Действие антиоксиданта ионола (BHT) на рост и развитие этиолированных проростков пшеницы: контроль за апоптозом, делением клеток, ультраструктурой органелл и дифференцировкой пластид

НИИ физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского МГУ им. М.В. Ломоносова

Поступила в редакцию 23.10.2000
После доработки 06.03.2001

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: активные формы кислорода, антиоксидант, апоптоз, BHT, дифференцировка пластид, каротиноиды, митоз, митохондриальная ДНК, митохондрии, онтогенез, пластиды, пшеница, растения, синтез ДНК, ультраструктура клетки, фрагментация ДНК, хромопласт.

Аннотация

Антиоксидант ионол (BHT) в концентрации 1–50 мг/л (0,45 · 10^–5 – 2,27 · 10^–4 М) подавляет рост этиолированных проростков пшеницы, изменяет морфологию их органов, продлевает жизнь колеоптиля и предупреждает появление характерных для старения и апоптоза признаков у растений. В частности, BHT предотвращает возрастные снижение содержания суммарных ДНК и белка, апоптозную межнуклеосомную фрагментацию ядерной ДНК, появление в клеточных вакуолях специфических везикул с активными реплицирующими ДНК митохондриями и образование тяжелой мтДНК (ρ = 1,718 г/см³) в колеоптиле этиолированных проростков. BHT вызывает существенные структурные изменения в организации всех органелл клетки (ядро, митохондрии, пластиды, аппарат Гольджи, эндоплазматический ретикулум) и образование новых необычных мембранных структур в цитоплазме. BHT нарушает деление ядер и клеток, что приводит к появлению многолопастных полиплоидных ядер и многоядерных клеток. В корнях этиолированных проростков BHT индуцирует образование и дифференцировку пластид с возникновением хлоро- или хромопластов. Выявленное многогранное действие BHT связано с его антиокислительными свойствами (структурный аналог BHT 3,5-ди-трет-бутилтолуол физиологически инертен и не обладает аналогичным BHT действием). Значит, можно думать, что контролируемые BHT активные формы кислорода запускают апоптоз и структурную перестройку цитоплазмы с образованием особых вакуолярных везикул и синтез в них мтДНК. По-видимому, именно обусловленная BHT инактивация АФК ответственна за выявленное изменение структуры всех клеточных органелл. Все эти данные соответствуют представлениям о том, что АФК контролируют апоптоз и митоз, включая образование клеточной стенки; они являются мощными вторичными мессенджерами, регулирующими дифференцировку пластид и аппарата Гольджи у растений.

Текст статьи

Сноски

* Адресат для корреспонденции и запросов оттисков.