Жасушалық инженерия жайында


1. Жасушалық инженерия.
2. Протопластарды in vitro өсіру.
3. Протопластардан регенерант өсімдіктер шығару.
4. Протопластардың бір.бірімен қиылысып қосылуы.
Жасушалық инженерия - жасушаларды өсіру, оларды будандастыру және қайта құрастыру аркылы жасушаның мүлдем жаңа типін жасау әдістерінің негізінде қалыптасқан биотехнологияның саласы. Жасушаларды жасанды жолдармен будандастырғанда, сомалық (жыныстық емес) клеткаларды бір-біріне қосқанда будан геном түзіледі. Будандастырудың бұл тәсілінін мәні мынада: аталық және аналық клеткалар ретінде жыныстық клеткалар (гаметалар) емес өсімдіктін дене (сомалық) клеткалары қосылады. Олардың алдын ала протопластарың бөліп алады, белгілі жағдайда олар бір-бірімен қиылысады. Пайда болған сомалық будан клеткадан кейін регенерация аркылы будан өсімдіктер өсіп шығады.
Протопластарды косу аркылы будандастыруды әр түрлі атайды: сомалык будандастыру, парасексуальды будаңдастыру, жыныстык емес будандастыру. Сонда да, көбінесе бірінші термин қолданылады, ал пайда болған будан сомалык будан деп аталады.
Жасушаны қайта құрастыру (реконструкция) - жасушаның құрамына кіретін ядроны, цитоплазманы, митохоңдрияларды, хлоропластарды, хромосомаларды бір клеткадан баска клеткаға көшіру негізінде мүддем жана клетканы жасау. Осыңдай әрекеттер нәтижесінде ядролык және цитоплазмалык гендер тіркестігі әдеттегідей емес, тіпті өзгеше клеткалар пайда болуы мүмкін. Одан да артык ғалымдарды кызыктыратыны, ол жеке хромосо-маларды тасымалдау аркылы анеуплоидтык линияларды алу мүмкіншілігі.
Протопласт бөтен ДНҚ-ны кабылдай алатын өте ыңғайлы 8.1. Протопластарды бөліп алу Протопласт деген ферменттердін әсерімен немесе механикалык әдістермен қабығы түгел жойылған өсімдік клеткасы. Ағылшын ғалымы Э. Кокинг 1960-шы жылдардың басында клетканын ішіңдегі протопласты закымдамай тірі күйінде бөліп алу әдісін жете зерттеп дайындады. Ол томат тамырларынын үштарын, зен саныраукулактар өсірген ортасына бөліп шығарған гидролиздік ферменттерімен өңцеп, протопластарды ферменттік әдісімен бөліп алды. Әдетте тірі клеткада протопласт клетканың кабырғасына орталык вакуольдін тургор, яғни кернеулік қысымымен тығыз жанасып түрады. Клетка кабығы аркылы плазмалеммамен коршалған цитоплазмалык жінішке жіпшелер өтеді, солар аркылы коршілес клеткалардын протопластары біріне-бірі жалғасып жатады. Сондыктан клетка кабығын ферментпен еріткен кезде, протопластарға зиян келтірмей клеткаларда плазмолизді жүргізеді. Осмотик ретінде сахароза, маннит, сорбит колданылады.
1. Мишустин Е.Н., Емцев В.Т. Микробиология. М; Агропромиздат,
1987, 347 с.
2. Егоров Н.С. Промышленная микробиология. М. Высш.шк., 1989,
688 с.
3. Абдрахманов О. Төменгі сатыдағы өсімдіктер систематикасы Алматы мектеп 1972, 243б.
4. Егорова Т.А., Клунова С.М., Живухина Е.А. Основы биотехнологии. М.: «АСАДЕМА», 2003ж. 568б.
5. Курс низших растений (под. ред.М. В. Горленко. М. Высш.школа. 1981 с 520).

Пән: Биология
Жұмыс түрі: Материал
Көлемі: 14 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 300 теңге




Қазақстан Республикасының Білім және Ғылым министрлігі
Семей қаласының Шәкәрім атындағы мемлекеттік университеті

БАӨЖ
Тақырыбы: Жасушалық инженерия

Орындаған: Еппаев Е.Д.
Тексерген:Жилкибаева С.Д.

Семей- 2015
Жоспар:
1. Жасушалық инженерия.
2. Протопластарды in vitro өсіру.
3. Протопластардан регенерант өсімдіктер шығару.
4. Протопластардың бір-бірімен қиылысып қосылуы.

