Вплив іонізуючого випромінювання на ритміку ростових процесів колеоптилів вівса. Дія екзогенного гетероауксину і сприйняття індоліл-3-оцтової кислоти клітинами колеоптилів вівса після їх опромінення. Визначення коливальних процесів біологічних систем.
Аннотация к работе
З літературних джерел відомо, що “біологічний годинник” є в кожній клітині, що в багатоклітинних організмах усі годинники всіх клітин повинні йти узгоджено, створюючи ієрархічну систему: годинник окремих клітин керується годинником органу, годинник всіх органів налаштовується за годинником центральної нервової системи (якщо вона є), а в ній - у мозку - є головний годинник організму. При опроміненні у рослин може спостерігатися зміна довжини вегетаційного періоду, хоча, як відомо, регуляторні системи, які контролюють темпи проходження фаз розвитку, відрізняються великим консерватизмом і залежать переважно від чинників, сприйняття котрих відповідає за відлік “біологічно часу”. Було поставлено такі задачі: зясувати закономірності впливу іонізуючого випромінювання на ритмічний приріст колеоптилів вівса; дослідити вплив іонізуючого випромінювання на ритміку мітотичних поділів клітин у твірних тканинах колеоптилів вівса; дослідити вплив іонізуючого випромінювання на ритміку ростових процесів колеоптилів вівса за умов дії екзогенного гетероауксину і сприйняття індоліл-3-оцтової кислоти (ІОК) клітинами колеоптилів вівса після їх опромінення. На початку проростання колеоптилі ростуть в основному за рахунок процесів розтягування колеоризи і термінальних клітин і перші мітози спостерігаються в колеоптилі, який досягає 2 мм. Приблизно через 30 годин після проростання насіння мітотична активність в колеоптилях падає, і рослини починають рости за рахунок не тільки клітинних поділів, а й процесів розтягування.Вперше встановлено, що іонізуюче випромінювання викликає порушення ритміки ростових процесів у рослин вівса. Порушення ритміки є дозозалежним процесом і знаходить свій прояв в тимчасовому припиненні росту і відновленні його ритміки зі зміненою амплітудою і частотою. Зміна ритмічних параметрів віддзеркалює десинхронізацію клітинних поділів, яка гіпотетично обумовлена радіаційним ушкодженням “задавача” ритму. Зміна амплітуди ритмічних змін мітотичної активності пояснюється тим, що частина пошкоджених клітин меристеми взагалі не вступає в наступний поділ, а частина клітин зазнає затримки мітозу. Характер дозових залежностей дає підстави застосувати теорію мішені для оцінки розмірів “задавача” ритму.
Вывод
Вперше встановлено, що іонізуюче випромінювання викликає порушення ритміки ростових процесів у рослин вівса. Порушення ритміки є дозозалежним процесом і знаходить свій прояв в тимчасовому припиненні росту і відновленні його ритміки зі зміненою амплітудою і частотою.
Зміна ритмічних параметрів віддзеркалює десинхронізацію клітинних поділів, яка гіпотетично обумовлена радіаційним ушкодженням “задавача” ритму.
Зміна амплітуди ритмічних змін мітотичної активності пояснюється тим, що частина пошкоджених клітин меристеми взагалі не вступає в наступний поділ, а частина клітин зазнає затримки мітозу. В результаті клітинний потік послаблюється і зменшується число клітин, які досягають зони розтягування.
Використанням гетероауксину доведено, що підтримка частоти коливань ростових процесів повязана з впливом апікальної меристеми і регуляція за допомогою ІОК відбувається на рівні організму.
На різних рівнях організації організму ритмічні процеси контролюються різними структурами. Ці структури функціонально підпорядковані одне одному, а їх впливи на ритмічні процеси всього організму в деяких випадках дублюють одне одного або діють за принципом синергізму.
Характер дозових залежностей дає підстави застосувати теорію мішені для оцінки розмірів “задавача” ритму. Виявилось, що розмір цієї структури характеризується значною молекулярною масою, яка перевищує середні молекулярні маси генів і є меншою за масу клітинного ядра. Не виключно, що критичною структурою може бути, як частина геному так і мембранні структури. Не виключено, що критичною структурою може бути, як частина геному так і мембранні структури.
