45. Основы клеточной инженерии

Клеточная инженерия – это создание клеток нового типа на основе их гибридизации, реконструкции и культивирования. Клеточная инженерия включает реконструкцию жизнеспособной клетки из отдельных фрагментов разных клеток, объединение целых клеток, принадлежавших различным видам, с образованием клетки, несущей генетический материал обеих клеток, и другие операции. Клеточная инженерия используется для решения теоретических проблем в биотехнологии и является одним из основных её методов для создания новых форм растений и животных.

Новый этап биотехнологии, интенсивно развивающийся в настоящее время, обусловил появление совершенно новых нетрадиционных объектов – культивируемых тканей и клеток высших многоклеточных организмов, животных и растений, а также микроорганизмов, создаваемых методами

генетической инженерии. В отличие от микроорганизмов культуры клеток

высших организмов являются сравнительно новыми объектами, использование которых позволяет наладить производство ценных биологически активных веществ, вакцин и моноклональных антител.

Идея о возможности культивирования клеток вне организма впервые была высказана в конце прошлого столетия, но первые культуры клеток были получены в начале нашего века, и ими явились, клетки животных, а не растений. А культивирование растительных клеток на искусственных питательных средах долгое время не удавалось. И лишь в 30-е годы были достигнуты первые успехи в этой области, которые и обеспечили бурный расцвет данного направления.

Развитие метода культуры клеток растений приходится на 70-е годы, когда были разработаны методические приемы получения изолированных протопластов растительных клеток, а также метода гибридизации соматических клеток растений.

Улучшение растений и животных на основе клеточных технологий

Выращиваемые на искусственных питательных средах клетки и ткани растений составляют основу разнообразных технологий в сельском хозяйстве. Одни из них направлены на получение идентичных исходной форме растений, а другие - на создание растений, генетически отличных от исходных (путем или облегчения и ускорения традиционного селекционного процесса или создания генетического разнообразия и поиска и отбора генотипов с ценными признаками). В первом случае используют искусственное оплодотворение, культуру незрелых гибридных семяпочек и зародышей, регенерацию растений из тканей летальных гибридов, гаплоидные растения, полученные при культивировании пыльников или микроспор. Во втором — новые формы растений создаются на основе мутантов. Таким путем получены растения, устойчивые к вирусам и другим патогенам, гербицидам, растения, способные синтезировать токсины, патогенные для насекомых-вредителей, растения с чужеродными генами, контролирующими синтез белков холодоустойчивости и белков с улучшенным аминокислотным составом, растения с измененным балансом фитогормонов. Клеточная инженерия – широко используется в селекции растений. Выведены гибриды томата и картофеля, яблони и вишни. Регенерированные из таких клеток растения с измененной наследственностью позволяют синтезировать новые формы, сорта, обладающие полезными свойствами и устойчивые к неблагоприятным условиям и болезням.

Клонирование– получение идентичных потомков при помощи бесполого размножения. Возможности клонирования открывают новые перспективы для садоводов-огородников, фермеров-животноводов, а также для его медицинского применения. Одной из главных задач в данной области является создание коров, в молоке которых будет содержаться сыворотка человеческого алгаомина. Создание органов животных, которые можно будет использовать для трансплантации человеку. Путём клонирования можно получать животных с высокой продуктивностью яиц, молока, шерсти или таких животных, которые выделяют нужные человеку ферменты (инсулин, интерферон, химозин).