Жасушалық инженерия - жасушаларды өсіру, оларды будандастыру және қайта құрастыру аркылы жасушаның мүлдем жаңа типін жасау әдістерінің негізінде қалыптасқан биотехнологияның саласы. Жасушаларды жасанды жолдармен будандастырғанда, сомалық (жыныстық емес) клеткаларды бір-біріне қосқанда будан геном түзіледі. Будандастырудың бұл тәсілінін мәні мынада: аталық және аналық клеткалар ретінде жыныстық клеткалар (гаметалар) емес өсімдіктін дене (сомалық) клеткалары қосылады. Олардың алдын ала протопластарың бөліп алады, белгілі жағдайда олар бір-бірімен қиылысады. Пайда болған сомалық будан клеткадан кейін регенерация аркылы будан өсімдіктер өсіп шығады.
Протопластарды косу аркылы будандастыруды әр түрлі атайды: сомалык будандастыру, парасексуальды будаңдастыру, жыныстык емес будандастыру. Сонда да, көбінесе бірінші термин қолданылады, ал пайда болған будан сомалык будан деп аталады.
Жасушаны қайта құрастыру (реконструкция) - жасушаның құрамына кіретін ядроны, цитоплазманы, митохоңдрияларды, хлоропластарды, хромосомаларды бір клеткадан баска клеткаға көшіру негізінде мүддем жана клетканы жасау. Осыңдай әрекеттер нәтижесінде ядролык және цитоплазмалык гендер тіркестігі әдеттегідей емес, тіпті өзгеше клеткалар пайда болуы мүмкін. Одан да артык ғалымдарды кызыктыратыны, ол жеке хромосо-маларды тасымалдау аркылы анеуплоидтык линияларды алу мүмкіншілігі.
Протопласт бөтен ДНҚ-ны кабылдай алатын өте ыңғайлы 8.1. Протопластарды бөліп алу Протопласт деген ферменттердін әсерімен немесе механикалык әдістермен қабығы түгел жойылған өсімдік клеткасы. Ағылшын ғалымы Э. Кокинг 1960-шы жылдардың басында клетканын ішіңдегі протопласты закымдамай тірі күйінде бөліп алу әдісін жете зерттеп дайындады. Ол томат тамырларынын үштарын, зен саныраукулактар өсірген ортасына бөліп шығарған гидролиздік ферменттерімен өңцеп, протопластарды ферменттік әдісімен бөліп алды. Әдетте тірі клеткада протопласт клетканың кабырғасына орталык вакуольдін тургор, яғни кернеулік қысымымен тығыз жанасып түрады. Клетка кабығы аркылы плазмалеммамен коршалған цитоплазмалык жінішке жіпшелер өтеді, солар аркылы коршілес клеткалардын протопластары біріне-бірі жалғасып жатады. Сондыктан клетка кабығын ферментпен еріткен кезде, протопластарға зиян келтірмей клеткаларда плазмолизді жүргізеді. Осмотик ретінде сахароза, маннит, сорбит колданылады. Осы заттардың гипертониялык ерітінділері әсерінен вакуоль сусызданып жиырылып, протопласт көлемі кішірейіп, сонынан кабыктан алшактайды (37-сурет). Кейде клетка сопак болғанда протопласт плазмолиз кезінде екі бөлініп кетуі мүмкін. Сондай ядросы жок субпротопласт цитопласт деп аталады.
ерітіндісіне осмостык зат косылады. Осы әдіспен әр түрлі өсімдіктердің ұлпаларынан протопластар алынады.
Казіргі уакытта протопластарды бөліп алу үшін ферменттердін коспасын пайдаланады. Бұл коспанын күрамында ферменттердің үш түрі боладын пектиназалар, целлюлазалар және гемицеллюла-залар. Олар клетка кабығының негізгі компоненттерін ьщыратады. Бұл ферменттерді кейбір бактериялар мен санырауқүлактар өздерін өсірген сүйык ортаға бөліп шығарады, сонымен катар оларды ұлудың аскорыту сөлінен бөліп алады. Казіргі уакытта пектиназалык және целлюлазалык әсері бар бірталай стандарттык ферменттер бар. Олардың фирмалык аттары әр түрлі, атап айтканда мыналар:
- целлюлазалар;
- гемицеллюлазалар;
- пектиназалар;
- ЗС целлокандин мен ксиланаза (бұлар целлюлоза-пектин комплексіне әсер етеді).
