Жасушалық инженерия жайлы

1. Жасушалық инженерия
2. Протопластарды бөліп алу
3. Тіршілікке қабілетті протопластарды алу
4. Протопластарды In vitro өсіру
5. Протопластардан регенерант өсімдіктер шығару.
6. Сомалық будандастыру
7. Пайдаланылған әдебиеттер

Жасушалық инженерия - дене жасушаларына будандастыру әдiсiн қолдана басталуымен немесе екi әртүрлi жасушалардың ұлпа себiндiсiнде қосылуынан пайда болды. Ол үшiн жасуша жарғағын бiраз бұзады. Бұрын мұндай бүлiнудi Сендая вирусы тудыратын, қазiр оны химиялық заттар әсерi бередi. Сондықтан организм жасушаларының әр, тiптi алыс түрлерi қосыла алады. Мұндай жасуша - гетерокарион жасушалары деп аталады. Жасуша жарғағына, қаңқасына түрлi заттарды қолданып, өте күрделi қисындастырулар-жеке ядро, ядросыз жасуша, ядроны бiр жасушадан екiншi жасушаға егу, көшiрiп отырғызу жүргiзiлуде. Ол жеке жасушада емес, бiрден миллиондаған жасушаларда жасалады. Бұл тәсiлдi жануарлар жасушаларына қолданғанмен жетiлген организм алынбайды. Сондықтан оны өсiмдiктерде қолдану өте пайдалы. Өсiмдiк жасушаларына егу кеш басталғанымен ерекше ферменттер көмегi арқылы өсiмдiк жасушаларын тығыз жасұнық қабығынан айыру мүмкiн болды. Ол қабықсыз жасушаны (протопласты) егу, будан алу, бөгде ДНҚ енгiзу болатындығын көрсеттi.
Бұл инженерия жасушаны құрастыру, будандастыру, қайта жаңартуға негiзделген. Жасушалық инженерия көмегiмен әр түрлер геномдарын қосуға болады. Қазiр жануарлардың дене жасушаларын организмнен тыс өсiруде көптеген тәжiрибе жиналып, қолайлы орта, өсiру тәртiбi әзiрленiп, оларды төменгi температурада ұзақ сақтау тәсiлi меңгерiлдi. Жасушалық инженерия көптеген биология проблемаларының iлiмiн шешуде қолданылады. Бүгiн алғашқы ұрықты бөлу әдiсi кең пайданылады. Зерттеушiлер бұл әдiстi ұрық дамуының кейiнгi сатыларында (морула, бластоциста) жүргiзуде. Алғашқы ұрық жасушаларының ұйысуы әдiсi-әр ата-ана екi бүтiн ұрығын немесе оның кесек бөлшектерiн қосып, төрт ата-ана сапасы бар жануар алу мүмкiндiгiн туғызды. Мұндай жануарды жасанды деп атайды. Түр аралық (қой-ешкi), тұқым аралық жасанды жануарлар алынды. Цитогенетика жетiстiктерiне жыныс анықтау әдiсi жатады. Алғашқы ұрық тiн кесiндiлерiн зерттеу (биопсия) жолымен алынған жасушалардың жыныс хромосомаларын ұқсастандыру әдiсi пайданаланды. Зертханалық малдың бiр, екi пронуклеусiн алу әдiсi қолданылып, жасушада неше түрлi қол әрекетiн жасау қамтамасыз етiлуде. Бөкен ұрығын бiр түрiнен екiншiсiне ауыстырып қондыру iске асты. Түр аралық ауыстырып қондыру қара мал, қой, жоғалып бара жатқан ешкi түрiнде табысты өттi. Қазiр бiр ғана ұрықтанбаған жұмыртқаклеткасының (партеногенез-pаrthеnоs-бұзылмаған) бөлшектенуiн туғызатын себепшарттар зерделендi.

1. Бутенко Р.Г. Биология клеток высших растений in vitro и биотеехнология на их основе. М: ФБК-ПРЕСС, 1999.160с.
2. Валиханова Г.Ж. Биотехнология растений. Алматы:Қонжық, 1996ж,272с.
3. Бегімқұлов Б. Молекулалық генетика және биотехнология негіздері. Алматы.Білім, 1996.200б.
4. Артамонов В.И. Биотехнология-агропромышленному комплексу. М.: Наука, 1989, 158с.
5. Вавилов П., Гриценко В. т.б., Растениеводство, М., 1979;

6. Томилов В., Опытное дело в растениеводстве (учебное пособие), Астана, 2001;

7. Двуреченский В., Возделывание зерновых культур, Костанай, 2004.

