A növényi anyagcsere élettana

Dr. Bratek Zoltán (4. fejezet)

Dr. Fodor Ferenc (2. fejezet)

Dr. Király István (11. fejezet)

Dr. Nyitrai Péter (3. és 5. fejezet)

Dr.Parádi István (12. fejezet)

Dr. Rácz Ilona (1. és 9. fejezet)

Dr. Rudnóy Szabolcs (7. fejezet)

Dr. Sárvári Éva (6. fejezet)

Dr. Solti Ádám (3. fejezet)

Dr. Szigeti Zoltán (10. fejezet)

Dr. Tamás László (8. fejezet)

szerkesztő 
Dr. Fodor Ferenc

Az ábrákat készítették 
Dr. Fodor Ferenc, Klement Szilvia, Merényi Zsolt, Dr. Nyitrai Péter, Dr. Parádi István, Páldi Katalin, Dr. Rudnóy Szabolcs, Dr. Sárvári Éva, Dr. Solti Ádám, Szőnyi Monika

lektor 
Dr. Láng Ferenc, Dr. Takács Imre, Dr. Takács Tünde

E könyv kutatási és oktatási célokra szabadon használható. Bármilyen formában való sokszorosítása a jogtulajdonos írásos engedélyéhez kötött.

Készült a TÁMOP-4.1.2.A/1-11/1-2011-0073 számú, „E-learning természettudományos tartalomfejlesztés az ELTE TTK-n” című projekt keretében. Konzorciumvezető: Eötvös Loránd Tudományegyetem, konzorciumi tagok: ELTE TTK Hallgatói Alapítvány, ITStudy Hungary Számítástechnikai Oktató- és Kutatóközpont Kft.