Ферменттік ерітінділерді арнайы сүзгіден өткізу аркылы залалсыздандырады. Клетка түрлерінде күрылымы мен күрамы жағынан айырмашылыктары болғандыктан, колданылатын ферменттердің комбинациялары мен мөлшерінің ара катынасы бірдей болмайды. Әрбір үлпа үшін ферменттердің күрамы, концентрациясы мен ара катынасы және өңцеу уакыты бөлек іріктеліп алынады. Бөлініп алынған протопластар ферменттік ерітіндіде мейлінше аз уакыт болуы керек, одан кейін үкыпты түрде жуылуы кажет.
Протопластарды бөлу кезінде осмостык стабилизатор маңызды кызмет аткарады. Протопластар бүтін болу үшін ферменттік ерітінділер изотониялык немесе гипертониялык күйде болу керек. Кейде материалды алдын ала плазмолиздык ертіндісінде біраз үстайды. Осмостык зат ретінде көбінесе канттар (глюкоза, сахароза, сорбит, маннит) пайдаланылады, кейде СаС12, Ма2НР04, КСІ түздардын ерітіңдісі 0,3-0,8 М концентрацияда колданылады. Осмостык заттын дәл концентрациясы өсімдіктін нактылы түріне және онын физиологиялык күйіне байланысты жеке іріктеліп алынады. Көбінесе ферменттер кейін протопластарды өсіруге колданылатын коректік ортада ерітіліп дайындалады. Ферменттік I ерітіндінін рН көрсеткішін бір деңгейде (5,4-6,2) үстау үшін буфер косады.Протопластарды бөлу кезінде аэрациянын маңызы зор. Сондыктан ортаны араластыратын жабдыктар колданылады немесе ферменттік ерітінді тубіне ғана күйылған Петри табакшасында бөліп шығарады. Протопластарды ала көлеңкеде немесе каранғыда бөліп алады. Ферменттік ерітіндіде инкубация уакыты ферменттердін үйлесуіне, рН және температураға байланысты, 1-2 сағаттан 15-16 сағатка дейін барады. Әрбір нактылы үлпа үшін ең тиімді температурамен өндеу уакытын жеке іріктеп алу кажет. Температура әр денгейде болады, мысалы бидайға 14°С болса, томатка ен колайлысы 27°С. Протопластар бөлініп алынған сон, олар үлпанын калдыктары мен ферменттерден тазалануы керек. Ол үшін оларды центрифугалайды немесе сүзіп алады. Инкубациялык коспаны тесіктері 50-100 мкм електен сүзеді, одан кейін протопласт суспензиясын центрифугалайды. Центрифугалау тәртібі осмостык затка байланысты. Егер ферменттік ерітіндісі 0,4-0,5 М сахарозада дайындалса, 100-200 § 2-3 мин бойы центрифугалайды. Протопластар үстіне калкып шығады, оларды Пастер пипеткасымен сорып алып, екі рет түздың ерітіндісінде шаяды. Тығыздығы төмен баска осмостык заттарды (маннит, сорбит) колданған кезде, протопластар центрифугалау кезінде түнба болып шөгеді. Оларды екі ретжуады. Одан кейін протопластарды түздын ерітіндісінде немесе 0,4 М маннит, сорбит, глюкоза ерітіндісіне немесе өсіретін коректік ортаға салып, суспензиясын алады. 8.2. Тіршілікке кабілетті протопластарды алу Протопластарды нәтижелі бөліп алу көптеген факторларға байланысты. Олар атап айтканда: үлпанын шығу тегі (жапырак, тукымжарнак, тамыр, тозаң түйірі, каллус үлпасы, суспензиядағы клеткалар), өсімдіктің түрі мен сорты, өсімдіктін физиологиялык күйі, ферменттердін күрамы, олардын сапасы, ортанын рН және осмостык заттын түрі.
Протопластардын тіршілікке икемділігін, яғни олардын метаболиттік активтігін аныктайтын арнайы әдіс бар. Ол протоиластардын флуоресцеиндиацетатпен (ФДА) боялуы. ФДА- бүл флуоресценциясы жок косылыс, протопластар мембранасы аркылы женіл өтеді, тірі протопластардын ішінде эстеразалардын әсерімен ыдырайды. Сонын нәтижесінде флуоресцеин босайды, оны протопластардын бүтін мембраналары ұстап калады. Соидыктаи метаболиттік активтігі бар (тіршілікке кабілетті) нротоплаетар ультракүлгін сәулесінде көзге көрінеді, себебі іипсрінлс жинакталған флуоресцеин ультракүлгін сәулесімен коідырыдып, жасыл сәулені тарата бастайды.