Пән: Биология
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 13 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасының білім және ғылым минситрлігі
Семей қаласының Шәкәрім атындағы мемлекеттік университеті

СӨЖ
Тақырыбы: Жасушалық инженерия

Орындаған: Нысангалиева А.А.
Тексерген: Жилкыбаева С.Ж.

Жоспар:
1. Жасушалық инженерия
2. Протопластарды бөліп алу
3. Тіршілікке қабілетті протопластарды алу
4. Протопластарды In vitro өсіру
5. Протопластардан регенерант өсімдіктер шығару.
6. Сомалық будандастыру
7. Пайдаланылған әдебиеттер

Жасушалық инженерия - дене жасушаларына будандастыру әдiсiн қолдана басталуымен немесе екi әртүрлi жасушалардың ұлпа себiндiсiнде қосылуынан пайда болды. Ол үшiн жасуша жарғағын бiраз бұзады. Бұрын мұндай бүлiнудi Сендая вирусы тудыратын, қазiр оны химиялық заттар әсерi бередi. Сондықтан организм жасушаларының әр, тiптi алыс түрлерi қосыла алады. Мұндай жасуша - гетерокарион жасушалары деп аталады. Жасуша жарғағына, қаңқасына түрлi заттарды қолданып, өте күрделi қисындастырулар-жеке ядро, ядросыз жасуша, ядроны бiр жасушадан екiншi жасушаға егу, көшiрiп отырғызу жүргiзiлуде. Ол жеке жасушада емес, бiрден миллиондаған жасушаларда жасалады. Бұл тәсiлдi жануарлар жасушаларына қолданғанмен жетiлген организм алынбайды. Сондықтан оны өсiмдiктерде қолдану өте пайдалы. Өсiмдiк жасушаларына егу кеш басталғанымен ерекше ферменттер көмегi арқылы өсiмдiк жасушаларын тығыз жасұнық қабығынан айыру мүмкiн болды. Ол қабықсыз жасушаны (протопласты) егу, будан алу, бөгде ДНҚ енгiзу болатындығын көрсеттi.
Бұл инженерия жасушаны құрастыру, будандастыру, қайта жаңартуға негiзделген. Жасушалық инженерия көмегiмен әр түрлер геномдарын қосуға болады. Қазiр жануарлардың дене жасушаларын организмнен тыс өсiруде көптеген тәжiрибе жиналып, қолайлы орта, өсiру тәртiбi әзiрленiп, оларды төменгi температурада ұзақ сақтау тәсiлi меңгерiлдi. Жасушалық инженерия көптеген биология проблемаларының iлiмiн шешуде қолданылады. Бүгiн алғашқы ұрықты бөлу әдiсi кең пайданылады. Зерттеушiлер бұл әдiстi ұрық дамуының кейiнгi сатыларында (морула, бластоциста) жүргiзуде. Алғашқы ұрық жасушаларының ұйысуы әдiсi-әр ата-ана екi бүтiн ұрығын немесе оның кесек бөлшектерiн қосып, төрт ата-ана сапасы бар жануар алу мүмкiндiгiн туғызды. Мұндай жануарды жасанды деп атайды. Түр аралық (қой-ешкi), тұқым аралық жасанды жануарлар алынды. Цитогенетика жетiстiктерiне жыныс анықтау әдiсi жатады. Алғашқы ұрық тiн кесiндiлерiн зерттеу (биопсия) жолымен алынған жасушалардың жыныс хромосомаларын ұқсастандыру әдiсi пайданаланды. Зертханалық малдың бiр, екi пронуклеусiн алу әдiсi қолданылып, жасушада неше түрлi қол әрекетiн жасау қамтамасыз етiлуде. Бөкен ұрығын бiр түрiнен екiншiсiне ауыстырып қондыру iске асты. Түр аралық ауыстырып қондыру қара мал, қой, жоғалып бара жатқан ешкi түрiнде табысты өттi. Қазiр бiр ғана ұрықтанбаған жұмыртқаклеткасының (партеногенез-pаrthеnоs-бұзылмаған) бөлшектенуiн туғызатын себепшарттар зерделендi.
Протопластарды бөліп алу.
Клеткалық инженерия - клеткаларды өсіру,оларды будандастыру және қайта құрастыру арқылы клетканың мүлдем жаңа типін жасау әдістерін негізінде қалыптасқан биотехнологияның саласы.Клеткаларды жасанды жолдармен будандастырғ,анда,сомалық(жыныстық емес) клеткаларды бір-біріне қосқанда будан геном түзіледі.
