Биотехнологиялық объект ретінде өсімдік жасушаларын өсіру жайлы ақпарат

Пән: Биология
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 9 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі

Семей қаласының Шәкәрім атындағы мемлекеттік университеті

«Стандарттау және биотехнология» кафедрасы

РЕФЕРАТ

Тақырыбы: Биотехнологиялық объект ретінде өсімдік жасушаларын өсіру.

Орындаған: Мухамеджанова А. С.

Тобы: БТ-307

Тексерген: Жилкыбаева С. Д.

Семей 2015 ж

Мазмұны

Кіріспе

1 Өсімдік жасушасы және ұлпасының өсінділері

Қорытынды

Пайдаланылған әдебиеттер

Кіріспе

Биотехнологияның пайда болуы және дамуы микроорганизмдерді қолдануға тікелей байланысты. Осыдан 6000 жыл бұрын көне Египет елдерінде және XIX ғасырдың ортасында Еуропа елдерінде микроорганизмдерді нан, қышқылды-сүт тағамдарын дайындау, спиртгі және т. б. алу үшін кеңінен қолдана бастады. Ерте заманнан дәстүрлі технологияда қолданылып келе жатқан микроорганизмдерге қарағанда, жоғарғы сатыдағы организмдердің жасушалық өсінділері биотехнологияның жаңа объектісі болып саналады. Олардың тіршілігіне негізделе отыра, биологиялық белсенді заттар, вакциналар, моноклональды антиденелер өндіріледі.

Жасушалық биотехнология -биотехнологияның аса маңызды бағыттарының бірі болып саналады. Ол негізінде жаңа объект -оқшауланған жасушаларды қолдануға бағытталған, яғни эукариоттық организмдердің жасушаларын немесе ұлпаларын, сонымен қатар өсімдік жасушаларының ғажайып қасиеті - тотипотенттікке негізделген. Бұл саладағы жетістіктер глобальды теориялық және тәжірибелік тапсырмаларды шешуге зор мүмкіндік туғызды. Осыған байланысты фундаментальды ғылымдар саласында мынандай күрделі дағдарыстар шешімін тапты: ұлпалардағы жасушалардың өзара байланысы, жасушаның дифференциялануы, морфогенез, жасушалардың тотипотенттігінің жүзеге асуы, рак жасушаларының пайда болуы және т. б. Тәжірибелік мақсаттарға қол жеткізу барысында: селекцияға, жануарлар жасушасын колдана отырып, дәрі-дәрмектік биопрепараттар және өсімдіктерден көп мөлшерде бағалы биологиялық метаболиттерді алуға, атап айтқанда, арзан дәрі-дәрмектер, сонымен қатар вируссыз өсімдіктерді өсіру, олардың клондық көбеюіне және т. б. аса көңіл аударылып отыр.

Жасушаларды организмнен тыс өсіруге болатыны туралы идеялар XIX ғасырдың аяғында байқала бастады. XIX ғасырдың аяғы мен XX ғасырдың басында неміс ғалымы X. Фехтинг (1892), С. Рехингер (1893), Дж. Харбеландт (1902) өсімдіктер ұлпасы мен органдарының сахароза сіңдірілген сорғыш қағазда өсуін шапшаңдатуға алғашқы рет қадам жасады. Ешқандай нәтиже шықпаса да, бұл жүргізген жұмыстардың зор маңызы болды. Бұл зерттеулерде байқалған идеялар сол замандағы ғылымның дамуын анықтады және ондаған жылдардан соң олардың дұрыстығы дәлелденді. Ал жануарлар жасушасын жасанды қоректі ортада өсіру алғашқы per XX гасырдың басында жүргізілді. Зерттеушілер көп уақытқа дейін, өсімдік жасушаларын жасанды ортада өсіру барысында тиісті нәтиже ала алмады. Бұл салада алғашқы жетістіктер өткен ғасырдың 30-шы жылдарында алынып, сол ғасырдың 60-70-ші жылдарында өсімдіктер және жануарлар жасушаларын өсіру бағыты қарқындап дамыды.