Протопластар суспензиясынын сапасы тіршілікке икемді иротопластардын санымен (процент мөлшерінде) белгіленеді. Протопластардын саны Фукс-Розенталь камерасында есептеледі. Протопластардын тығыздығы (суспензияньщ 1 мл-дегі саны) сусиеизияның манызды сипаттамасы. Егер үлпанын немесе осірілген клеткалардың ылғалды массасының 1 граммынан ІхІО5 теп Iх 1 ()*' дейін тіршілікке икемді протопластар шыкса, онда протонластар жаксы бөлініп алынды деп есептеледі.
Жоғарыда айтып кеткендей, протопластардың бөлініп алынатын мөлшері және олардын өміршеңцігі өсімдіктін түріне, жасына және физиологиялык күйіне, яғни генетикалык және эиигенетикалык ерекшеліктеріне байланысты. Протопластарды коп молиіерле түракты алып отыру үшін өсімдіктерді белгілі бір жагдайда осіру керек және олардың ен колайлы өсу кезенін, нактылы бір мүшесін аныктап тандап алу кажет.
Іn vitro өскен клеткалар мен ұлпалардан протопластарды бөліп алулып. мыпадай өз артыкшылыктары бар: стерильдік, in vitro жагдайыпда өсуге бейімділік. Бірак клетка кабыкшасынын химнялык күрамынын күрделі болып өзгеруі және онын калындауы ферменттік гидролизді киындатады. Бүтін протопластардың бөлініп алынуы өсірген клеткалардын ішінде меристемалык юіеткаларынын сан жағынан үлесіне сай болады, ал ол үтііігі суспензиядағы клеткаларды жиі-жиі (әрбір 2-3 тоулігііідс) жаңа коректік ортаға көшіріп отыру керек. Суспензияда өсірген клеткалардан протопластарды алу үшін ен колайлы мезгіл, ол клеткалардың өсу кезенінін логарифмдік фазасынын сонында. Осы мезгілде клетка кабыкшалары фермепттердін әсерімен онай ыдырап, өміршең протопластарды береді. Протопластардың тіршілікке икемділігі оларды бөліп алу жагламлары мен тәсілдеріне байланысты. ІСлетканың плазмолиз кезінде сусыздандырылуы және кабығының бүзылуы оны шок күйіне (күйзеліске) душар етеді. Бүл жағдайда цитоплазманың вакуольденуі артады, көптеген липид тамшылары пайда болады, полисомалардың саны азаяды, ядро мен хлоропластар коюланады.
Фермент препаратының сапасы протопластардың бөліп алынған санына, мөлшеріне ғана емес, олардын кейбір касиеттеріне де әсер етеді. Пектиндер мен целлюлозаларды гидролиздейтін саудалык фермент препараттарына коспа ретінде протеазалар, липазалар, нуклеазалар және баска ферменттер, фенолдык косылыстар, түздар кіреді. Олар плазмалемманын касиеттерін өзгертуі мүмкін. Осы токсикалык заттардан күтылу үшін және протопластардын шығуын арттыру үшін ферменттерді тазалауға болады. Бірак айта кететін мәселе, өте жаксы тазартылған ферменттер протопластарды көп мөлшерде алуға тиімсіз келеді. Кейде ферменттер ерітіндісіне корғаушы заттар (протекторлар) косылады, мысалы декстраннын немесе калий сульфатының 0,5 % ерітінділері. Олар протеиндермен әрекеттесіп, ферменттердін зиянды әсерін төмендетеді.
Инкубациялык ортада иондардың, әсіресе кальций мен магнийдің болуы, плазмалемманын түрактылығын арттырып, окшауланған протопластардың сапасын жақсартады. Окшауланған протопластар механикалык және осмостык стреске өте сезімтал болады. Олар тек ішіне сіңіп кіре алмайтын осмостык заттың гипертониялык ерітіндісінде өздерінің осмостык түрактылығын сактай алады.
