Помощь студентам в учебе
ИССЛЕДОВАНИЕ ФЕРМЕНТАТИВНОЙ АКТИВНОСТИ ЛИЧИНОК ТРУТНЕВОГО РАСПЛОДА НА РАЗНЫХ СТАДИЯХ РАЗВИТИЯ
|
Введение 4
1 Обзор литературы 6
1.1 Типы онтогенетических стратегий насекомых 6
1.2 Структура колонии медоносной пчелы и характеристика отдельных каст 9
1.2.1 Общая характеристика пчелиной семьи. Размножение 9
1.2.2 Рабочие пчёлы 12
1.2.3 Трутни 14
1.2.4 Продолжительность жизни трутней и процесс оплодотворения матки 15
1.2.5 Матка 17
1.3 Характеристика дегидрогеназ, сукцинатдегидрогеназы и каталазы 21
1.3.1 Дегидрогеназы 21
1.3.2 Каталаза 24
1.3.3 Сукцинатдегидрогеназа 27
2 Материалы и методы 29
2.1 Характеристика объекта исследования 29
2.2 Приготовление гомогената личинок трутневого расплода 29
2.3 Определение концентрации белка методом Лоури 30
2.4 Определение обшей дегидрогеназной активности 31
2.5 Определение сукцинатдегидрогеназной активно 32
2.6 Определение каталазной активности 32
2.7 Изучение белкового профиля гомогената 33
3 Результаты и обсуждение 35
3.1 Калибровка метода Лоури по БСА 35
3.2 Сортировка личинок трутней для приготовления гомогената 36
3.3 Общая дегидрогеназная активность 38
3.4 Каталазная активность 39
3.5 Сукцинатдегидрогеназная активность 41
3.6 Возможные причины изменения активности изученных ферментов 42
3.7 Изменение белкового профиля в онтогенезе личинок трутней 45
Выводы 53
Список литературы 56
1 Обзор литературы 6
1.1 Типы онтогенетических стратегий насекомых 6
1.2 Структура колонии медоносной пчелы и характеристика отдельных каст 9
1.2.1 Общая характеристика пчелиной семьи. Размножение 9
1.2.2 Рабочие пчёлы 12
1.2.3 Трутни 14
1.2.4 Продолжительность жизни трутней и процесс оплодотворения матки 15
1.2.5 Матка 17
1.3 Характеристика дегидрогеназ, сукцинатдегидрогеназы и каталазы 21
1.3.1 Дегидрогеназы 21
1.3.2 Каталаза 24
1.3.3 Сукцинатдегидрогеназа 27
2 Материалы и методы 29
2.1 Характеристика объекта исследования 29
2.2 Приготовление гомогената личинок трутневого расплода 29
2.3 Определение концентрации белка методом Лоури 30
2.4 Определение обшей дегидрогеназной активности 31
2.5 Определение сукцинатдегидрогеназной активно 32
2.6 Определение каталазной активности 32
2.7 Изучение белкового профиля гомогената 33
3 Результаты и обсуждение 35
3.1 Калибровка метода Лоури по БСА 35
3.2 Сортировка личинок трутней для приготовления гомогената 36
3.3 Общая дегидрогеназная активность 38
3.4 Каталазная активность 39
3.5 Сукцинатдегидрогеназная активность 41
3.6 Возможные причины изменения активности изученных ферментов 42
3.7 Изменение белкового профиля в онтогенезе личинок трутней 45
Выводы 53
Список литературы 56
Актуальность. Онтогенез насекомых — сложное биологическое явление, затрагивающее все аспекты функционирования систем организма. Онтогенез насекомых может происходить как с метаморфозом, так и без, при этом при индивидуальном развитии особи после выхода из яйца, при нахождении в стадии личинки, происходят перестройки различных ферментативных систем, изменения в функционировании целых групп генов и регуляторных механизмов, обеспечивающих активность разных генных кластеров в тот или иной момент времени онтогенеза насекомого.
Изучение онтогенеза насекомых является важной проблемой биологии, в том числе биохимии и генетики, т. к. позволяет пролить свет на важные аспекты биологии развития и механизмы регуляции работы генов. Разные типы метаболизма, разные механизмы регуляции и функционирования систем развивающегося организма насекомого на разных стадиях возбуждают интерес исследователей по всему миру к данному явлению.
Изучение онтогенеза особей медоносной пчелы Apis nielliferaявляется актуальной задачей современной биологии, т. к. понимание механизмов индивидуального развития различных типов особей пчелиного улья, во-первых, помогает выбирать более оптимальные условиях для формирования здорового потомства в условиях производства продуктов пчеловодства как важной отрасли сельского хозяйства, во-вторых, помогает изучать как фундаментальные. так и частные характеристики индивидуального развития насекомых без метаморфоза. Часть данных особенностей, такие как быстрый рост массы тела за короткий промежуток времени нахождения личинки в ячейках сот, аррсно- токный партеногенез, фенотипический полиморфизм при генетическом однообразии всей пчелиной колонии и механизмы его поддержания изучены уже достаточно хорошо, однако вопросы биохимической регуляции как вышеперечисленных явлений, так и общей регуляции онтогенеза насекомых изучены достаточно слабо.
