Основы клеточной инженерии. Клональное микроразмножение. Гибридомы.

План лекции:

1. Культура клеток и тканей. Условия культивирования.

2. Морфогенез в каллусных тканях. Тотипотентность.

3. Клональное микроразмножение растений и его преимущества.

4. Получение протопластов и соматическая гибридизация.

5. Способы модификации растительных клеток.

6. Культура эукариотических клеток животных.

7. Клонирование как метод биотехнологии.

8. Стволовые клетки.

9. Технология получения гибридом и перспективы их использования.

1. Культура клеток и тканей. Условия культивирования.

Клеточная инженерия – наиболее важное направление биотехнологии.Это область биологии, изучающая клетки, ткани и органы, изолированные от растения и выращиваемые на искусственных питательных средах.

Это дает возможность не только изучать развитие растений, но и оздоравливать их, создавать новые растения с ценными свойствами, закрепленными генетически.

Известно, что клетки, ткани растений отличаются по морфологии и функциям. Специализированные клетки растений (флоэма, луб), как правило, не делятся; способностью к размножению обладает только образовательная ткань. Однако, выделенные из растения любые клетки, теряют свою специализацию и начинают делиться, образуя каллус (в природе каллус можно наблюдать в виде наплывов на деревьях).

В искусственных условиях выращивание клеток высших растений вне организма состоит в том, что эксплант – растительная ткань, выделенная из любого органа растения, помещается на искусственную питательную среду. Клетки размножаются и образуют бесформенную массу – каллус. Его обрабатывают стимуляторами роста: возникают почки, развиваются побеги. Такое растение служит для дальнейшего культивирования клеток данного вида. Причем эти клетки способны жить и размножаться в лабораторных условиях десятки лет.

Условия культивирования изолированных клеток растений:

Стерильность.

Работа проводится в стерильных помещениях (ультрафиолет, одежда, сухой жар, автоклав, дезинфекционные растворы в которых держат экспланты).

Питательные среды

твердые жидкие

(агар-агар) (растворы питательных

веществ)

образуют каллус образуют клеточные суспензии

Необходимо все время обновлять питательную среду и поддерживать её определенный состав, так как это влияет на развитие клеточной структуры. Обязательными компонентами питательных сред должны быть фитогормоны (ауксины и цитокинины), стимулирующие деление клеток и вызывающие их дифференцировку.

Физические факторы.

а) Свет: большинство каллусных клеток способны жить только в условиях слабой освещенности или в темноте (в основном используют люминесцентные лампы).

б) Температура: оптимальная +26 ˚С (но зависит от вида растения).

в) Аэрация: достигается перемешиванием, особенно важно для работы ферментов.

г) Влажность: оптимальная 60 – 70 %

Каллус не может существовать самостоятельно и имеет низкие темпы размножения.