1. Дәріс.

Тақырып 1. Кіріспе. Өсімдік жасушаларын өсіру, in vitro жағдайында өсірілетін өсімдік объектілері.

Жоспар:

1. Жасушаларды өсірудің негіздерінің қалануы.

2. Өсімдік жасушаларының өсірудегі алғашқы жетістіктер.

3. Қоректік орталардың құрамын зерттелуі.

4. Клетка бөлінуің үдететін заттардың пайда болуы.

5. Өсімдіктің жасушаларын өсіру әдістерінің кезеңдері.

1. Жасушаларды өсірудің негіздерінің қалануы.

Өсімдік клеткаларын өсіру, in vitro жағдайында өсірілетін өсімдік объектілері. Өсімдіктен бөлініп алынған клеткаларды, ұлпаларды, мүшелерді жасанды қоректік ортада тек кана залалсыздандырылған (асептикалық) жағдайда өсіру.

Жасушаларды өсірудің негіздерінің қалануы. Өсімдік жасушаларының өсірудегі алғашқы жетістіктер. Өсімдіктердің экспериментальды биологиясының жаңа бағытының дамуы. Қоректік орталардың құрамын зерттелуі. Клетка бөлінуің үдететін заттардың пайда болуы.

Өсімдіктің жасушаларын өсіру әдістерінің кезеңдері. Өсімдік клеткаларын өсіру жөніндегі зерттеулер. Өсімдіктердің клеткаларын өсіру негізінде ауыл шаруашылығындағы жаңа технологиялар жасалды. Өсімдік биотехнологиясының жаңа теориялық және технологиялық негізі.

Сонғы жылдары іп vitro жағдайында өсіретін клеткаларды колданатын тағы бір ғылым саласы калыптасуда, ол космостык биология. Осы кезге дейін өсімдіктерді космос станциясында өсіру үшін колданылатын әдістер мен аспаптар олардын табиғи ерекшеліктеріне сай келмейді. Космоста жеке клеткаларды өсіру, олардын өсу мен даму процестерін реттеу және бакылау бүтін өсімдіктерді өсіруге карағанда едәуір ынғайлы. Жоғары сатылы өсімдік клеткаларын космостык тәжірибелерде объект ретінде колданғанда, олардын мынадай артыкшылыктары бар: 1) өсіру онай; 2) клеткаларды даму процесінін кандай да болмасын кезенінде пайдалануға болады мысалы, сомалык немесе жыныс клеткалары, клетка топтары, дифференцияланған клеткалар, органогенез, эмбриоидогенез жолымен дамитын клеткалар т.с.с.

Космостык станцияда клеткаларды өсірген кезде, оларда барлык негізгі тіршілік процестері өтеді екен. Атап айтканда: протопластар кабығын түзіп бөліне бастайды, суспензиядағы клеткалар бөлініп көбейеді, каллус клеткалары дифференцияланады, регенерант өсімдіктер пайда болады. Сөйтіп, тірі организмде өтетін процестер мен күбылыстарды космоста зерттеу үшін өсірілетін клеткалар колайлы моделъ бола алады. Сонымен катар, клетка биологиясынъщ негізгі зандылыктарын зергтеу үшін космонавтиканын мүмкіншілігі зор, бірак клеткалык модельдердін айтарлыктай кемшіліктерін де атап өту кажет. Олар: үзак өсірілген клеткалардьщ генетикалык түраксыздығы және сомалык эмбриогенез бен органогенез сияқты манызды морфогенетикалык процестерді синхронды өткізу шарттары жете зерттелмегені. Сөйтіп, іп vitro жағдайында өсірілетін клеткаларды физиологиялык процестерді модельдеу үшін колданғанда, олардын тірі организм күрамындағы клеткалардан кейбір айырмашылығы барын ескеру керек.

Сонымен, өсімдік биологиясынын көптеген мәселелерін болашакта жанаша және тиімді шешу үшін жасанды жағдайда өсірген клетканың биологиясын жете зерттеу және тиімді өсіру тәсілдерін мейлінше жетілдіру кажет. Клеткалардьш өсуін кез келген стандарттық әдістерді колданып бакылауға болады (ылғалды және күрғак массаның өсуі, түнып калатын клеткалар көлемі, клеткалардың оптикалык тығыздығы, тікелей микроскоп аркылы бакылау). Стандарттык цитологиялык әдістерді клеткалардын бүліну денгейі мен бүрынғы калпына келу процестерді бағалауға мүмкіндік береді. Одан да нақты деректер клеткаларды электрондык микроскопта зерттегенде алынады.

