Terapia genowa jest obecnie bardzo dynamicznie rozwijającą się techniką biomedyczną, która może znaleźć zastosowanie w medycynie w leczeniu chorób przewlekłych i dziedzicznych. Badania skupiają się na opracowywaniu nowych strategii dotyczących procesów kondensacji i ochrony materiału genetycznego (DNA) wprowadzanego do komórki docelowej. Struktura i stopień upakowania dostarczanego DNA wpływają na kluczowe właściwości fizykochemiczne, determinujące czy wprowadzony wektor rekombinowany ulegnie ekspresji, czy też degradacji. Związki chemiczne, zwane czynnikami kondensującymi, to substancje powodujące zwinięcie DNA, a stopień kondensacji materiału genetycznego zależy bezpośrednio od rodzaju i stężenia użytego czynnika kondensującego. Do cząsteczek wykazujących właściwości kondensujące należą poliaminy, w opisywanym eksperymencie zastosowano poliaminę – spermidynę. Przeprowadzone badania miały na celu charakterystykę nanostrukturalną materiału genetycznego pod wpływem działania czynnika kondensującego. W wyniku analizy wykonanej za pomocą mikroskopii sił atomowych (AFM) wykazano, że plazmid DNA ulega kondensacji pod wpływem spermidyny, formując struktury rozetowe.
EN
Gene therapy is a new promising method that may find many applications in modern biomedicine. Especially, it may be a powerful tool in chronic and hereditary diseases treatment. Current studies focus on development of novel strategies concerning genetic material (DNA) condensation and protection, whilst it is introduced into the cellular nucleus. Once the DNA enters the cell, it’s either passed on and expressed in the nucleus or degraded by intracellular nucleases. The structure and the degree of compaction influence physicochemical properties that determine what will happen to delivered genetic material. DNA coiling can be caused by chemical compounds called compaction agents, such as polyamines like spermidine used in this study. The aim of this research was to examine the nanostructural characteristics of genetic material exposed to compaction agent. The measurements and analysis performed by atomic force microscopy (AFM) indicate that DNA plasmid undergoes condensation and forms rosette-like structures once subjected to spermidine.
Putrescyna (Put), spermidyna (Spd) oraz spermina (Spm) należą do klasycznych poliamin (PA), występujących u wszystkich żywych organizmów. W przypadku roślin związki te znane są przede wszystkim z dobroczynnej roli, którą odgrywają podczas stresów biotycznych i abiotycznych, jednak pełnią również szereg innych ważnych funkcji, umożliwiających prawidłowe funkcjonowanie komórek. Oprócz bezpośredniego wpływu na procesy życiowe komórki, coraz liczniejsze badania wskazują na współdziałanie PA z cząsteczkami sygnałowymi takimi jak nadtlenek wodoru (H2O2) i tlenek azotu (NO) w ścieżkach transdukcji sygnałów. Zarówno nadmiar jak i brak PA negatywnie wpływa na losy komórki, stąd też istotna jest regulacja biosyntezy i degradacji PA warunkująca ich równowagę. Niniejsza praca stanowi przegląd wiadomości na temat PA i ich oddziaływania na życie roślin.
EN
Putrescine (Put), spermidine (Spd) and spermine (Spm) are basic polyamines (PAs), occurring in every one living organism including plants. Polyamines belong to the group of plant growth regulators and are well recognized due to their protecting role during plant response to biotic and abiotic stresses. PAs play also a crucial role in regulation of many physiological processes e.g. seed germination or plant senescence. Both, excess and deficit of PAs is deleterious for cells. Therefore, control of PAs biosynthesis and degradation determining their homeostasis is of high importance. PAs synthesis is link to pathways of ethylene and nitric oxide (NO) biosynthesis, while PAs catabolism leads to hydrogen peroxide (H2O2) production, thus it is clear that PAs operate in a network with classical phytohormones and signaling molecules. The work summarizes the current knowledge on PAs metabolism and their impact on growth and development of plants.