Будандастырудың бұл тәсілінің мәні мынада:аталық және аналық клеткалар ретінде жыныстық клеткалар (гаметалар) емес өсімдіктің дене (сомалық)клеткалары қосылады.Олардың алдын - ала протопластарын бөліп алады,белгілі жағдайда олар бір-бірімен қиылысады.Пайда болған сомалық будан клеткалардан кейін регенерация арқылы будан өсімдіктер өсіп шығады.Протопластарды қосу арқылы будандастыруды әртүрлі атайды:сомалық будандастыру,парасексуальды будандастыру,жыныстық емес будандастыру.Сон-да да, көбінесе бірінші термин қолданылады,ал пайда болған будан сомалық будан деп аталады
Клетканы қайта құрастыру (реконструкция)-клетканың құрамына кіретін ядроны,цитоплазманы,митохондриялард ы,хлоропластарды,хромосоларды бір клеткадан басқа клеткаға көшіру негізінде мүлдем жаңа клетканы жасау.Осындай әрекеттер нәтижесінде ядролық және цитоплазмалық гендер тіркестігі әдеттегідей емес,тіпті өзгеше клеткалар пайда болуы мүмкін.Одан да артық ғалымдарды қызықтыратыны,ол жеке хромосомаларды тасымалдау арқылы анеуплойдтық линияларды алу мүмкіншілігі.
Қазіргі уақытта протопластарды бөліп алу үшін ферменттердің қоспасын пайдаланады.Бұл қоспаның құрамында ферменттердің үш түрі болады:олар пектиназа,целлюлоза,гемицеллюлаза.О лар клетка қабығының негізгі компо-ненттерін ыдыратады.Бұл ферменттерді кейбір бактериялар мен саңырауқұлақтар өздерін өсірген сұйық ортаға бөліп шығарады,сонымен қатар оларды ұлудың ас қорыту сөлінен бөліп алады. Қазіргі уақытта пептиназалық және целлюлазалық әсері бар бірталай стандарттық бірнеше ферменттер бар.Олардың фирмалық аттары әртүрлі,атап айтқанда мыналар:
Целлюллюлаза:
Гемицеллюлаза:
Пектиназа:
Ферменттік ерітінділерді арнайы сүзгіден өткізу арқылы залалсыздандыра-ды.Клетка түрінде құрылымы мен құрамы жағынан айырмашылық болғандық-тан,қолданылатын ферменттердің комбинациялары мен мөлшерінің ара қатынасы бірдей болмайды.Әр-бір ұлпа үшін ферменттердің құрамы,концентрациясы мен ара қатынасы және өңдеу уақыты бөлек іріктеліп алынады.Бөлініп алынған протпластар ферменттік ерітіндіде мейлінше аз уақыт болуы керек,одан кейін ұқыпты түрде жуылуы қажет.
Протопластарды бөлу кезеңінде осмостық стабилизатор маңызды қызмет атқарады.Протопластар бүтін болуы үшін ферменттік ерітінділер изотониялық немесе гипертониялық күйде болуы керек.Кейде материалды алдын - ала плазмолиздік ерітіндісінде біраз ұстайды.
Осмостық зат ретінде көбінесе қанттар (глюкоза,сахароза,сорбит,маннит) пайдаланылады.Осмостық қысымның дәл концентрациясы өсімдіктің нақты түрінен және оның физиологиялық күйіне байланысты жеке іріктеліп алынады.Көбінесе ферменттер кейін протопластарды өсіруге қолданылатын қоректік ортада ерітіліп дайындалады.Ферменттік ерітіндінің РН көрсеткішіндегі бір деңгейде (5,4-6,2 ) ұстау үшін буфер қосады.Протопластарды бөлу кезеңінде аэрацияның маңызы зор.Слндықтан ортаны араластыратын жабдықтар қолданылады немесе ферменттік ерітіндінің түбіне ғана құйылған Петри табақшасында бөліп шығарады Протопластарды ала көлеңкеде немесе қараңғыда бөліп алады.Ферменттік ерітіндіде инкубация уақыты ферменттердің үйлесуіне,РН және температураға байланыста,1-2 сағаттан 15-16 сағатқа дейін барады.Әрбір нақтылы ұлпа үшін ең тиімді температурамен өңдеу уақытын жеке іріктеп алу қажет.Температура әр деңгейде болады,мысалы бидайда 14 градус С болса,томатқа ең қолайлысы 27 градус С.Протопластар бөлініп алынған соң,олар ұлпаның қалдықтары мен ферменттерден тазалануы керек.Ол үшін оларды центрифугалайды немесе сүзіп алады.Инкубациялық қоспаның тесіктері 50-100 мкм електен сүзеді,одан кейін протоплас суспензиясын центрифугалайды.