Перелік опублікованих робіт за темою дисертації
1. Г.Д. Слинявчук, Д.М. Гродзінський, І. О. Куян. Ростові процеси за умов дії іонізуючого випромінювання на ритміку колеоптилів Avena sativa // Доповіді НАН України. - 1999. - № 12. - С. 169-172.
2. Г.Д. Слинявчук, Д. М. Гродзінський. Динаміка ритмічних змін росту у колеоптилів вівса під впливом іонізуючого випромінювання // Вісник київського університету імені Тараса Шевченка. - 2000. - № 31. - С. 26-28.
3. Слинявчук Г.Д., Громак О.О. Механізми впливу іонізуючого випромінювання на молекулярно біологічні системи, повязані з біологічними ритмами. Фізіологія рослин в Україні на межі тисячоліття: В 2 т./ Під ред. В.В. Моргуна - 2001. - Т. 2. - С. 102-106.
4. Г.Д. Слинявчук, Д. М. Гродзінський. Кінетика ритмічних явищ в мітотичній активності колеоптилів вівса за умов дії іонізуючого випромінювання // Цитология и генетика. - 2001. - Т. 35, № 4. - С. 12-17.
5. Г.Д. Слинявчук. Вплив екзогенного гетероауксину (ІОК) на динаміку ростових процесів колеоптилів вівса (Avena sativa L.) за умов дії іонізуючого випромінювання // Збірник наукових праць інституту ядерних досліджень. - 2002. - № 1 (7). - С. 121-131.
6. Г.Д. Слинявчук, Д.М. Гродзінський. Особливості ростових процесів колеоптилів вівса за умов впливу іонізуючого випромінювання // Тези доповідей науково-практичної конференції молодих вчених “Інтегративність функцій рослинного організму”. - Київ (Україна). - 1998. С. 37-39 с.
7. Г.Д. Слинявчук, Д.М. Гродзінський. Вплив іонізуючого випромінювання на ритмічний ріст колеоптилів вівса // Матеріали першої всеукраїнської наукової конференції “Екологічний стрес і адаптація в біологічних системах”. - Тернопіль (Україна). - 1998. - С. 21-22.
8. Слинявчук Г.Д. Влияние ионизирующего излучения на кинетику биоритмических процессов в росте и митотическом индексе колеоптилей овса // Тезисы докладов: IV Съезд Общества Физиологов Растений России “Физиология растений - наука III тысячелетия”. - Москва (Россия). - 1999. - С. 460-461.
9. Г.Д. Слинявчук, Д.М. Гродзінський, І.О. Куян Вплив іонізуючого опромінення на динаміку ритмічного росту колеоптилів вівса // Збірка тез доповідей учасників II Всеукраїнської науково-практичної конференції студентів, аспірантів та молодих вчених “Екологія. Людина. Суспільство” памяті професора О.П. Шутька. - Київ (Україна). - 1999. - С. 29.
10. Slinyavchuk G., Grodzinsky D. Dynamics of rhythmic changes in the growth of Avena coleoptiles: influence of ionizing radiation // ESNA, XXIX Annual Meeting and International Union of Radioecology Working Group Soil-to-Plant transfer Annual Meeting. - London. - 1999. - P. 159.
11. G.D. Slinyavchuk. Influence of ionizing radiation on circadian rhythms of growth processes and mitotic index of cells Avena coleoptile // Proc. 12th Congress of FESPP of Plant Physiol. and Biochem. - Budapecht (Hungary). - 2000. - Vol. 38. - P. 69.
12. Слинявчук Г.Д., Могир М.В. Влияние ионизирующего излучения на восприимчивость клеток колеоптилей пшеницы к ауксину // Международная конференция Биорад-2001. Биологические эффекты малых доз ионизирующей радиации и радиоактивное загрязнение среды. - Сыктывкар (Россия). - 2001. - C. 25.