XX ғасырдың 70-ші жылдарында жасушалық өсіндіні өсіруде маңызды жетістіктерге қол жеткізілді. Бұл кезде өсімдіктер протопластарын бөліп алу әдістері ойлап шығарылды, сонымен қатар сомалық жасушаларды будандастыру ашылды. Жоғарғы өсімдіктердің оқшауланған протопластары мен жакуарлардың жасушалық өсінділері, будандастыру және оларға генетикалық бөгде зат (жасушалық органеллалар, бактериялар) енгізу арқылы жасушалық конструкторлық объектіге айналды. Жасушалық конструкторлық әдістерді қолдану өсіндідегі продуценттік жасушалардың қасиеттерін жақсартуды көздейді, ал өсімдіктер жасушаларын қолданған кезде, жаңа қасиеті бар (өсімдік жасушасының тотипотенттігіне негізделген) өсімдіктердің түрін алуға мүмкіндік туғызады.

Қазіргі күні биотехнологияның үздіктері болып, АҚШ және Япония елдері саналады, бұл елдерде ауылшаруашылық, фармацевтік, тағам және өндірістік биотехнология салалары өте жақсы дамыған. Ал ферменттік препараттарды, аминқышқылдарын, белокты, дәрі-дәрмектерді өндіру бойынша, көп жетістіктермен көш ілгері дамыған болып Еуропа елдер (Германия, Франция, Ұлыбритания) және Ресей саналады. Бұл елдерде биотехнология жаңа техника және жоғарғы технологияның қолдануымен, тағы да биотехнологияның салаларындағы қарқынды түрде орындалған фундаментальды және тәжірибелік зерттеулерімен сипатталады.

Қазақстанда биотехнология саласының дамуы жасушалық өсінділермен тікелей байланысты. Қазақстан ғалымдары А. Қ. Бұлашев, Қ. Қ. Мұқанов және т. б гибридомды технологиясының негізінде көптеген антигендерге моноклональды антиденелерді алуды жүзеге асырды. Бүгінгі күні А. Қ. Бұлашев басқарған авторлар тобы өндіретін бруцеллез, туберкулез, лептоспироз және т. б антигендерге арналған моноклональды антиденелер тәжірибеде кеңінен қолданылады.

XX ғасырдың соңы, XXI ғасырдың басы, жасушалық биотехнологияның жаңа жетістіктерімен адам баласын таң қалдырады. Ерекше орын алатын сала ол - гибридомды технология. Моноклональды антиденелерді қолдана отырып, тек инфекциялық және рак ауруларын анықтап ғана қоймай, сонымен қатар лейкоз, гепатит В және стрептококкалық ауруларын емдеуге болады. Медициналық тәжірибеде фетальды жасушаларды, орталық жүйке жүйесінің және қалқанша без ақауларын емдеу үшін кеңінен қолданады. Жасушалық биотехнологияның табыстары биология, биохимия, медицина, ветеринария және т. б. салаларында кеңінен қолданылады.

Биотехнологияның болашағын және оның адам өміріндегі маңызын, жапон профессоры К. Сакагучи былай сипаттайды: « . . . не қаласаңыз соны микроорганизмдерден таба аласыз, олар ешқашан сізді алдамайды . . . Жануарлар мен өсімдіктер жаоушаларының күрделі, әлі толық зерттелмеген тұқым қуалау аппаратына әрекет жасау, биотехнологияның қолдану салаларын кеңейтеді және оның принципиальді басқа бағыттарын тудырады».

1 Өсімдік жасушасы және ұлпасының өсінділері

Каллустық жасуша дегеніміз - ол қолайлы ортада өсірілген өсімдік жасушасы. Каллустық жасушаның өсуі жалпы эволюция заңдылығына сәйкес. Сондықтан каллустық жасушаның өсуі S-тәрізді қиғаштан тұрады (Сакс бойынша өсу қиғашы) және бес фазамен сипатталынады.

Бірінші фаза - латентті фаза немесе лаг-фаза, мұнда жасушалар бөлінуге дайындықта болады.

Екінші фаза - экспоненциальді фаза (логарифмдік фаза) жасушалардың бөлінуі шапшаң түрде жүріп, жас жасушалардың саны артады.

Үшінші фаза - сызықтық фаза, каллустық массанның ұлғаюмен сипатталады.

Төртінші фаза - жасушалардың бәсең өсуі, мұнда жасушалардың бөлінуі күрт төмендейді.

Бесінші фаза - стационарлық фаза мұнда бөлінген жасушалар мен өлі жасушалар саны теңесіп, каллус массасы тұрақты болады. Бұл фазадан кейін каллус өз тіршілігін жояды.

