Меню

Глава 20. Технологии растениеводства. Клеточная и генная инженерия
§ 20.1 Растительные ткань и клетка как объекты технологии

Технологии растениеводства. Клеточная и генная инженерия

Ткань и клетка растений являются объектами биотехнологий. Технологии клеточной инженерии предполагают манипуляции с группами клеток (тканями) и отдельными клетками. Используя технологии клеточной инженерии, методы культивирования, гибридизации и реконструкции, получают растения с новыми улучшенными признаками.

Технологии генной инженерии позволяют переносить гены из одного организма в другой и получать генетически изменённые генно-модифицированные организмы.

Растительные ткань и клетка как объекты технологии

Вспомните, как устроена клетка живого организма. Можно ли её как-то изменять?

Благодаря новейшим открытиям молекулярной биологии и генетики растительные ткани и клетки стали объектами биотехнологии. Ткани и клетки растений рассматриваются как инженерные объекты, которые можно конструировать в целях получения растений с заданными свойствами, а клеточная инженерия и генная инженерия — как основные технологии.

Биотехнология — это научная и практическая дисциплина, изучающая и разрабатывающая возможности использования живых организмов, их систем, продуктов их жизнедеятельности для решения технологических задач. Биотехнология занимается также созданием новых живых организмов с необходимыми свойствами методом генной инженерии.

Биотехнология — это не только генная инженерия, но и комплекс процессов модификации биологических организмов для обеспечения потребностей человека. Это модификация растений и животных путём искусственного отбора и гибридизации. С помощью современных методов традиционные биотехнологические производства получили возможность улучшить качество пищевых продуктов и увеличить продуктивность живых организмов.

Биотехнология основана на генетике, молекулярной биологии, биохимии, эмбриологии и клеточной биологии, а также прикладных дисциплинах, а именно: химической и информационной технологиях и робототехнике.

В биотехнологических процессах используют образовательные или меристематические ткани. Меристемы — это ткани растений, состоящие из интенсивно развивающихся клеток, которые делятся и дают начало всем тканям и органам растений. Меристематические ткани у взрослого растения находятся на верхушках побегов и кончиках корней, осуществляя рост растения в длину, а также в стебле и корне, обеспечивая разрастание их в диаметре (рис. 20.1).

Развитие технологий клеточной и генной инженерии стало возможным вследствие расширения и углубления представлений о клетке, об организации и функционировании её наследственного аппарата.

Получение новых форм растений и микроорганизмов осуществляется благодаря действиям с клетками, а точнее с наследственным аппаратом клетки, который находится в её ядре: хромосомами и генами (рис. 20.2). Такие известные в биологии методы, как гибридизация и отбор, применяются не на уровне организма, а на уровне клеток и генов.

К принципиальным отличиям современных методов получения новых форм организмов относят, например, их генетическую целенаправленность. Это планируемое изменение наследственности и достижение результатов за короткие сроки. С помощью современных технологий учёные имеют возможность по своему усмотрению конструировать новые клетки и организмы, преодолевать межвидовые барьеры. Например, в клетки растений добавляются части клеток животных. Создаются организмы с комбинациями генов, которые не встречаются в природе. Они начинают обладать уникальными качествами, и их можно использовать на службе человеку. Наибольшее применение современные методы биотехнологии нашли в получении новых форм микроорганизмов и сортов растений.

Проверьте себя:

1. Объясните, почему в биотехнологиях используют именно образовательные (меристематические) ткани растений.

2. Где в растительном организме находятся образовательные (меристематические) ткани?

3. Какова цель техпологий клеточной и генной инженерии?

Подумайте, почему получение растения методом изменения клетки назвали инженерией.