Οι δραστικές μορφές οξυγόνου (ROS) προκαλούν αλλοιώσεις στα κύτταρα, αλλά
συγχρόνως δρουν και ως μόρια εξαιρετικής σημασίας για την ανάπτυξη και τη
λειτουργία των φυτικών οργανισμών. Διερευνήθηκε η συμμετοχή τους στους
μηχανισμούς μεταγωγής σήματος που ελέγχουν την οργάνωση του φυτικού
κυτταροσκελετού. Μελετήθηκαν οι επιπτώσεις της διατάραξης της ομοιόστασης των
ROS στην οργάνωση του κυτταροσκελετού νεαρών αρτιβλάστων των φυτών Triticum
turgidum, Arabidopsis thaliana και Zea mays. Η μελέτη πραγματοποιήθηκε σε
διαιρούμενα κύτταρα ρίζας, ενώ διερευνήθηκε και ο ρόλος των ROS στην οντογένεση
των στοματικών συμπλόκων του φυτού Z. mays, τα οποία αποτελούν πρότυπο
κυτταρικό σύστημα. Τα δεδομένα της παρούσας διατριβής αποκαλύπτουν ότι τα
φυτικά κύτταρα έχουν αναπτύξει μηχανισμούς ρύθμισης των επιπέδων των ROS ώστε,
όχι μόνο να αποφεύγουν τις οξειδωτικές βλάβες, αλλά να τις χρησιμοποιούν ως
μόρια μεταγωγής μηνύματος. Διαπιστώθηκε, για πρώτη φορά, ότι η διατάραξη της
ομοιόστασης των ROS επηρεάζει σημαντικά την οργάνωση των διαφόρων συστημάτων ΜΣ
και γενικότερα τον κυτταρικό κύκλο των αγγειοσπέρμων φυτών. Τα δεδομένα
δείχνουν, επίσης, ότι οι ROS συμμετέχουν στον καθορισμό του επιπέδου διαίρεσης
του φυτικού κυττάρου. Iδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει το γεγονός ότι
πρωτεϊνικές κινάσες, ΜΑP πρωτεΐνες και μετα-μεταφραστικές τροποποιήσεις της
σωληνίνης συμμετέχουν στους μηχανισμούς, με τους οποίους τα κύτταρα
αντιλαμβάνονται τις αλλαγές των επιπέδων των ROS και αποκρίνονται επάγοντας την
αναδιοργάνωση του κυτταροσκελετού των ΜΣ. Τέλος, διαπιστώθηκε για πρώτη φορά
ότι η παραγωγή ROS, η οποία ελέγχεται αυστηρά στο χώρο και στο χρόνο,
συμμετέχει στην αλληλουχία των γεγονότων, τα οποία επάγουν την κυτταρική πόλωση
και την επακόλουθη ασύμμετρη κυτταροδιαίρεση που οδηγεί στη δημιουργία των
παραστοματικών κυττάρων των στοματικών συμπλόκων της οικογένειας Poaceae.
(EL)
Reactive oxygen species (ROS) are extremely reactive molecules capable of
inducing severe damages in cellular components. However, due to their unique
chemical features, they have evolved as essential regulators in various
biological processes. In the present study, ROS implication in the signal
transduction mechanisms participating in the organization of the plant
cytoskeleton was examined. Thus, the effects of ROS disturbance in the
organization of the plant cytoskeleton were monitored in the angiosperms
Triticum turgidum, Arabidopsis thaliana and Zea mays. In the present work,
dividing root cell types were mainly studied, considering the extensive
cytoskeleton reorganization occurring in them. ROS implication in the formation
of stomatal complexes in Z. mays leaves was also investigated. Collectively,
the data presented in this thesis confirm that plants are able to adjust ROS
levels, managing not only to avoid oxidative damage but also to use ROS as
signal molecules. It was found, for the first time that ROS interfere with the
organization of tubulin cytoskeleton and the progress of plant cell division.
Moreover, our results, suggest that ROS, somehow, participate in the
establishment of the future division plane. Sensing of ROS levels and the
subsequent reorganization of the tubulin cytoskeleton, including
post-translational modifications, is accomplished by protein kinases and MAPs.
In addition, the spatially and temporally controlled ROS production is involved
in the mechanism that induces cell polarization and asymmetrical division
generating the subsidiary cells in stomatal complexes of Poaceae.
(EN)
/aggregator-openarchives/portal/institutions/uoa