Центрифугалау тәртібі осмостық затқа байланысты.Егер ферменттік ерітіндісі 0,4-0,5 м сахарозада дайындалса,100-200гр 2-3 минут бойы центрифугалайды.Протопластар үстіне қалқып шығады,оларды Пастер пипеткасымен сорып алып,2 рет тұздың ерітіндісімен шаяды.Тығыздығы төмен басқа осмостық заттарды (маннит,сорбит)қолданған кезде ,протопластар центрифугалау кезінде тұнба болып шөгеді.Оларды 2 рет жуады.Одан кейін протопластарды тұздың ерітіндісінде немесе 0.4м маннит,сорбит,глюкоза ерітіндісіне нгемесе өсіретін қоректік ортаға салып,суспензиясын алады.
Тіршілікке қабілетті протопластарды алу
Протопластарды нәтижелі бөліп алу көптеген факторларға байланысты.Олар атап айтқанда:ұлпаның шығу тегі (жапырақ,тұқым жапырақ,тамыр,тозаң түйірі,каллус ұлпасы,суспензиядағы клеткалар),өсімдіктің түрі мен сорты,өсімдіктің физиологиялық күйі,ферменттердің құрамы,олардфың сапасы,ортаның Рн және осмостық заттың түрі.Протопластардың тіршілікке икемділігін ,яғни олардың метоболиттік активті-лігін анықтайтын арнайы әдіс бар .Ол протопластардың флуоресцеиндиацетатпен (ФДА) боялуы.ФДА бұл флуоресценциясы жоқ қосылыс,протопластар мембранасы арқылы жеңіл өтеді,тірі протопластардың ішінде эстеразалардың әсерімен ыдырайды.Соның нәтижесінде флуоресцеин босайды,оны прото-пластардың бүтін мембраналары ұмтап қалады.Сондықтан метоболиттік активтыілігі бар (тіршілікке қабілетті) протопластар ультра күлгін сәулесінде көзге көрінеді,себебі жинақталған флуоресцеин ультро күлгін сәулесімен қоз-дырылып,жасыл сәулені тарата бастайды.
Протопластар суспензиясының сапасы тіршілікке икемді протопластардың саны мен (процент мөлшерінде) белгіленеді.Протопластардың саны Фукс-Резонталь камерасында есептеледі.Протоплдастардың тығыздығы (суспензияның 1 мл-дегі саны) суспензияның маңызды сипаттамасы.Егер ұлпаның немесе өсірген клеткалардың ылғалды массасының 1 гр-нан 1 х 103 тен 1 х104 ке дейін тіршілікке икемді протопластар шықса,онда протопластар жақсы бөлініп алынды деп есептеледі.Жоғарыда айтылып кеткендей,протопластардың бөлініп алынатын мөлшері және олардың өміршеңдігі сімдіктің түріне,жасына және физиологиялық күйі-не,яғни генетикалық және эпигенетикалық ерекшеліктеріне байланысты.Протопластарды көп мөлшерде тұрақты алып отыру үшін өсімдіктерді белгілі бір жағдайда өсіру керек және олардың ең қолайды өсу кезеңін нақтылы бір мүшесін анықтап таңдап алуы қажет.In vitro өскен клеткалар мен ұлпалардан протопластарды бөліп алудың мынадай артықшылықтары бар:стирильдік, In vitro жағдайларында өсіруге бейімділік.Бірақ клетка қабықшасының химиялық құрамының күрделі болып өзгеруі және оның қалыңдауы ферменттік гидролизді қиындатады.Бүтін протопластардың бөлініп алынуы өсірген клеткалардың ішінде меристемалық клеткаларының сан жағынан үйлесіне сай болады,ал ол үшін суспенциядағы клеткаларды жиі-жиі жаңа коректік ортаға көшіріп отыруы керек.Суспензияда өсірген клеткалардан протопластарды алу үшін ең қолайлы мерзім,ол клеткалардың өсу кезеңінің лагарифмдік фазасының соңында.
