Клітинна біотехнологія

Відео: Генна інженерія

Клітинна біотехнологія базується на використанні культури клітин, тканин і протопластів. Для того щоб маніпулювати клітинами, потрібно виділити їх з рослини і створити такі умови, при яких вони могли б жити і розмножуватися поза рослинного організму. Метод культивування ізольованих клітин і тканин на штучних поживних середовищах в стерильних умовах (in vitro) отримав назву культури ізольованих тканин і придбав особливе значення в зв`язку з можливістю його використання в біотехнології.

Відео: Генетична інженерія. Біотехнологія. Біологічна зброя, особливості впливу

Культура клітин вищих рослин може розглядатися з трьох точок зору - як унікальна біологічна система, як модель в фізіології рослин і як інструмент для різноманітних досліджень та біотехнологій. Ізольовані рослинні клітини здатні продукувати цінні для медицини, парфумерії та інших галузей промисловості речовини вторинного синтезу (речовини не беруть участь в основному обміні речовин): алкалоїди, стероїди, глікозиди, гормони, ефірні масла і т.д. Продуктивність культивованих клітин в результаті клітинної селекції може значно перевищувати продуктивність цілих рослин. Використання ізольованих культур клітин в селекції, дають можливість отримувати швидкорослі рослини, стійкі до різних несприятливих факторів середовища. Разом з тим, цей напрямок передбачає створення нових рослин шляхом злиття ізольованих протопластів і отримання соматичних гібридів. Перенесення в ізольовані протопласти чужорідних генів за допомогою методів генної інженерії дозволяє отримувати в подальшому рослини з новими успадкованими властивостями. Культура клітин як експериментально створена біологічна система цікава сама по собі і є об`єктом дослідження вузького кола фахівців. Як модель, клітини in vitro представляють інтерес для багатьох фізіологів і біохіміків рослин. Очевидно, що адекватно використовувати культуру клітин як модель можна тоді, коли чітко уявляєш її властивості, як біологічної системи. І, нарешті, як інструмент фундаментальних і прикладних досліджень. Статус експериментально створеної біологічної системи обумовлений властивою культурам клітин мінливістю, успадкованого виникли змін, адаптивним відбором і еволюцією. У деякому роді її можна вважати мікропопуляцій, основна відмінність якої від природних популяцій - це відсутність статевого розмноження особин, тобто клітин. Можна виділити дві принципові особливості культури клітин рослин як біологічної системи: по-перше, відсутність организменного контролю розвитку, і по-друге - надмірна генетичний матеріал. Культивовані клітини і тканини можуть служити адекватними моделями для досліджень різних спрямувань, наприклад метаболізму і його регуляції в клітинах і тканинах цілого рослини. І для більш глибокого розуміння цих процесів і явищ часто використовуються методи створення біохімічних мутантів, гібридних і трансформованих клітин в межах досліджуваної культури. Простота клітинних моделей, можливість швидко отримувати достатню масу в асептичних, контрольованих за багатьма параметрами умовах є перевагами такого моделювання. Відносно синтезу вторинних метаболітів культури клітин також мають ряд переваг, а саме можливість використання для цієї мети рослини, які не ростуть в наших природних умовах, і отримувати продукцію круглий рік. Проте, проблеми клітинних і молекулярних основ морфогенезу, не кажучи вже про механізми морфогенезу, залишаються маловивченими. Перш за все, це концепція тотіпотентності рослинної клітини і її вплив на стратегію дослідницької роботи з культурою тканин і клітин рослин. Постулат цієї концепції про первинність зовнішнього сигналу в морфогенетичного відповіді рослинної клітини багато в чому визначив екстенсивний характер досліджень в галузі культури клітин рослин. Другою причиною є складність морфогенетических процесів, які дозволяють моделювати і вивчати культури клітин і тканин. Відомо, що в культурі in vitro може здійснюватися реалізація декількох морфогенетичних програм, а саме зародкового розвитку і деякого органогенезу. Можливість моделювання в культурі in vitro більш простих процесів, наприклад гистогенеза і цітодіфференціровок представляється скрутніше. Однак, в рамках дослідження ці проблеми цілком переборні, при індивідуальній розробці методики і постановки експерименту.

Поділися в соц мережах:

Увага, тільки СЬОГОДНІ!

Схожі