Целью данной работы является изучение биохимических особенностей онтогенеза трутней — гаплоидных особей пчелиного улья.
Для достижения поставленной пели были решены следующие задачи:
1. Изучить особенности функционирования ферментных систем развивающихся трутней на примере дегидрогеназной, каталазной и сукцинатде- гидрогеназной систем в зависимости от степени развития личинки трутня.
2. Изучить особенности экспрессии генов путём сравнения белково-пен-тидных профилей личинок трутней разного возраста методом обрашённофазной высокоэффективной жидкостной хроматографии в градиенте ацетонитрила.
Магистерская диссертация написана на 60 листах, содержит 27 рисунков, I таблицу и список цитируемой литературы из 50 источников на русском и английском языке.
Изучение онтогенеза насекомых является важной проблемой биологии, в том числе биохимии и генетики, т. к. позволяет пролить свет на важные аспекты биологии развития и механизмы регуляции работы генов. Разные типы метаболизма, разные механизмы регуляции и функционирования систем развивающегося организма насекомого на разных стадиях возбуждают интерес исследователей по всему миру к данному явлению.
Изучение онтогенеза особей медоносной пчелы Apis nielliferaявляется актуальной задачей современной биологии, т. к. понимание механизмов индивидуального развития различных типов особей пчелиного улья, во-первых, помогает выбирать более оптимальные условиях для формирования здорового потомства в условиях производства продуктов пчеловодства как важной отрасли сельского хозяйства, во-вторых, помогает изучать как фундаментальные. так и частные характеристики индивидуального развития насекомых без метаморфоза. Часть данных особенностей, такие как быстрый рост массы тела за короткий промежуток времени нахождения личинки в ячейках сот, аррсно- токный партеногенез, фенотипический полиморфизм при генетическом однообразии всей пчелиной колонии и механизмы его поддержания изучены уже достаточно хорошо, однако вопросы биохимической регуляции как вышеперечисленных явлений, так и общей регуляции онтогенеза насекомых изучены достаточно слабо.
Целью данной работы является изучение биохимических особенностей онтогенеза трутней — гаплоидных особей пчелиного улья.
Для достижения поставленной пели были решены следующие задачи:
1. Изучить особенности функционирования ферментных систем развивающихся трутней на примере дегидрогеназной, каталазной и сукцинатде- гидрогеназной систем в зависимости от степени развития личинки трутня.
2. Изучить особенности экспрессии генов путём сравнения белково-пен-тидных профилей личинок трутней разного возраста методом обрашённофазной высокоэффективной жидкостной хроматографии в градиенте ацетонитрила.
Магистерская диссертация написана на 60 листах, содержит 27 рисунков, I таблицу и список цитируемой литературы из 50 источников на русском и английском языке.
В результаты проведённых исследований были получены новые данные о биохимических особенностях личинок трутней в онтогенезе. В особенности были изучено функционирование ферментных систем развивающихся трутней на примере дегидрогеназной. каталазной и сукцинатдегидрогеназной систем в зависимости от степени развития личинки трутня.
Так же были изучены особенности экспрессии генов путём сравнения белково-пептидных профилей личинок трутней разного возраста метолом об- рашённо-фазной высокоэффективной жидкостной хроматографии в градиенте ацетонитрила.
В результате исследований было установлено, что общая дегидрогеназ- иая активность личинок трутней статистически достоверно не изменяется в зависимости от их возраста. Отсутствие изменения общей дегидрогеназной активности. вычисленной пропорционально общему количеству белка в гомогенате. по-видимому, свидетельствует об отсутствии каких-либо стрессовых воздействий на развивающийся организм пчелиной личинки. Общая дегидро- геназная активность, полученная из расчётов без учёта изменения содержания количества белка в гомогенате, демонстрирует медленный рост.
Что касается результатов но измерению каталазной активности можно сказать, что у личинок разного возраста наблюдается статистически достоверное изменение каталазной активности: в гомогенате личинок условной группы «3-е сутки» каталазная активность ниже, чем у личинок группы «5-е сутки», но выше, чем у личинок из группы «7-е суки».
Результаты изменений в активности сукцинатдегидрогеназы, наблюдаемые в зависимости от возраста личинок, аналогичны характеру изменения активности каталазы, что подтверждает предположение о том. что с приближением фазы предкуколки, а затем куколки, у личинки уменьшается активность ферментативных систем, задействованных в окислительных процессах.