Tartalom

Előszó
1. A növényi genom szerveződése
1. 1. Bevezetés
1.2. A sejtmagi genom felépítése
1.2.1.Történeti áttekintés
1.2.2. A sejtmagi genom mérete
1.2.3. A sejtmagi genom strukturális és funkcionális szerveződése
1.3. Az organelláris genomok szerveződése
1.3.1. A plasztiszgenom szerveződése
1.3.2. A mitokondriális genom szerveződése
1.4. A genom megváltoztatása – transzgénikus növények
1.4.1. Transzgénikus növények előállításának lehetőségei
1.4.2. A transzgénikus növények előállításának céljai, gyakorlati alkalmazások
1.5. Irodalomjegyzék
2. A növények vízháztartása, ásványi táplálkozása, transzportfolyamatok
2.1. A növények vízháztartása
2.1.1. A víz fontosabb tulajdonságai a növényi élet szempontjából
2.1.2. A víz mozgása a növényekben
2.1.3. A vízmozgást befolyásoló tényezők a növényi sejtben
2.1.4. A talaj víztartalma
2.1.5. A gyökér vízfelvétele a talajból
2.1.6. A víz mozgása a gyökérben
2.1.7. Az intakt növény vízfelvételének kohéziós elmélete
2.1.8. A transpiráció
2.2. Anyagfelvétel, anyagszállítás a növényekben
2.2.1. Anyagtranszport a nem ozmotikus térfogatban
2.2.2. Anyagtranszport az ozmotikus térfogatban
2.2.3. Hosszú távú anyagszállítás
2.3. A növények ásványi táplálkozása
2.3.1. A talaj, mint tápanyagforrás
2.3.2. A rizoszféra
2.3.3. Az ásványi anyagok felvétele és a hozam
2.3.4. A tápelemek csoportosítása
2.4. Ajánlott irodalom
3. Fotoszintézis
3.1. Bevezetés
3.1.1. A fotoszintézis kutatásának története
3.1.2. A fotoszintetizáló élőlények
3.2. Fotoszintetikus pigmentek
3.2.1. Klorofillok
3.2.2. Fikobilinek
3.2.3. Karotinoidok
3.3. A fény abszorpciója
3.3.1. Gerjesztési energia átadása
3.3.2. A fotokémiai reakció
3.3.3. Két fotokémiai rendszer bizonyítékai
3.4. A fotoszintetikus struktúrák
3.4.1. A fotoszintetikus apparátus nem-pigment kofaktorai
3.4.2. Klorofill-protein komplexek
3.4.3. Fikobiliproteinek
3.4.4. A fotoszintetikus apparátus felépítésében szerepet játszó további fehérjék és komplexek
3.5. A fotoszintetikus elektrontranszportlánc
3.5.1. A II. fotokémiai rendszer működése
3.5.3. A citokróm b6/f komplex működése
3.5.4. Az I. fotokémiai rendszer működése
3.5.5. Az elektrontranszportlánc által szállított elektronok útja: lineáris és ciklikus elektrontranszport
3.5.6. Fotoszintetikus elektrontranszportlánc bakteriális fotoszintetizáló szervezetekben
3.5.7. Fotofoszforiláció
3.6. A szén-dioxid megkötése és redukciója
3.6.1. A C3-as CO2-megkötés felfedezése
3.6.2. A Calvin-ciklus reakciói
3.6.3. Rubisco
3.6.4. A Rubisco-aktiváz
3.6.5. A fénylégzés
3.6.6. Szén-dioxid koncentráló mechanizmusok
3.6.7. A CO2-megkötés C4-es útja
3.6.8. A CAM-típusú CO2-megkötés (Crassulaceae Acid Metabolism)
3.6.9. C4-es út egy sejtben
3.6.10. A szén-dioxid megkötés ökofiziológiája
4. Légzés és szénhidrát anyagcsere
4.1 Lebontó (katabolikus) és felépítő (anabolikus) folyamatok a növényi anyagcserében
4.2 Szénhidrátok lebontásának anaerob szakasza a növényi légzésben
4.2.1 A glikolízis
4.2.2 Az alkoholt képző anaerob lebontás
4.3 A szénhidrátok lebontásának aerob szakasza
4.3.1. A piruvát trikarbonsavciklusba történő belépésének előkészítése
4.3.2 A trikarbonsavciklus
4.3.4 A trikarbonsavciklus és a glikolízis szénvázakat biztosít a bioszintézisekhez
4.4 A redukált koenzimek oxidációja
4.4.1 Mitokondriális elektrontranszport a citokrómokon keresztül és kapcsolt ATP-szintézis
4.4.2 A mitokondriális oxidáció alternatív útja (cianidrezisztens légzés)
4.4.3 Extramitokondriális oxidáció (direkt végoxidázok)
4.5 Az oxidatív pentózfoszfátút
4.5.1 A pentózfoszfátútnak oxidatív és regeneratív fázisai vannak
4.5.2 A pentózfoszfátút számos bioszintetikus útvonal intermediereinek forrása
4.6 A glioxálsavciklus és a glükoneogenezis
4.7 A légzési folyamatok szabályozása
4.7.1 A légzés finom kontrollja az enzimaktivitások metabolikus szabályozásával
4.7.2. Légzési folyamatok kölcsönhatásai egyéb anyagcsereutakkal
4.7.3 A légzési aktivitás durva kontrollja a génexpresszió szabályozásával
4.8. Ajánlott irodalom
5. A növényi lipidanyagcsere
5.1. Bevezetés
5.2. Zsírsavak
5.2.1. A zsírsavak csoportosítása, szerkezete, előfordulásuk
5.2.2. A zsírsavak bioszintézise
5.3. Neutrális lipidek
5.3.1. A neutrális lipidek felépítése
5.3.2. Olajtestek
5.3.3. Neutrális lipidek szintézise
5.4. Foszfolipidek
5.4.1. A foszfolipidek felépítése
5.4.2. A foszfolipidek bioszintézise
5.5. Szfingolipidek - fitoszfingolipidek
5.5.1. A szfingolipidek felépítése
5.5.2. A szfingolipidek szintézise
5.5.3. Fitoszfingolipidek – komplex szfingolipidek
5.6. Glikolipidek
5.6.1. A glikolipidek szerkezete
5.6.2. A galaktolipidek bioszintézise
5.6.3. A szulfolipidek bioszintézise
5.7. Terpenoidok
5.7.1. A terpenoidok felépítése
5.7.2. A terpenoid bioszintézis kompartmentizációja
5.7.3. Terpénosztályok
