CC BY
1МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ
ОСОБЕННОСТИ СОСТОЯНИЙ ВОДЫ И МОДИФИКАЦИЯ УЛЬТРАСТРУКТУРЫ В КОМПАРТМЕНТАХ РАСТИТЕЛЬНОЙ КЛЕТКИ ПРИ ТЕМПЕРАТУРНЫХ
КОЛЕБАНИЯХ
Баранова Е.Н.
Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Сельскохозяйственной Биотехнологии,
ул. Тимирязевская, 42, 127555, Москва, Россия Главный ботанический сад им. Н.В. ЦицинаРАН, ул. Ботаническая, 4, 127276, Москва, Россия Российский Государственный Аграрный Университет им. К.А. Тимирязева МСХА, Тимирязевская, 49, 127550, Москва, Россия greenpro2007 @ rambler.ru
Положительные температуры характеризуются изменением физических состояний воды и водных растворов. Живые клетки представляют сложную систему компартментов, ограниченных мембранными структурами обеспечивающими поддержание процессов жизнедеятельности в широком диапазоне от минусовых (при условии сохранения клеточного содержимого в жидком состоянии) до экстремально высоких температур. При этом состав, плотность, рН жидких фракций может существенно различаться и представлять множество вариантов физических состояний и биологических функций. Жизнеспособность сохраняется только в случае целостности компартментов, сохранения адресного целевого обмена между различными компартментами и субкомпартментами, что подразумевает постоянный обмен водными растворами, ионами, молекулами, и сложную регуляцию состояния молекул и молекулярных комплексов. Динамические состояния могут сопровождать любые процессы первичного и вторичного метаболизма, такие как дыхание, фотосинтез, ферментативные реакции. Перемещение водных растворов и обмен жидкостями между клетками различных тканей, их отдельными компартментами и субкомпартментами, обеспечивает все процессы перемещения жидкостей, как на длинные дистанции (от всасывания до транспирации и гуттации через листья и их специальные структуры), так и на средние и короткие. Изменение плотности растворов, жидкой фракции цитоплазмы или других субкомпартментов при понижении температуры до околонулевых температур сопровождается изменением тургора, распределением ионов, рН и пропускной способностью каналов обеспечивающих работу аквапоринов и ионных каналов. Влияние любых физических воздействий на живые системы, как на организменном, так и на тканевом или клеточном уровне, представляет сложности в изучении двухфакторных системных воздействий, впрочем, как и при использовании любых других температур, связанных с изменением, так называемых фазовых состояний, для которых характерны изменения свойств растворимости газов и как органических, так и органических соединений. Особенную сложность в исследованиях представляет исследование таких процессов в силу высокой степени их обратимости, при которых измененное физическое состояние сложных систем будет быстро возвращаться к исходному, а значит, будет создаваться иллюзия отсутствия повторяемости результатов и получения некорректных данных при малейшем нарушении протокола эксперимента, не имеющего значение в других случаях. Изучение воздействия постоянного магнитного поля (ПМП) в различном диапазоне на уровне клеток и тканей является предметом изучения многих исследователей. В ряде работ было продемонстрировано влияние изменения ПМП на изменения ультраструктуры хлоропластов и митохондрий, ядерного компартмента, сопровождающего изменение экспрессии генов, а также окислительных реакций. Установлено, что при низких положительных температурах структура ядра обратимо меняется, образуя сложные высокоорганизованные и, по-видимому, динамичные структуры, связывающие РНП и конденсированные участки хроматина [1]. Высокая степень обратимости переходных состояний является свойством клетки как живой системы.
[1] E. N. Baranova, R. M. Sarimov, A.A. Gulevich. Stress induced «railway for pre-ribosome export» structure as a new model for studying eukaryote ribosome biogenesis. AIMS Biophysics, 6(2), 47-67 (2019).