Ферменттік ерітіндісінен жуылып тазартылып алынған тіршілікке икемді протопластар шок күйінен шығып, біртіндеп өзінің ішкі жүйесіндегі бүзылған күрылымдарын жөніне келтіріп (репарация), кабығын кайта күруға (регенерация) дайындалады. Толык жарамды изотониялык коректік ортада (протопласт пен ортанын осмостык кысымы тепе-тең) асептикалык жағдайда протопластар үзак мезгіл тіршілікке икемді болып, бөлінуге кабілетін сактайды.
Протопластарды in vitro өсіру.
Протопластарды in vitro түрлі тәсілдермен осіруге болады. Өсіру тәсілі тәжірибенін максатына байланысты. Алдымен протопластарды коректік ортада шайкап жуып ферменттерден тазартады. Сонан сон олардың 1 мл ортадағы санын есептеп алады. Жасайтын тәжірибеге сәйкес олардын тығыздығын керек көрсеткішке жеткізеді. Ол үшін протопластарды әр түрлі көлемі бар ортаға салады. Мысалы, протопластардын тығыздығын асыру үшін оларды аз көлемді ортаға салады. Ал, керісінше, протопластардың тығыздығын азайту үшін оларды коректік орта мол күйылған ыдыска көшіреді. Сөйтіп, протопластардын 1 мл ортадағы санын октын-октын есептеу аркылы олардын тығыздығын істейтін тәжірибеге сайма-сай келтіреді.
Протопластарды сұйық ортада өсіргенде клеткаларды өсірген сиякты олардың тығыздығы жоғары болуы керек. Көбінесе бүл көрсеткіш Імл 104 - 105 клетка болады. Егер коректік орта сүйыкталып, протопластар саны бүдан аз болса, онда олар жөнді өсе алмайды. Өте сүйык суспензияда протопластардын ішіндегі тіршілікке кажетті кейбір метаболиттер плазмалемма аркылы ортаға шығъш кететін көрінеді. Сондыктан протопластардын тіршіліктік кабілеті едәуір кемиді. Осының дәлелі ретінде мынадай мысал келтіруге болады. Әдетте ісік үлпалардан алынған клеткаларды суспензияда өсіргенде коректік ортаға ауксин мен цитокинин гормондарьш коспайды. Өйткені бүл гормондар 4 осындай ісік клеткаларынын өздерінде түзіледі. Сұйык ортада өсіргенде клетка кабығы ол гормондардын клетканын ішінен сыртына шығуын бөгейді де, ондай эндогендік метаболиттерді клетканьщ өзі пайдалана алады. Ал ісік клеткалардан бөліп, алынған протопластарды суспензияда өсіру үшін коректік ортаға міндетті түрде экзогендік ауксин мен цитокининді косу керек. Себебі, жоғарыда айтылғандай, олардын өз эндогендік гормондары клетканың кабығы болмағандыктан плазмалеммадан шығып кетеді. Протопластардың өсуіне жаксы жағдай жасау үшін коректік кабат әдісін пайдаланады немесе байытылған ортаны колданады, ол болмаса олар өсіп жаткан ортанын көлемін минимумға азайтады. Астынғы коректік кабат ретінде рентген немесе гамма-сәулелері әсер еткен протопластар мен клеткалар пайдаланылады. Сол әсерден ондай клеткалар бөліну кабілетінен айырылады, бірак баска клеткалардың өсуіне жағдай туғызады. Осы әдістін тағы бір түрі, ол нашар өсетін протопластарды жаксы өсетін протопластармен бірге өсіру. Байытылған орталар өсімдіктердін шамалы түрлері үшін ғана оң әсерін тигізеді.
Протопластарды өсірудің кен таралған әдісі, оларды жоғары ылғалдылыкта көлемі 20-40 мкл тамшыларда өсіру. Петри табакшасының какпағында немесе түбіндегі кішкене тамшыларға протопластар автоматтык пипеткамен салынады. Протопластарды өсіру үшін бүл әдістің ... жалғасы
Ұқсас жұмыстар
Жасушалық инженерия
Жасушалық инженерия туралы
Жасушалық инженерия жайлы
Жасушалық инженерия жайлы мәліметтер
Жасушалық инженерия жайлы ақпарат
Жасушалық инженерия жайлы мәлімет
Гендік инженерия ғылымы
Жасушылық инженерия
Жасушалық дақлдар
Жасушалық теория
Пәндер

Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор №1 болып табылады.

Байланыс

Qazaqstan
Phone: 777 614 50 20
WhatsApp: 777 614 50 20
Email: info@stud.kz
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь