Сомалық будандастырудың принциптері туралы

Пән: Биология
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 7 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасының Білім және Ғылым министрлігі

Семей қаласының Шәкәрім атындағы мемлекеттік университеті

БАӨЖ

Тақырыбы: «Сомалық будандастырудың принциптері . »

Орындаған:Остаева Г. А.

Топ:БТ-307

Тексерген: Жилкыбаева С. Ж.

Семей, 2015

Жоспар:

1. Сомалық будандастыру.

2. Сомалық будандастырудың принциптері.

3. Сомалық будандарды сұрытап алу әдістері.

Сомалық будандастыру.

Бірінші рет будан жасушалары 1960-шы жылдары жасушаларды in vitro өсіру әдісі жетілдірілгенде жануар жасушаларынан алынған. Өсімдіктерде бұл мүмкіншілік кешірек, протопластарды бөліп алу және оларды қосу әдістері жете зерттелгенде жүзеге асты.

Жануар сомалық жасушаларын будандастыру әдісі биология мен медицинаның теориялық мәселелерін шешуге пайдаланылады. Будан жасушалар биотехнологияда кеңінен қолданылады, мысалы, гибридомаларды пайдаланып моноклондық антиденелерлді алу үшін. Гибридома деген ол антидене түзетін жасушаның (В-лимфоциттің) ісік жасушамен қосылған будан жасушасы.

Ісік жасушаларының құрамына енгізілген лимфоциттер организмнен тыс шексіз уақыт өсіп, антиденелерді түзеп, оларды қоректік ортаға мол мөлшерде шығарып жатады.

Өсімдіктердің сомалық жасушаларының протопластары құйылысып, будан жасуша құрылады, ал одан тотипотенттік қасиетке сүйене регенерация арқылы будан организм шығады. Сондықтан бұл әдіс будан өсімдіктің құрамында нендей қасиеттердің пайда болатынын білу үшін генетикалық талдау жасауға ыңғайлы болады. сомалық жасушаларды будандастыру арқылы өсімдіктерді генетикалық жағынан жақсартуға болады.

Көне заманнан бастап мәдени өсімдіктердің селекциясы жыныстық будандастыруға және соның нәтижесінде шыққан алуан генотиптерді сұрыптап, олардың арасынан ең құндыларын таңдап алуға негізделген. Бірақ жыныстық будандастыру генетикалық жағынан өте қатаң шектелген будандастыру жүйесі. Бұнда ата-аналық формалары ретінде тек биологиялық бір түрге жататын белгілі организмдер белгілі бір тіркесті пайдаланылады. Жыныстық будандастырудың нәтижесінде белгілі гендер жиынтығы бар ұрпақ пайда болады. жыныстық жолмен мәдени өсімдікке жабайы түрдің бағалы жеке бір ғана белгісін беру мүмкін емес. Жыныстық процесс симметриялық (аталық пен аналықтан ұрпаққа несие боп берілетін хромосомалар саны тепе-тең) болғандықтан, көздеген мақсат бойынша берілетін пайдалы қасиетпен қатарласып, көптеген тіпті зиянды белгілері де қосымша беріледі. Аталық пен аналықтың екеуінің де гаметалары қосылғанда зиготаға өздерінің ядролық генетикалық материалдың гаплоидтық жиынтығын бір мөлшерде қосады. Жабайы түрдің көптеген жарамсыз гендерінен аластау үшін алынған буданды дүркін-дүркін бастапқы мәдени өсімдік формасымен қайтара будандастыра беру қажет. Бұл жұмысқа көп жылдар кетеді, гендері біркелкі таза линия алып, одан сортты шығару үшін он реттен артық қайталап будандастыру өткізу керек.

Жыныстық процесінде хлоропластар мен митохондриялардағы генетикалық ақпарат, яғни ядродан тыс ақпарат аналық жағынан тұқым қуалайды. Жыныстық будандастыру өсімдіктердің физиологиялық жақын түрлерімен ғана шектеледі. Болашақта селекцияның тиімділігін генетикалық базисті үдейі кеңейту жолымен ғана қамтамасыз етуге болады. екпе өсімдіктердің генетикалық базисын кеңейту жолы, ол түраралық және туысаралық будандаржды алу. Бірақ ондай таксономиялық алшақтық жыныстық жолмен будандастыруды шектейді. Дегенмен, жабайы өсімдіктердің пайдалы гендерін екпе өсімдіктерге ендіруге түраралық, туысаралық будандастырудың маңызы өте зор.

Сомалық будандастырудың принциптері.

