§ 20.2 Технологии клеточной инженерии



Содержание


Вспомните, какие функции выполняют части клетки растений в её жизнедеятельности.


Технологии клеточной инженерии предполагают манипуляции как с группами клеток (тканями), так и с отдельными клетками. Используя технологии клеточной инженерии, получают клетки нового типа с помощью методов культивирования, гибридизации и реконструкции.

Культивирование — это искусственное выращивание растительных тканей из отдельных клеток, которое осуществляется вне организмов на специально созданных средах (рис. 20.3).



Рис. 20.3. Выращивание растений из клеток и тканей на искусственных средах (in vitro)

Такие среды содержат минеральные соли, аминокислоты, гормоны и некоторые другие вещества. На питательных средах растут частицы корней, стеблей и почек, отделённые от растений. Культивирование клеток и тканей в пробирках на питательных средах получило название метода культуры клеток и тканей.

Использование этого метода основано на том, что растение обладает способностью к регенерации (восстановлению) и возможностью формирования полноценных растений из одной клетки или группы клеток.

Метод гибридизации основан на искусственном объединении соматических клеток, т. е. клеток различных тканей. Такой метод получил название соматической гибридизации.

Метод соматической гибридизации используют для получения гибридных растений, которые невозможно получить обычной гибридизацией, т. е. объединением половых клеток растения. Так, например, при скрещивании двух видов картофеля, культурного и дикого, был получен соматический гибрид картофеля, который отличался от родительских форм большей мощностью куста и высотой стебля, благодаря чему был включён в практическую селекционную работу.

Метод реконструкции основан на том, что при обработке клеток определёнными веществами или с помощью специальных манипуляций получают свободные ядра, цитоплазму и другие части клетки. Из отдельных фрагментов разных клеток реконструируют жизнеспособные клетки. В клетки можно вводить модифицированные клеточные органеллы (ядра, хлоропласты, митохондрии и др.). Например, введение в клетку высокоэффективных хлоропластов повышает активность фотосинтеза растительной клетки.

Технологии клеточной инженерии широко используются в селекции растений. Выведены гибриды томата, картофеля, яблони, вишни и др.

Технологии клеточной инженерии позволяют выводить новые формы и сорта растений, обладающие полезными свойствами и устойчивые к болезням и неблагоприятным условиям среды. С помощью методов клеточной инженерии можно получить безвирусный посадочный материал, что особенно важно для сельскохозяйственных культур, которые размножаются вегетативно (картофель, земляника и др.).



Профессии и производство

В современной биотехнологии можно выделить три основных направления:

• промышленная биотехнология как ряд крупномасштабных промышленных биотехнологических производств, использующих микроорганизмы;

• клеточная инженерия, включающая в себя культивирование растительных и животных клеток. Клеточная биотехнология обеспечивает ускоренное получение новых форм и линий растений и животных, позволяет повысить их устойчивость, продуктивность и качество; она занимается размножением ценных генотипов, получением ценных биологических препаратов пищевого, кормового и медицинского назначения;

• генная инженерия, обеспечивающая генетические изменения, перенос чужеродных генов и других носителей наследственности в клетки растений, животных и микроорганизмов, получение трансгенных организмов с новыми качествами. Генная инженерия позволяет решать главные задачи селекции организмов на устойчивость, высокую продуктивность и качество продукции.

Специалисты по биотехнологиям востребованы не только в научных учреждениях и вузах, но и в биопроизводствах, которые развиваются и в нашей стране. Давно существуют крупные научные центры и производства. Химия, сельское хозяйство, фармацевтика и медицина, производство новых продуктов, животных, растений, микроорганизмов — спектр вариантов применения способностей в сфере биотехнологий весьма широк.



Словарь


культивирование; метод культуры клеток и тканей; метод гибридизации; метод реконструкции.



Проверьте себя:

1. Какие методы используются в технологиях клеточной инженерии?

2. В чём сущность метода культуры клеток и тканей?

3. На чём основывается метод соматической гибридизации?

4. В чём сущность метода реконструкции клеток?






Наверх