Светоимпульсная стимуляция растений. - Шахов А.А.
Скачать (прямая ссылка):
Интересна» что у митохондрий в состоянии, бедном энергией, белковая ретикулярная сеть матрикса представлена закрытыми плотно упакованными белковыми нитями; при переходе в состояние, богатое энергией, эта сеть белковых нитей переходит в раскрытую фазу с растянутой белковой решеткой ( Hacken— brock, 1968 )•' Возможно, эти структурные изменения матрикса связаны в различных метаболических состояниях с кон-формационными изменениями внутренней мембраны митохондрий печени крыс.
Изучение спектров дисперсии оптического вращения и кругового дихроизма показало ( .Wrigglеsworth, ¦ Packer,
1968), что изменения спектра, обусловленные изменениями в метаболическом состоянии и ультраструктуре, связаны с изменением конформации белков мембраны митохондрий* Авторы отмечают корреляцию изменений в ультраструктуре и метаболическом состоянии с конформадионными изменениями* Недавно исследована дисперсия оптического вращения гистонов в видимом свете (Окулов, Троицкий, 1970 ). Имеются интересные данные
о влиянии изменений конформаций белковых молекул на структуру мембран митохондрий ( Sj о strand, Barajas, 1968).
Существует, по-видимому, кооперативный характер взаимо-
I,,
действия между конформадионными переходами и внутримодеку-лярными изменениями. Так, показано, что для реакций с участием глобулярных белков характерна делокализация. Примечательно, что возмущение, возникшее в каком-либо участке белковой молекулы, вызывает значительные структурные перестрой-ки* Подобная молекула напоминает кибернетический элемент, обеспечивающий существование обратных связей.
Специальный интерес представляет квантово-механический подход к конформационному анализу макромолекул в основном и возбужденном состояниях ( Hoffman, Imamura,
1969), а также возможность определения энергетических параметров локальных конформационных переходов в белках методом парамагнитных меток (Лихтенштейн и др., 1969 ).
Заслуживают внимания процессы трансформации энергии электронного возбуждения в белках, показавшие,что параметры длительного послесвечения белковых растворов зависят от структуры их макромолекул* Деспирализация приводит к увеличению константы скорости затухания и уменьшению интенсивности послесвечения, а спирализация - к противоположным эф— фектам* Предполагается, что длительность консервации энергии в белке зависит от степени альфа-спирализации полипептидной цепи.
Имеются сведения о скачкообразной конформационной перестройке белков (Конев и др., 1970 К
Для понимания светоимпульсного эффекта у растений весьма важны данные о конформации молекул ДНК в хлоропластах. Вуд-* кок и Фернандец-Моран ( .Woodcock, F ern an de z—Mo ran ,
1968) обнаружили две конформации ДНК, выделенной из хлоропластов молодых листьев шпината:‘линейные сегменты длиной
О 0
5-20 мк и диаметром 20-50 А и сетки из более тонких (15А) нитей. Линейные формы похожи на двухтяжевую ДНК; более тонкие и свернутые сетчатые участки сходны с однотяжевой ДНК. Обе формы ДНК связаны с мембранами. Высказана гипотеза, что молекула ДНК проходит через всю грану, делая виток внутри каждого тилакоида по его периметру ; заключенный в тила— коиде виток молекулы ДНК сочленен с полирибосомами циклической формы (Филиппович и др., 1970)*
Можно предположить, что изучение фотоконформационных изменений в клетке, определение я анализ конформационной энер- • гии приблизят нас к вскрытию одного из механизмов, посредством которого многократное чередование фотоимпульсов с кратковременными световыми интервалами между ними повышает эффективность взаимодействия световой энергии с биологическим объектом* При общности элементарных процессов, связанных с действием фотонов на биологический объект, механизм преобразования 'макроквантового' интенсивного световрго потока в семенах, сеянцах, пыльце, клубнях будет различаться; надо по- v лагать, что одной из причин различия явится разная степень участия конформационной энергии в общем запасе свободной энергии, каким обладает семя, пыльцевое зерно или лист после их светоимпульсного облучения, во время которого идет 'накачка' энергии световых квантов,
ЯШШШп
Поскольку растения являются открытой самоорганизующейся системой, то возникает вопрос^ нельзя ли светоимпульсным облучением повлиять на регуляторные процессы и 'настроить'их,_ хотя бы временно, на работу в режиме колебательного импульсного облучения. Пр данным АЛ.Семененко (19Q8), растительный организм представляет в высшей степени возбудимую квазилинейную систему с периодом колебаний, достигающим 10~2 сек., с последействием и запаздывающими обратными связями. Импульсный свет ксеноноводородной лампы влияет на биоэлектрические переменные потенциалы порядка 10*® в. После облучения растения 'усваивали' задаваемый ритм фотостимуляции и воспроизводили' его в последействии в темноте. Особенно, нарядно реакция проявлялась у лютика сразу же после выключения фотостимулятора. Задаваемый ритм стимуляциирегистриро-