Сомалық будандастыру - будандастырудың жаңа әдісі, оның арқасында будандастыру жыныстық процесс арқылы емес, тіпті басқа жолмен - сомалық жасушалардың құйылысуы арқылы өтеді.

Сомалық будандастырудың арқтықшылығы мынада: 1) әдеттегі жыныстық жолымен будандаспайтын филогенезде түпкі тектері алыс жатқан өсімдік түрлерін будандастыру; 2) асимметриялық будандарды ылу, оларда аналық немесе аталық әйтеуір екі біреуінің гендер жиынтығы толығымен болса, екіншісінің бірнеше хромосомалары (немесе гендері, органоидтары мен цитоплазмасы) болады; 3) үшеу және одан да көп ата-аналық жасушалардың құйылысуы; 4) ата-аналық идиотиптері толығымен болатын будандарды алу; 5) ядродан тыс цитоплазмалық гендері бойынша гомозиготаларды алу; 6) генеративтік жүйелерінің сыйымсыздығын жеңу; 7) морфогенезде гаметогенездегі аномалиялар салдарынан жыныстық процесс өте алмайтын өсімдіктердің будандарын алу; 8) эпигенетикалық программалары әр түрлі жасушалардың будандарын алу (Ю. Ю. Глеба, К. М. Сытгик, 1982) . Сонымен, сомалық немесе парасексуальдық будандастыру ядролық және цитоплазмалық гендерді тасымалдайтын бірегей әдіс. Оның көмегімен өсімдіктердің жыныстық сыйымсыздық мәселесін шешуге болады.

Екі протопласт қосылғанда, егер олардың ядролары қосылса, нағыз будан жасуша (ядролық будан) пайда болады. Ядролары қосылмаған будан жасуша гетерокарион деп аталады. Гетерокарионды ата-аналық біреуінің немесе екеуінің субпротопластарын будандастыру үшін пайдалануға болады. Субпротопласт - протопластың бөлігі, цитоплазмалық мембранамен қоршалған құрамында кейбір органоидтары бар; ядросы болса - ол нуклеопласт, ядросы жоқ болса - цитопласт, ядро мен цитоплазманың бөлігі болса -минипртопласт. Хлоропластар мен митохондрияларды бір жасушадан екіншісіне көшіру үшін цитопластарды пайдалануға болады. Ата-ананың біреуінің ядросы бар және цитоплазмалық гендері екеуінің немесе біреуінен болса, онда цитоплазмалық будан (цибрид) деп аталады. Ата-аналық біреуінен цитоплазмалық гендері иеленген будандарды цитоплазмалық гетерозиготалық будан (цитогет) деп атайды. Жасушада цитоплазмалық гендер хлоропластар мен митохондрияларда болғандықтан және кейбір ядролық және цитоплазмалық гендері жойылу (сегрегация) арқасында, сомалық будандастыру нәтижесінде будандардың 27 түріне дейін алуға болады.

Оқшауланған протопластар қоршаған ортадан макромолеккулалар мен жасушаның құрамындағы кішігірім бөлшектерді өздеріне сіңіре алады. Шамасы, бұл табиғи эндоцитоз құбылысы немесе олар плазмалемманың үзілген жерінен өтеді, жаңадан бөлініп алынған протопластарда мембрананың бұзылған жерлері болып жатады.

Будан жасушаларды өсірсе одан каллус шығады, ал каллуста морфогенез процестері өтсе будан регенерант өсімдігі шығады. Осы жолмен 1972 жылы П. Карлсон әріптестерімен жоғары сатыдағы өсімдіктің бірінші буданын алды, ол темекінің Nicotiana glauca мен N. langsdorfii түраралық буданы еді. Шыққан регенерант өсіп, дамып, гүлдеген кәдімгі өсімдікке айналды. Бұл өсімдіктердің морфологиясы, хромосомалар саны, жыныстық жолмен алынған амфидиплоидтармен (ата-ананың әрқайсысынан хромосомалардың бір диплоидтық жиынтығы қосылған) бірдей болды.

Сомалық будандарды сұрытап алу әдістері.

