Головна
Cоціологія || Гуманітарні науки || Мистецтво та мистецтвознавство || Історія || Медицина || Науки про Землю || Політологія || Право || Психологія || Навчальний процес || Філософія || Езотерика || Екологія || Економіка || Мови та мовознавство
ГоловнаМедицина → Біохімія. Частина 2
««   ЗМІСТ   »»

РОСЛИННІ КЛІТИНИ

Каллус культури тканини женьшеню

Мал. 31.2. Каллус культури тканини женьшеню

Культура рослинних клітин є штучно створеною біологічною системою, що функціонує in vitro і зберігає багато рис, властиві інтактним рослині. Є два варіанти функціонування таких систем: у вигляді каллуса, що утворився в процесі поверхневого культивування, а також у вигляді суспензії клітин в результаті глибинного культивування. Каллус- вельми гетерогенное освіту (рис. 31.2). Він являє собою сукупність недиференційованих клітин, здатних синтезувати деякі метаболіти, властиві цілому рослині.

Суспензія клітин більш гомогенна, ніж каллус, і проявляє здатність до більш швидкого росту і адаптації. Переклад клітин в культуру є сильним стресовим фактором, що змінює багато сторін клітинного метаболізму. Перш за все це стосується функціонування генома. Гени виживання індукуються, а гени, відповідальні за диференціювання, репресуються.

Незважаючи на деяке зниження биосинтетичної здатності, культивовані клітини рослин синтезують набагато більшу кількість метаболітів в порівнянні з мікробними клітинами.

Клітини рослин, перекладені в культуру, є чудовою моделлю для генетичних і біохімічних досліджень, що дає можливість в ряді випадків отримати унікальну інформацію. Наприклад, оцінка синтезу і стабільності індивідуальних білків неможлива на цілій рослині, але легко здійсненна на культурі клітин.

Що стосується практичної значущості цієї моделі, то можна виділити три основні напрями.

- В результаті злиття протопластів отримання рослин-регенерантів. За допомогою гідролізу руйнуються клітинні стінки і утворюються «роздягнені» клітини, або протопластів. Вони здатні до злиття, і цей процес називається парасексуальними гибридизацией рослинних клітин. Індуктором злиття є поліетиленгліколь, а утворені гібриди обробляються сильним лужним розчином або діметілсульфоксі- будинок. Техніка злиття нагадує освіту гібридів тваринами клітинами, проте є істотна відмінність. Злиття тварин клітин дозволяє отримати тільки нову клітку, а злиття протопластів є основою отримання нового гібридного рослини. Пapaceксуальная гібридизація за допомогою злиття протопластів дає можливість схрещувати філогенетично віддалені види рослин, які неможливо схрестити звичайним статевим шляхом, а також комбінувати батьківські гени рослин в різних варіантах (рис. 31.3).

Злиття двох типів протопластов відбувається при їх змішуванні в присутності поліетиленгліколю. Суміш наносять на скло і через 15 хв відбирають продукти злиття. Потім їх культивують на живильному середовищі, в результаті чого відбувається регенерація клітинної стінки і утворюється гібридна клітина, а потім соматичний гібрид.

Мал. 31.3. Злиття протопластів рослин

- Отримання первинних і вторинних метаболітів з культур рослинних клітин. З первинних метаболітів найбільше практичне значення мають ферменти рослинного походження. Вони менш токсичні в порівнянні з мікробними аналогами і, следоватсльно, нс вимагають високого ступеня очищення при їх застосуванні в промисловості та медицині.

Рослинні клітини здатні синтезувати незрівнянно більшу кількість метаболітів в порівнянні з мікробними клітинами. Продукти вторинного обміну клітинних культур рослин в ряді випадків не мають аналогів і не можуть бути отримані методом органічного синтезу. Таким чином, клітинний синтез рослинних клітин відіграє унікальну роль при отриманні ряду всшествдля потреб промисловості та медицини. Первинні культури клітин у багатьох випадках містять невеликі кількості вторинних метаболітів, що мають прикладне значення. Тому необхідно оптимізувати умови культивування, цілеспрямовано інтенсифікувати синтез цільового продукту. Це здійснюється:

Отримання соматичних гібридів рослин (по Н. А. Картель)

Мал. 31.4. Отримання соматичних гібридів рослин (по Н. А. Картель)

Багато продуктів вторинного обміну культур клітин були отримані в промислових або лабораторних умовах. наприклад, серцеві глікозиди - з культури тканини наперстянки, стероїди - з діаскореі дельтоподібного, алкалоїди- з культури тканини маку, а також з зміїної і т. д., всього більше ста речовин, що мають істотне значення для промисловості та медицини. Основними проблемами, які ускладнюють отримання цільових продуктів з культури рослинних клітин, є створення генетично стабільних штамів і виділення метаболітів з молочних судин або вакуолей, де вони зазвичай накопичуються.

