![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Лекція № 1. Основні напрями розвитку біотехнології
- •Біоенергетика
- •Біотехнологія обробки стоків і контроль забруднення води важкими металами
- •Сільськогосподарська біотехнологія
- •Біогеотехнологія
- •Біоелектроніка
- •Біотехнологія в медицині
- •Біотехнології в харчовій промисловості
- •Біотехнологія молочних продуктів
- •Виробництво спиртів і поліолів
- •Виробництво вторинних метаболітів
- •Біотрансформація
- •Виробництво ферментів
- •Виробництво амінокислот, органічних кислот, вітамінів
- •Біоконверсія лігноцелюлозних об'єктів
- •Використання грибів у біотехнології
- •Найпростіші в біотехнології
- •Водорості
- •Рослини в біотехнології
- •Стадії біотехнологічного виробництва
- •Технологія виготовлення поживного середовища для біосинтезу
- •Підтримка чистоти культури
- •Ферментація, будова ферментера
- •Загальні принципи розділення речовин
- •Одержання готових товарних форм препаратів
- •Субстрати для культивування мікроорганізмів з метою одержання білка
- •Лекція № 6. Технологія одержання мікробних ліпідів
- •Мікроорганізми – продуценти ліпідів
- •Лекція № 7. Технологія одержання ферментних препаратів
- •Глибинний метод виробництва ферментів
- •Виробництво ферментів при поверхневому культивуванні продуцентів
- •Іммобілізація ферментів
- •Класифікація носіїв для ферментів
- •Методи іммобілізації ферментів
- •Застосування іммобілізованих ферментів
- •Іммобілізація клітин
- •Ентомопатогенні препарати грибів
- •Вірусні ентомопатогенні препарати
- •Бактеріальні добрива на основі бульбочкових бактерій
- •Виробництво азотобактерину
- •Бактеріальне добриво фосфобактерин
- •Антибіотики для сільського господарства
- •Лекція № 9. Культура клітин рослин
- •Сфери застосування культур рослинних клітин
- •Культури клітин вищих рослин. Історія методу
- •Морфофізіологічні характеристика каллусних тканин
- •Фактори, що впливають на морфогенез in vitro
- •Генетичні механізми, що обумовлюють диференціювання клітин у культурі
- •Суспензійні культури
- •Методики культивування одиночних рослинних клітин
- •Необхідність іммобілізації рослинних клітин, методи
- •Фізіологічні основи переваги іммобілізованих рослинних клітин перед традиційними способами культивування
- •1. Клітини, іммобілізовані в або на інертному субстраті, утворюють біомасу набагато повільніше, ніж зростаючі в рідких суспензійних культурах.
- •2. Крім повільного росту іммобілізація клітин дозволяє їм рости в тісному фізичному контакті одине з одним, що сприятливо позначається на хімічних контактах.
- •Системи культивування іммобілізованих клітин
- •Застосування ізольованих протопластів
- •Способи отримання і культивування протопластів
- •Способи культивування протопластів
- •Злиття протопластів (парасексуальная гібридизація)
- •Види соматичних гібридів
- •Конструювання клітин
- •Клітинна селекція. Методи клітинної селекції
- •Генетичні основи застосування культури клітин в селекційних цілях
- •Типи клітинних культур, які використовуються в селекції
- •Переваги клітинної селекції перед традиційними селекційними методами
- •Мікроклональне розмноження і оздоровлення рослин
- •Фактори, впливають на процес клонального мікророзмноження
- •Етапи мікроклонального розмноження рослин
- •Методи клонального мікророзмноження
- •Оздоровлення посадкового матеріалу від вірусів методами хіміотерапії і термотерапії
- •Створення штучних асоціацій клітин вищих рослин
- •Підвищення продуктивності сільськогосподарських рослин
- •Ендосимбіотичні асоціації
- •Екзосимбіотичні асоціації з водоростями, грибами, азотфіксаторами
- •Методи збереження генофонду. Методика кріоконсервації, способи уповільнення росту
- •Безклітинні системи в біотехнології. Мембрани хлоропластів
- •Одержання фотогальванічних елементів з використанням бактеріальних мембран
- •Безклітинні білоксинтезуючі системи (ббсс)
- •Лекція № 10. Біотехнологія одержання культури тваринних клітин і тканин
- •Культивування клітин. Історія методу
- •Введення клітин у культуру, їхнє походження
- •Характеристика клітин, що культивуються in vitro
- •Поживні середовища й умови культивування
- •Системи культивування клітин
- •Використання культури клітин людини
- •Культивування клітин і тканин безхребетних
- •Культивування органів
- •Гібридизація тваринних клітин. Історія методу
- •Методи створення експериментальних химер
- •1. Агрегаційний – був запропонований практично одночасно й незалежно один від одного Тарковським у Варшаві та Мінц у Філадельфії (1961-1962 р.).
- •2. Ін’єкційний – був розроблений р. Гарднером у 1968 р.