Жеке гетерокариондар мен будан протопластарды көптеген ата-аналық протопластардың арасынан сұрыптап алу киын міндет. Сондықтан алғашында зерттеушілер будандарды регенеранттар пайда болғанда мутациялардын комплементарлығы негізінде іріктеген. Г. Мелъхерс пен Г. Лабиб 1974 жылы алынған өсімдіктерінін нағыз сомалық будан екендігін дәлелдеу үшін генетикалық комплементтенуді қолданды. Генетикалық комплементтену - ол будан клеткаларда гендер әрекеттесу негізінде ақауы бар гендердің функциясын қалпына қайтадан келтіруі. Ата-ана ретінде екі сортын қолданды. Олардың жарыққа сезімтал хлоропластары болған. Әрбір сорттың ядросында жарыққа сезімталдықты белгілейтін өзінің рецессивтік гені болған. Сол гендердің салдарынан бұл өсімдіктер жарықта өскен кезде хлорофилл түзілуі кемтар болған. Осы гендер бойынша гомозиготалық өсімдіктер күшті жарықта өсіргенде, жапырақтары түссізденіп, ақырында құрыған. Ал жыныстық будандардың хлоропластары дұрыс түзіліп, жапырақтары жасыл болған, себебі мутацияға ұшыраған ақау гендер жыныстық процесс кезінде комплементтеніп кеткен. Екі сорттың гаплоидтық протопластары қосылғанда да дәл сондай нәтижеге жеткен. Бұл тәжірибе бірнеше сатыдан тұрған.

Алдымен тозаңқаптарды өсіріп гаплоидтық өсімдіктер алынған. Бұл өсімдіктер жарықта емес, көлеңкеде өсірілген. Сондықтан жапырақтары жасыл болған, сәуле түспеген соң олардың мутацияға душар болған гендері өздерінің активтігін көрсете алмаған. Олардың жапырақтарынан протопластар бөлініп алынған. Протопластарды қосып, будан клеткалар жасалған. Ол клеткаларды колониялар және каллустар пайда болғанша өсірген. Каллустарды жаңа ортаға көшіріп, морфогенез процесін жүргізген. Сонда каллустардан сабақтар шыққан. Одан соң жарықта (1 лк) өсіре бастаған. Бұл жағдайда хлорофилл түзіп жасыл өскіндері болып, тірі қалған тек қана сомалық будан өсімдіктер ғана. Ал будан емес өскіндер ақшыл болған, ақырында құрыған.

Сол сияқты басқа тәжірибелер де өткізілген. Оларда фотосинтездік мутанттардың генетикалық комплементтенуін будандарды алу үшін пайдаланған. Хлоропласт гендерінің құрамында мутацияға душар болған хлорофилл түзуге жауапты гендер мәдени өсімдіктерде кең тараған. Сондықтан сол гендерге негізделген генетикалық комплементтену әдісі сомалық будандарды алудың ең сенімді және қарапайым жолы. Бұл мутанттармен өткізілген жұмыстардың артықшылығы, цитоплазмалық будандар мен цитоплазмалық гетерозиготаларды анықтау мүмкіндігі. Бірақ бұл әдіс көп уақытты талап етеді, себебі сұрыптау тек қана регенерант өсімдіктер деңгейінде жүргізіледі.

Хлорофилдік мутанттардан басқа мутанттар да сомалық будандарды сұрыптау үшін қолданылады, мысалы, ауксотрофтық мутанттар. Ауксотрофтар - бұл биохимиялық мутанттар. Олар мутация салдарынан өз тіршілігіне қажетті қандай да бір заттың биосинтезіне қабілеттілігінен айырылған. Сондықтан ауксотрофтық клеткалар сол өздері түзе алмайтын заттың қоректік ортада болуына мұқтаж. Мысалы, О. Шидер бауырмүкті глюкозаға ауксотрофтық аталық штамының протопластарың, никотин қышқылына ауксотрофтық аналық штамының протопластарымен қосып, будан клеткаларын бөліп алған. Бұл сомалық будан клеткалары ауксотрофтық болмаған. Оның себебі неде? Сұрыптау қалай жүргізілген? Бұл құбылысқа мынадай түсінік беруге болады. Бауырмүктің аталық штамының клеткасындағы глюкоза түзуге қатынасты ген мутацияға ұшыраған, бірақ оның никотин қышқылын түзуге жауапты гені ешқандай өзгеріссіз, өз күшінде қалған. Керісінше, аналық штамының клеткасындағы никотин қышқылын түзуге жауапты гені мутацияға ұшыраған, ал глюкоза түзуге қатынасты ген мутацияға душар болмай, өз қабілетін сақтаған. Әрқайсысының өзіндік ақауы бар осы екі штамның протопластарын қосып будан клеткалар алынғанда, оларда глюкозаны да, никотин қышқылын да түзуге қасиет пайда болады. Сөйтіп, ауксотрофтық ақаулық жойылған.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.