu šūnu diferenciācija](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/56813d27550346895da6ea4f/html5/thumbnails/24.jpg)
Auksīna transports
• Ksilēmas parenhīmas un prokambiju šūnu bazālās daļas plazmatiskajā membrānā atrodas auksina pārnesējolbaltumviela (AtPIN1).
• Asimetriska AtPIN1 transports noved pie nepārtrauktas prokambiālu šūnu rindas izveidošanās.
• (Auksīns va iekļūt šūnās arī bez transportiera.)
![Page 25: Augu šūnu diferenciācija](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/56813d27550346895da6ea4f/html5/thumbnails/25.jpg)
• AtPIN1 šūnas reciklē starp plazmatisko membrānu un endosomām līdzīgām vezikulām (AtPIN1-specifiskas vezikulas).
• Polaritāti nodrošina arī guanīna nukleotīdu apmaiņas faktors GNOM (van7 vai emb30).
![Page 26: Augu šūnu diferenciācija](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/56813d27550346895da6ea4f/html5/thumbnails/26.jpg)
Polāra auksīna transporta molekulārie mehānismi
![Page 27: Augu šūnu diferenciācija](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/56813d27550346895da6ea4f/html5/thumbnails/27.jpg)
• Mutācijas van7 vai emb30 gēnos izraisa hipertrofētu vai fragmentētu dzīslu veidošanos.
• AtPINSVs transportu ietekmē serīna/treonīna kināze (PINOID) un mutāciju gadījumā fenotips atgādina AtPIN1 mutantus.
• Sistēma atgādina dzīvnieku glikozes transportieri, kura novietojumu regulē insulīns.
![Page 28: Augu šūnu diferenciācija](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/56813d27550346895da6ea4f/html5/thumbnails/28.jpg)
Auksīna uztveršana
• MONOPTEROS (MP) gēns kodē transkripcijas faktoru, kurš pieder pie auksīna atbildes faktoru ģimenes (ARFs).
• Sākotnēji mp ekspresē visā embrijā, bet vēlā tas atrodams prokambijā.
• Mutācijas noved pie pie pārtrauktu un reducētu dzīslu veidošanās.
![Page 29: Augu šūnu diferenciācija](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/56813d27550346895da6ea4f/html5/thumbnails/29.jpg)
• AUX/IAA proteīni spēj pievienoties pie specifiskiem ARF proteīniem un represēt to transkripcionālo aktivitāti.
• Augsta auksīna koncentrācija noved pie ubikvitīna ligāze aktivēšanas un AUX/IAA proteīnu sadalīšanas.
![Page 30: Augu šūnu diferenciācija](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/56813d27550346895da6ea4f/html5/thumbnails/30.jpg)
Dorso-ventrālā un radiālā polaritāte
Attiecība starp abaksiālu-adaksiālu identitāti un vaskulāro audu radiāla sakārtošanās.
![Page 31: Augu šūnu diferenciācija](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/56813d27550346895da6ea4f/html5/thumbnails/31.jpg)
Citokinīns• Nodrošina prokambija šūnu veidošanos un
saglabāšanos.
• A.thaliana(wol) mutantam ir reducēta vadaudu sistēma un saknes veido vienīgi ksilēma.
• Konstatēts, ka šis gēns ir identisks CRE1/AtHK4 gēnam, kas kodē citokinīna receptoru.
![Page 32: Augu šūnu diferenciācija](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/56813d27550346895da6ea4f/html5/thumbnails/32.jpg)
Brassinosteroīdi
• Brassinosteroīdi tiek uztverti LRR receptora serīna/treonīna kināzi.
• Mutāciju gadījumā izveidoja punduri, izmainās fotomorfoģenēze un vadaudos palielinās floēmas daļa, bet samazinās ksilēma.
![Page 33: Augu šūnu diferenciācija](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/56813d27550346895da6ea4f/html5/thumbnails/33.jpg)
Ksilogēns
• Ksilogēns ir arabiogalaktānu saturoša olbaltumviela.
• Nepieciešama barotnei, lai izsauktu TE veidošanos no mezofila šūnām.
• Ksilogēnu kodējošie gēni tiek ekspresēti prokambija un ksilēmas priekšteču šūnās.
• Ksilogēna aktivitāti inducē auksīna/citokinīna klātbūtne.
![Page 34: Augu šūnu diferenciācija](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/56813d27550346895da6ea4f/html5/thumbnails/34.jpg)
Citokinīns un auksīns
![Page 35: Augu šūnu diferenciācija](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/56813d27550346895da6ea4f/html5/thumbnails/35.jpg)
• Prokambiālās šwūnās (PCs) citokinīna un auksīna signāls inducē gēnus, kuri atbild par prokambija šūnu populāciju.
• Auksīns aktivē (MP) un AUX/IAA
• Citokinīns tiek uztverts ar WOL/CRE1/AtHK4 citokinīna receptoru.
• Brassinosteroīdi inaktivē negatīvo regulatoru BIN2
![Page 36: Augu šūnu diferenciācija](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/56813d27550346895da6ea4f/html5/thumbnails/36.jpg)
Arp gēni un polaritāte
![Page 37: Augu šūnu diferenciācija](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/56813d27550346895da6ea4f/html5/thumbnails/37.jpg)
![Page 38: Augu šūnu diferenciācija](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/56813d27550346895da6ea4f/html5/thumbnails/38.jpg)
Trihomu attīstība
![Page 39: Augu šūnu diferenciācija](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/56813d27550346895da6ea4f/html5/thumbnails/39.jpg)
Trihomu sakārtojuma ģenētiskā regulācija
![Page 40: Augu šūnu diferenciācija](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/56813d27550346895da6ea4f/html5/thumbnails/40.jpg)
Divdimensionālā sakārtojuma teorētiskais modelis
![Page 41: Augu šūnu diferenciācija](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/56813d27550346895da6ea4f/html5/thumbnails/41.jpg)
Šūnas cikla regulācija trihomās
![Page 42: Augu šūnu diferenciācija](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/56813d27550346895da6ea4f/html5/thumbnails/42.jpg)
![Page 43: Augu šūnu diferenciācija](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081417/56813d27550346895da6ea4f/html5/thumbnails/43.jpg)