- •Механізм злиття клітин
- •Моноклональні антитіла. Функціональна структура антитіл
- •Одержання моноклональних антитіл
- •Методи аналізу: імуноферментний (іфа), імунолюмінесцентний, імунорадіологічний
- •Радіоактивні мітки
- •Застосування моноклональних антитіл
- •Клонування тваринних клітин. Історія клонування
- •Методи трансплантації ядер
- •Клонування ссавців. Історія клонування
- •Регулювання відтворення сільськогосподарських тварин
- •Суперовуляція
- •Аеробне очищення стічних вод
- •Анаеробні системи очищення
- •Показники забруднення стічних вод
- •Перелік питань які виносяться на підсумковий контроль
- •Література
Створення штучних асоціацій клітин вищих рослин
Створення штучних асоціацій – новий, порівняно молодий напрям клітинної інженерії з вивчення нових клітин і клітинних систем шляхом введення мікроорганізмів в клітини або в популяції культивованих клітин рослин. Експериментальні клітинні системи називаються асоціаціями.
Асоціації можуть бути як внутрішньоклітинні (ендосимбіотичного типу), так і міжклітинні (екзосимбіотичного типу).
В першому випадку мікроорганізми вводять в ізольовані протопласти вищих рослин. В другому – спільно культивують клітини і тканини рослин з мікроорганізмами.
При створенні асоціацій передбачається, що клітини і їх популяції повинні набувати нових властивостей, обумовлених присутністю в них мікроорганізмів.
Цілі створення популяцій:
1. Експериментальна перевірка гіпотези теорії симбіотичного походження еукаріотичної клітини, яке, за припущенням, проходило через стадії ендо- і екзосимбіозу. Реконструкція окремих стадій еволюційного процесу симбіогенезу.
2. Моделювання природних симбіотичних відносин рослин і мікроорганізмів, які відіграють величезну роль в процесі фіксації атмосферного азоту (забезпечення зв’язаним азотом природних екосистем, а також агроценозів).
3. Підвищення продуктивності рослинних клітин-продуцентів економічно важливих речовин.
4. Одержання рослин з новими властивостями, за умов, що відносини, які складаються між клітинами партнерів при спільному вирощування, зберігаються в рослинах-регенерантах. В літературі обговорюється можливість покращення таким чином сільськогосподарських рослин, а також одержання рослин зі здатністю до автономної фіксації азоту.
Перші дві цілі мають значення для вирішення теоретичних питань біології, останні дві носять яскраво виражений прикладний характер.
Підвищення продуктивності сільськогосподарських рослин
Одна із цілей культивування рослинних клітин – одержання важливих для медицини і ряду галузей промисловості речовин. Для того, щоб виробництво було рентабельним, необхідно культивувати їх на простих за складом поживних середовищах. В той же час, середовища достатньо складні за складом і включають в себе вітаміни, гормони, джерела вуглеводного живлення, так як клітини в культурі являються гетеротрофами або володіють обмеженою здатністю до фотосинтезу. Суміщення в культивованих клітинах здатності до фотосинтезу і біосинтезу специфічних продуктів – малоймовірне. Тому введення в такі культури мікроорганізмів, які синтезують субстрати для росту рослинних клітин або попередники для біосинтезу корисних речовин являється досить привабливим.
В мікробіології досвід змішаного культивування є. Він показує, що системи мікроорганізмів більш ефективні, ніж монокультури. Їх використовують для очистки стічних вод, одержання ферментів, біологічно активних речовин (ауксини, вітаміни, антибіотики). Вважається, що в біотехнології знайдуть застосування змішані популяції, які включають як сполучення кількох штамів мікроорганізмів, так і представників царств рослин і тварин.
Покращення сільськогосподарських рослин передбачає одержання рослин, здатних до фіксації молекулярного азоту.
При внесенні добрив використовується від 30 до 50 % внесеного азоту. Інший шлях постування азоту в грунт – біологічна фіксація молекулярного азоту. Більша частина здійснюється азотфіксуючими симбіонтами, але цей процес характерних лише для деяких видів вищих рослин і мікроорганізмів. Для підвищення частки біологічної фіксації азоту застосовують з підходи:
– інокуляція азотфіксуючими мікроорганізмами (бактеріальні добрива). Недолік – низька виживаємість інтродукуємих чистих культур і витіснення їх природною мікрофлорою;
– створення азотфіксуючих рослин методами генної інженерії. При цьому пропонується вводити гени nif в протопласти вищих рослин. Перешкоди на цьому шляху: процес потребує великої кількості енергії, якої немає в рослинній клітині, немає також систем транспорту, запасів заліза і молібдену, необхідних для синтезу нітрогенази, немає систем захисту нітрогенази від інактивації киснем;
– введення цілих азотфіксуючих організмів в рослини. Такі асоціації повинні враховувати особливості організації природних азот фіксуючих симбіозів: цілісність обох партнерів; інтеграція партнерів в межах організму макросимбіонту; відносна відокремленість макросимбіонту.
За допомогою клітинної інженерії можна здійснити життєдіяльність азотфіксуючих організмів в клітинах і тканинах культурних рослин. При цьому можлива перевірка більшої кількості сполучень партнерів. В процесі культивування можлива також адаптація партнерів одне до одного. Крім того, бактеріальні симбіонти можуть бути інтегровані в тканини рослин зі збереженням їх інтактності, що дозволить захистити нітрогеназу від кисню, який виділяється рослиною в процесі фотосинтезу.
В даний час ці положення можуть бути підтверджені рядом експериментів.