5.7.4. Nyílt szénláncú terpenoid alkoholok – prenolok
5.8. Tokoferolok és tokotrienolok a növényben
5.9. Viaszok, kutin, szuberin
5.10. A zsírsavak és a lipidek szállítása
5.11. Lipidek és a membránszerkezet
5.12. A lipidek katabolizmusa
5.13. A környezet hatása a membránok szerkezetére és összetételére
6. Nitrogén- és kénautotrófia
6.1. A nitrogén asszimilációja a növényekben
6.1.1. Nitrogénfixáció
6.1.2. Nitrátasszimiláció
6.1.3. Egyéb nitrogéntartalmú anyagok képződése és szerepe a növényekben
6.2. A kén asszimilációja a növényekben
6.2.1. Szulfátasszimiláció
6.3. A szén-, nitrogén- és kénasszimiláció összefüggései
6.4. Irodalomjegyzék
7. A nukleinsav-anyagcsere speciális növényi vonatkozásai
7.1. A DNS szerkezete és jelentősége
7.2. A DNS-replikáció
7.2.1. A DNS-replikáció általános szabályozása
7.2.2. A replikáció mechanizmusa
7.2.3. Az organelláris DNS szintézise
7.2.4. A telomer és fenntartása
7.3. A DNS javítása, módosítása és lebontása
7.3.1. A DNS reparációja
7.3.2. A DNS metilációja és demetilációja
7.3.3. A DNS lebontása
7.4. A transzkripció
7.4.1. A növényi sejtmagban kódolt gének összetett szerkezete
7.4.2. A transzkripciót az RNS-polimerázok katalizálják
7.4.3. A transzkripció szabályozása: cisz-elemek és transz-faktorok
7.4.4. A génexpresszió epigenetikai szabályozása
7.5. Az RNS-ek és anyagcseréjük a növényekben
7.5.1. A transzfer RNS
7.5.2. A riboszomális RNS
7.5.3. A hírvivő (messenger) RNS
7.5.4. Egyéb univerzális RNS-ek
7.5.5. Speciális funkciójú kis RNS-ek
7.5.6. Az RNS-ek érési folyamatai
7.5.7. Az RNS-interferencia
7.5.8. Az RNS-ek transzportja és lebontása
7.6. Felhasznált és ajánlott irodalom
8. Az aminosav anyagcsere speciális növényi vonatkozásai
8.1. Aminosavak a növényekben
8.2. Az aminosavak nitrogénjének eredete
8.2.1.Primer nitrogén beépülés
8.2.2. Transzaminálás
8.2.3. Aminálás glutaminnal
8.2.4. Aminálás kapcsolt intermedierek útján
8.3. Az aminosavak szénvázának eredete
8.4. Az aminosavak bioszintézise
8.4.1. A glicin-szerin család aminosavainak képződése
8.4.2. A piruvát család aminosavainak szintézise
8.4.3. Az aszparaginsav család aminosavainak szintézise
8.4.4. A glutaminsav eredetű család aminosavainak szintézise
8.4.5. Az aromás aminosavak bioszintézise
8.4.6. A hisztidin aminosav szintézise
8.5. Az aminosav-bioszintézis szabályozása
8.6. Az aminosavak átalakulása növényekben
9. A fehérje-anyagcsere speciális növényi folyamatai
9.1. Bevezetés
9.2. A genetikai kód megfejtése, jellemzői
9.3. A riboszómák felépítése és funkciója
9.4. Az aminoacilálás
9.5. A fehérjeszintézis folyamatának áttekintése
9.6. Prokarióta típusú transzláció a plasztiszokban és a mitokondriumokban
9.6 1. Az iniciáció
9.6.2. A peptidlánc elongációja
9.6.3. A polipeptid lánc terminációja
9.7. Eukarióta típusú fehérjeszintézis a citoplazmában
9.7.1. Az iniciáció
9.7.2. A peptidlánc elongációja
9.7.3. A polipeptid lánc terminációja
9.8. A fehérjék intracelluláris transzportja
9.8.1. Az intracelluláris transzportutak áttekintése
9.8.2. Fehérjetranszport a plasztiszokba
9.8.3. Fehérjetranszport a mitokondriumokba
9.8.4. Fehérjetranszport a peroxiszómába
9.8.5. Fehérjetranszport a sejtmagba
9.8.6. Szekréciós fehérjetranszport
9.8.7. Fehérjetranszport a sejtfelszíntől az intracelluláris kompartmentek felé: endocitózis
9.9. Irodalomjegyzék
10. A növényi stressz alapjelenségei
10.1. Alapfogalmak
10.1.1. A stressz meghatározása
10.1.2. A stressz szakaszai
10.1.3. A stresszválasz
10.2. A szignáltranszdukciós folyamatok vázlatos áttekintése
10.2.1. A környezeti jel érzékelése
10.2.2. Reaktív oxigén formák (ROS) és szerepük a szignáltranszdukcióban
10.2.3. A kalciumion, mint másodlagos hírvivő
10.2.4.További jelátvivők
10.3. A hőmérsékleti stresszek és kivédésük
10.3.1. Alacsony hőmérsékleti stresszek
10.3.2. Magas hőmérsékleti stressz
10.3.3. A hőmérséklet érzékelése
10.4. A látható fény okozta stressz
10.4.1. A fotoinhibíció
10.5. A nehézfémek okozta stresszek
10.5.1. A nehézfémek fiziológiai hatásai
10.5.2. A nehézfém-hatások szignáltranszdukciója vázlatosan
10.6. Oxidatív stresszek és kivédésük
10.6.1. Az oxigén aktiválása
10.6.2. Az aktivált oxigénformák képződési helyei
10.6.3. Az oxidatív stressz elleni védőmechanizmusok
10.6.4. A szignáltranszdukció lehetőségei az oxidatív stressz során
11. Univerzális és speciális növényi anyagcsere
11.1. Szaharidok
11.2. Fenoloidok
11.3. Poliketidek
11.4. Terpenoidok
11.5. Azotoidok
12. Növényi szimbiózisok élettana
12.1. Bakteriális szimbiózisok
12.1.1. Növényi növekedést serkentő rizobaktériumok
12.1.2. Nitrogénkötő endoszimbiózis a pillangósokban
12.1.3. Aktinorhizás szimbiózis
12.2. Gomba-gyökér szimbiózis: a mikorrhiza
12.2.1. Az arbuszkuláris mikorrhiza (AM)
12.2.2. Ektomikorrhiza (EM)
12.2.3. Egyéb mikorrhizatípusok
12.3. Zárszó