Жасанды қоректік ортада өсірілген каллустық жасушалар мен ұлпаларда, табиғатына тән қасиеттер сақталынады. Мысалы: суыққа төзімділігі, абиотикалық факторларға (температура, тұздануға, фотокезеңдік реакцияларға) төзімділігі, әсіресе басты маңыздылығы - ол екінші метаболиттерді синтездеу қасиеті. Сонымен қатар жалпы каллустық жасушаларға тән қасиеттер мен бірге тек оларға тән ерекшеліктер пайда болады. Ең басты популяциялық ерекшеліктер -физиологиялық асинхрондық және генетикалық гетерогендік.

Физиологиялық асинхрондық - жыныссыздық популяцияның ең жиі кездесетін ерекшелігі. Ол мынаған негізделеді, уақыттың белгілі бір мезгілінде жасушалар әртүрлі өсу фазасында болуы. Мысалы: бір жасушалар бөлінеді, екіншілері өседі, кейбіреулері қартаяды. Сондықтан мұндай ұлпаның физиологиялық жағдайы, жасушалардың көп мөлшері қандай кезеңде болса, сонымен сипатталатын болады.

Физиологиялық асинхрондықтықты келесі себептерге байланысты пайда болады: өсімдіктің генотипіне, түріне, сортына, эксспланттың ерекшелігіне; өсіру жағдайларына (стресстар) ; эндогенді және экзогенді гормондар мөлшеріне; жасушалар мен клондардың генетикалық гетерогендігіне, сонымен қатар in vitro жағдайында митозда болатын аномалияларға; физикалық факторлардың (температура, сәуле, аэрациялау) әсеріне тәуелді.

Генетикалық гетерогендік - ол сомалық жасушалар популяциясының қасиеттері (геномның тұрақсыздығы, генетикалық гетерогенділігі) . Жасуша культураларында әрқашан да полиплоидия, ансуплодия, хромосомалық аберрация, гендік мутациялар пайда болады. Бірақ генетикалық гетерогендікті кемшілік деп қарастыруға болмайды, ол популяцияның арнайы жағдайы деп есептелінеді, сонымен қатар адаптацияланудың негізі болып қарастырылады.

Генетикалық гетерогендіктің пайда болу себептері; алынған материалдың генетикалық гетерогендігі; өсімдіктен алғаш рет бөліп алу кезінде коррелятивті байланыстардың бүзылуы; ортаның компоненттерінің әсері (экзогенді гормондар мутагенді әсер етуі мүмкін) ; ұзақ уақыт субкультурлау, осы кезде генетикалық өзгеріске ұшыраған каллустық жасушалар жинақталады.

Биология ғылымындағы аса күрделі проблемалардың бірі - ол көп клеткалы организмдердің дамуы. Осы процесті зерттеу үшін, қарапайым модель ретінде жасуша және ұлпа өсінділері қарастырылады. Алғашқы дедифференциалаудан кейін каллустық жасушаның дамуы әртүрлі бағытта жүруі мүмкін. Біріншіден бұл процесс екінші дифференциялау деп қарастырылады. Мұнда каллуста жеке дифференцияланған жасушалар пайда болады. Олардың белгілі бір құрылысы және қызметі болады. Мысалы: эпибласталардың пайда болуы (екінші метаболиттер жинақталынады) . Бұл каллустық жасушаның ең қарапайым дифференциялануының күрделі түрі. Ол гистологиялық дифференциялану, бұл каллуста белгілі органдардың (млечники, талшықтар, ксилема элементтері т. б. ) түзілуімен сипатталынады. Екінші дифференциялаудың ең күрделі түрі- органогенез, яғни органдардың түзілуі, сомалық эмбриогенезде-сомалық жасушалардан эмбриоидтардың, ұрық тәрізді биполярлы структуралардың пайда болуы.

Дифференциялаудың барлық түрі, тотипотенттік қасиет болғанда ғана жүреді.

Екінші диференциациядан өтетін каллустық жасушалар бірыңғай белгілермен ерекшеленеді. Ондай жасушалар - «инициалды-жасушалар»- басқа каллустық жасушалардан оқшау, жасушалық қабырғасы жуандаған жасушалар. Сонымен қатар, оларға мына белгілер тән: ядроның ұлғаюы, заттық қордың мол болуы, вакуольдердің өлшемінің азаюы және гексоздар ыдырауының шапшаңдауы.

Дедифференциядан өткеннен кейін жасушалар бірнеше жолдар арқылы дамиды.

Бірінші жол - өсімдіктің екінші регенерациясы, яғни жасуша, ұлпа, органдар деңгейінде дифференциацияның өтуі.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.