Мүздатылған клеткалар популяциясында әр түрлі клеткалар болғандыктан, олардын арасында кейбіреулері еріткен соң басым өсіп көбеюлері мүмкін. Сонын аркасында жана бір субпопуляция пайда бола алады. Сондыктан оларды генетикалык, физиология-лык және биохимиюшк түрғыдан талдау керек.

Мүздатып, ерітіп, кайта өсіргенде клеткалар арасында суыкка төзімді мутанттар пайда болмау үшін, белгілі тәсілдерді колданады. Тәжірибелер көрсеткендей, клеткалардын сүйык азотга сакталуы олардын тірі калып, кайта өсуіне кері әсер етпейді. Мүзы ерітілген клеткалар кейін бүрынғыдай өседі және де олардын морфогендік, биосинтездік, биотрансформациялык потенциалдары өзгермейді. Баскаша айтканда, олар бастапкы клеткаларға ұксас және биотехнологиялык максаттарға жарамды болады.

Сонымен, клеткалар, меристемалар, тозандар криобанкі генофондтын сакталуын камтамасыз етеді. Сонда іп УІІГО өсірілетін штамдар мен катар сирек және жойылып бара жаткан өсімдіктер, әсіресе вегетативтік жолмен көбейетін өсімдіктердін де генофонды сакталады. Сөйтіп, іп УІІГО сакталатын генофонд - ғылыми зерттеулер мен биотехнологияда колданылатын гендердін бағалы кайнар бүлағы болғандыктан, дүние жүзінде криобанктерді жасау жүмыстары каркынды жүргізіледі.

Тараудьщ кыскаша мазмүны

Биотехнологияның теориялык мәселелерін шешу үшін және практикалык міндеттерін іске асыру үшін клеткаларды бүлдірмей сактайтын сенімді әдістер керек. Клеткаларды сактаудың екі жолы бар:

1) клеткалардын өсуін бәсендету;

2) мүздатып сактау - катырып сүйык азотта -19б°С температурада сактау. Мүздатып сакгау киындығы өсімдік клеткаларынын біркатар ерекшеліктерімен байланысты. Олар: көлемінін үлкендігі, ірі вакуолі болатындығы және суды көп мөлшерде түтуы. Суытканда клеткалар ішінде және сыртында мүз катады, мембраналар ыдырайды және клетканын катты сорғытылуы аркасында осмостык стресс орын алады. Мұздатып сактау үшін клеткаларды алдын ала ерекше дайындау керек, криопротекторларды колдану кажет, бағдарлама бойынша оларды мүздатып, кейін тез ерітіп алу керек.

Клеткаларды дайындау - меристема тәрізді клеткалардың санын көбейту және суспензия-нын тығыздығын арттыру. Кроипротектор -клетканын мүздатып кату нүктесін төмендетіп, клетка ішіндегі сумен байланысьш, клетканы механикалык және осмостык бүлтуден корғайтын зат. Криопротектордын түрі мен концентрациясы клеткалар типіне байланысты іріктеліп алынады. Сондай-ак, ен колайлы мүздату тәсілін тандап алу манызды. Нәтижелі болып табылған бағдарламалы мүздату, яғни температураны белгілі бір жылдамдыкпен төмендету.

Протекторды кетірген клеткалардын тіршілікке икемділігі тексеріледі. Мүздатканнан кейін ерітіп кайта өсірілген клеткалар биотехнология жүмыстарына жарамды. Олар өздерінін морфогендік және биосинтездік потенциалдарын сактай алады. Өсімдіктердін біркатар түрлерінде криосактаудан өткен каллустан, меристемадан, тозаннан регенерант өсімдіктер алынды. Криосактау әдісі генофондтьі сактауға ыңғайлы және гендер банкін жасауға колайлы келеді.

2. Дәріс.