По проведенным исследованиям мы можем сделать следующие выводы:
На 4-5 сутки обнаружился максимум содержания белка в корме личинки. Это происходит потому, чтоосновных ферментативных систем, участвующих в синтезе запасных питательных веществ, прежде всего липидов, для увеличения массы жирового тела. Направленность метаболизма личинки, получающей маточное молочко, на синтез липидов из аминокислот путем персаминирования и деградации образующихся продуктов до ацетил-КоА вместе с ускорением энергетического обмена, вызванного быстрым ростом личинки, несколькими актами линьки и стремительным увеличением массы тела повышает продукцию активных форм кислорода, что приводит к активации неспецифичной пероксисомальной системы антиоксидантной защиты, что выражается в повышении активности каталазы.
Так же. увеличение синтетической активности тканей личинки требует больших энергетических затрат, что выражается в увеличении активности ферментных систем, прежде всего цикла Кребса и митохондриальной цепи переноса электронов, с целью продукции АТФ и других макроэргических соеди-нений на повышенном уровне, что и выражается в увеличении сукцинатдегид- рогеназной активности, т. к. этот фермент играет ключевую роль не только в функционировании цикла трикарбоновых как катализирующий реакцию пре-вращения янтарной кислоты в фумаровую, но и как комплекс 11 — компонент цепи переноса электронов, регулирующий её работу путём формирования пула убихинола и поддержания работы Q-цикла.
Анализ полученных данных позволяет сделать окончательный вывод что:
1. Разнообразие белков уменьшается к пятым суткам роста личинок, но приходит в норму к седьмым суткам, если делать вывод по количеству пиков на хроматограммах, что коррелирует с изменением каталазной и сукиннатдегид- рогеназной активности у личинок взятых в эксперимент....
Так же были изучены особенности экспрессии генов путём сравнения белково-пептидных профилей личинок трутней разного возраста метолом об- рашённо-фазной высокоэффективной жидкостной хроматографии в градиенте ацетонитрила.
В результате исследований было установлено, что общая дегидрогеназ- иая активность личинок трутней статистически достоверно не изменяется в зависимости от их возраста. Отсутствие изменения общей дегидрогеназной активности. вычисленной пропорционально общему количеству белка в гомогенате. по-видимому, свидетельствует об отсутствии каких-либо стрессовых воздействий на развивающийся организм пчелиной личинки. Общая дегидро- геназная активность, полученная из расчётов без учёта изменения содержания количества белка в гомогенате, демонстрирует медленный рост.
Что касается результатов но измерению каталазной активности можно сказать, что у личинок разного возраста наблюдается статистически достоверное изменение каталазной активности: в гомогенате личинок условной группы «3-е сутки» каталазная активность ниже, чем у личинок группы «5-е сутки», но выше, чем у личинок из группы «7-е суки».
Результаты изменений в активности сукцинатдегидрогеназы, наблюдаемые в зависимости от возраста личинок, аналогичны характеру изменения активности каталазы, что подтверждает предположение о том. что с приближением фазы предкуколки, а затем куколки, у личинки уменьшается активность ферментативных систем, задействованных в окислительных процессах.
По проведенным исследованиям мы можем сделать следующие выводы:
На 4-5 сутки обнаружился максимум содержания белка в корме личинки. Это происходит потому, чтоосновных ферментативных систем, участвующих в синтезе запасных питательных веществ, прежде всего липидов, для увеличения массы жирового тела. Направленность метаболизма личинки, получающей маточное молочко, на синтез липидов из аминокислот путем персаминирования и деградации образующихся продуктов до ацетил-КоА вместе с ускорением энергетического обмена, вызванного быстрым ростом личинки, несколькими актами линьки и стремительным увеличением массы тела повышает продукцию активных форм кислорода, что приводит к активации неспецифичной пероксисомальной системы антиоксидантной защиты, что выражается в повышении активности каталазы.
Так же. увеличение синтетической активности тканей личинки требует больших энергетических затрат, что выражается в увеличении активности ферментных систем, прежде всего цикла Кребса и митохондриальной цепи переноса электронов, с целью продукции АТФ и других макроэргических соеди-нений на повышенном уровне, что и выражается в увеличении сукцинатдегид- рогеназной активности, т. к. этот фермент играет ключевую роль не только в функционировании цикла трикарбоновых как катализирующий реакцию пре-вращения янтарной кислоты в фумаровую, но и как комплекс 11 — компонент цепи переноса электронов, регулирующий её работу путём формирования пула убихинола и поддержания работы Q-цикла.
Анализ полученных данных позволяет сделать окончательный вывод что:
1. Разнообразие белков уменьшается к пятым суткам роста личинок, но приходит в норму к седьмым суткам, если делать вывод по количеству пиков на хроматограммах, что коррелирует с изменением каталазной и сукиннатдегид- рогеназной активности у личинок взятых в эксперимент....
