13. Использование клеточных культур в биотехнологических процессах.

Культивирование растительных клеток и тканей на искусственной питательной среде в биореакторах кроме решения ряда экономических, экологических и технологических задач позволяет преодолеть ряд проблем:

 свести к минимуму влияние климатических, сезонных и географических условий;

 сократить посевные площади в хозяйственном обороте страны;

 получать уже известные, присущие интактному растению вещества

(никотин, кодеин, хинин, диосгенин) и синтезировать новые БАВ;

 использовать культуры растительных клеток для биотрансформации конечных продуктов.

Использование новых технологий получения лекapственных растений в

виде каллусных (лат. callus – толстая кожа, мозоль) и суспензионных культур имеет ряд преимуществ:

 стандартность накапливаемого сырья;

 высокий выход активного начала (культивирование женьшеня);

 сокращение сроков культивирования для накопления растительной биомассы;

 возможность промышленного производства биомассы экзотических растений, малодоступных для нашей страны (раувольфия, диоскорея, унгерия);

 использование разных технологических режимов;

 использование методов иммобилизации и биотрансформации для повышения выхода продуктов вторичного метаболизма применительно к растительным клеткам.

Растительные клетки и ткани по сравнению с клетками микроорганизмов

имеют свои особенности:

 размеры клеток растений (15–1000 мкм) в 50–100 раз больше, чем клеток бактерий;  в результате роста клеток растений у них появляется большая вакуоль, при этом все физические и химические константы клеток изменяются;

 суспензионные культуры состоят из клеток-агрегатов разного размера;

 культуры клеток растений имеют целлюлозную стенку, что весьма осложняет работу биотехнолога с такими культурами. Культуры клеток высших растений имеют две сферы применения. Первая изучение биологии клетки, существующей вне организма, что обуславливает ведущую роль клеточных культур в фундаментальных исследованиях по генетике, физиологии, молекулярной биологии и цитологии растений.

Популяциям растительных клеток присущи специфические особенности: генетические, эпигенетические (зависящие от дифференцированной активности генов) и физиологические. При длительном культивировании гетерогенной по этим признакам популяции идет размножение клеток, фенотип и генотип которых соответствуют данным условиям выращивания, популяция эволюционирует. Культуры клеток и тканей являются новой экспериментально созданной биологической системой, которая может служить моделью при изучении метаболизма и его регуляции в клетках и тканях целого растения.

Вторая сфера применения – культивируемые клетки высших растений могут рассматриваться как типичные микрообъекты, достаточно простые в культуре, что позволяет применять к ним аппаратуру, технологию, и методики, используемые в микробиологии. Вместе с тем, культивируемые клетки способны перейти к программе развития, при которой из культивируемой соматической клетки возникает целое растение, способное к росту и размножению.