Осы мезгілде клетка қабықшалары ферменттердің әсерімен оңай ыдырап,өміршең протопластарды береді.Протопластардың тіршілікке екемділігі оларды бөліп алу жағдайлары мен тәсілдеріне байланысты.Клетканың плазмолиз кезінде сусыздандырылуы және қабығының бұзылуы оны шок күйіне (күйзеліске) душар етеді.Бұл жағдайда цитоплазмангың вокуольденуі артады,көптеген липид тамыршалары пайда болады,полисомалардың саны азаяды,ядромен хлоропластар қоюланады. Фермент препаратының сапасы протлпластардың бөліп алынған санына,мөлшеріне ғана емес,олардың кейбір қасиеттерінеде әсер етеді.Пектиндер мен целлюлозаларды гидролиздейтін саудалық фермент препаратына қоспа ретінде протезалар,липазалар,нуклеазалар және басқа ферменттер,фенолдық қосылыстар,тұздар кіреді.Олар плазмалемманың қасиеттерін өзгертуі мүмкін.Осы токсикалық заттардан құтылуы үшін және протопластардың шығуын арттыру үшін ферменттерді тазалауға болады.Бірақ айта кететін мәселе өте жақсы тазартылған ферменттер протопластарды көп мөлшерде алуға тиімсіз келеді.Кейде ферменттік ерітіндісі қорғаушы заттар (протекторлар) қосы-лады,мысалы:калий сульфатының 0,5 процент ерітінділері.Олар протеин-дермен әрекеттесіп,ферменттердің зиянды әсерін төмендетеді.
Инкубациялық ортада иондардың,әсіресе кальций мен магнийдің болуы плазмалемманың тұрақтылығын арттырып оқшауланған протопластардың сапасын жақсартады.Оқшауланған протопластар механикалық және осмостық стреске өте сезімтал болады.Олар тек ішіне сіңіп кіре алмайтын осмостық заттың гипертониялық ерітіндісінде өздерінің осмостық тұрақтылығын сақтай алады.Ферменттік ертіндісінен жуылып тазартылып алынған тіршілікке икемді протопластар шок күйінен шығып,біртіндеп өзінің ішкі жүйесіндегі бұзылған құрылымдарын жөніне келтіріп (репарация),қабығын қайта құруға (регенерация) дайындалады.Толық жарамды изотониялық қоректік ортада (протопласт пен ортаның осмостық қысымы тепе-тең) асептикалық жағдайда протопластар ұзақ мезгіл тіршілікке икемді болып,бөлінуге қабылетін сақтайды.
Протопластарды In vitro өсіру
Протопластарды In vitro түрлі тәсілдермен өсіруге болады.Өсіру тәсілі тәжірибенің мақсатына байланысты.Алдымен протопластардың қоректік ортада шайқап жуып ферменттерден тазартады.Содан соң олардың 1 мл ортадағы санын есептеп алады.Жасайтын тәжірибеге сәйкес олардың тығыздығын керек көрсеткішке жеткізеді.Ол үшін протопластарды әртүрлі көлемі бар ортаға салады. Ал,керісінше,протопластардың тығыздығын азайту үшін оларды қоректік орта мол құйылған ыдысқа көшіреді.Сөйтіп,протопластардың 1 мл ортадағы санын оқтын-оқтын есептеу арқылы олардың тығыздығын жасайтын тәжірибеге сайма-сай келтіреді.Протопластарды сұйық ортада өсіргенде клеткаларды өсірген сияқты олардың тығыздығы жоғары болуы керек.Көбінесе бұл көрсеткіш 1-мл 104---105клетка болады.Егер қоректік орта сұйықталып,протопластар саны бұдан аз болса,лнда олар жөнді өсе алмайды.Өте сұйық суспензияда протопластардың ішіндегі тіршілікке қажетті кейбір метоболиттер плазмолемма арқылы ортаға шығып кететін көрінеді.Сондықтан протопластардың тіршілік қабылеті едәуір кемиді.Осының дәлелі ретінде мынадай мысал келтіруге болады.Әдетте ісік ұлпалардан алынған клеткаларды суспензияда өсіргенде қоректік ортаға ауксин мен цитокинин гормондарын қоспайды.Өйткені бұл гормондар осындай ісік клеткаларының өздерінде түзіледі.Сұйық ортада өсіргенде клетка қабығы ол гормондардың клеьканың ішінен сыртына шығуын бөгейді де ,ондай эндогендік метоболиттерді клетканың өзіде пайдалана алады.Ал ісік клеткалардан бөліп алынған протопластарды суспензияда өсіру үшін қоректік ортаға міндетті түрде экзогендік ауксин мен цитокининді қосу керек.Себебі,жоғарыда айтылғанын-дай,олардың өз эндогендік гормондары клетканың қабығы болмағандықтан плазмолеммадан шығып кетеді.
... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.