- За допомогою методів генної інженерії створення клітин або рослин-регенератов з новими властивостями.

В останні роки досягнуто великих успіхів, пов'язані з генетичною трансформацією клітин, в тому числі і рослинного походження. Схема трансформації включає в себе отримання протопласта, введення в нього необхідної генетичної інформації, формування повноцінної рослинної клітини, клонування і регенерацію. (Детально техніка генно-інженерних експериментів буде описана в наступному розділі.) У даній схемі «трансформований протопласт - суспензійна культура - калусних культура - цілу рослину» (рис. 31.4) - найбільш технічно важкими для виконання є перший і останній етапи. Остання операція представляється найбільш цінною і перспективною, оскільки дає можливість отримати рослини, в тому числі і сільськогосподарські, з новими, заданими властивостями.

  1. Розвиток пам'яті та мислення в дитячий період - вікова фізіологія і психофізіологія
    Увага і пам'ять у дитини першого року життя носять мимовільний характер. Проблема розвитку пам'яті як основного психічного процесу, що забезпечує можливість збереження і подальшого використання набутого досвіду, нерозривно пов'язана з розвитком предметно-мані- пуляторной діяльності дитини
  2. Розвиток особистості дитини і криза трьох років - вікова фізіологія і психофізіологія
    Соціальна ситуація віку - «дитина - предмет - дорослий»; провідний тип діяльності - предметна. Дитина вивчає навколишній світ, у чому йому активно допомагає дорослий. Сутність предметної діяльності полягає в знайомстві і освоєнні дитиною суспільно-вироблених способів вживання навколишніх предметів
  3. Розвиток органів дихання після народження - вікова анатомія і фізіологія. Т.2 опорно-рухова і вісцеральні системи
    До моменту народження верхні дихальні шляхи ще недостатньо розвинені. Носова порожнина у новонародженого має форму вузької щілини, носові раковини - товсті. У зв'язку з цим нижній носовий хід у дитини закритий до тримісячного віку, а верхній носовий хід відкривається на другому місяці життя
  4. Розвиток м'язової системи - вікова фізіологія і психофізіологія
    М'язова система в процесі онтогенезу зазнає значні структурні і функціональні зміни. Формування м'язових клітин і утворення м'язів відбувається Гете рохроіно. Спочатку утворюються скелетні м'язи, необхідні для нормальної життєдіяльності організму дитини на даному віковому етапі. Процес формування
  5. Розвиток мови - вікова фізіологія і психофізіологія
    Розвиток мови в період раннього віку є ще одним значущим придбанням. У цей період формується власне активна мова дитини. Перші слова з'являються на основі белькотіння до кінця першого року, але їх виникнення носить строго індивідуальний характер як за часом появи (від 10-11 до 12-15 місяців),
  6. Розвиток і зростання кістки - вікова анатомія і фізіологія. Т.2 опорно-рухова і вісцеральні системи
    У ранній період онтогенезу скелет людини розвивається з зародкової сполучної тканини - мезенхіми. Більшість елементів скелета на ранніх етапах розвитку утворені хрящем, який потім заміщається кісткою. Винятком є деякі кістки черепа, що розвиваються з Мал. 75. Розвиток трубчастої кістки: I
  7. Розвиток дихальної системи в постнатальний період - вікова фізіологія і психофізіологія
    Легкі повністю розправляються після першого вдиху новонародженого, під час якого альвеоли розширюються, їх порожнини різко збільшуються. Перший вдих новонародженого носить рефлекторний характер і виникає внаслідок надмірного накопичення вуглекислого газу в крові після припинення плацентарного
  8. Розмноження і розвиток - вікова анатомія і фізіологія
    В результаті освоєння даного розділу студент повинен: знати загальні закономірності онтогенетичного розвитку організму людини; характеристику основних періодів онтогенезу; закономірності статевого дозрівання; критичні і сенситивні періоди розвитку плода і дитини; вміти виділяти особливості
© 2014-2021  ibib.ltd.ua