Өсімдік жасушаларын өсірудің қысқаша тарихы


Пән: Жалпы тарих
Жұмыс түрі:  Материал
Тегін:  Антиплагиат
Көлемі: 60 бет
Таңдаулыға:   
Бұл жұмыстың бағасы: 500 теңге
Кепілдік барма?

бот арқылы тегін алу, ауыстыру

Қандай қате таптыңыз?

Рақмет!






1. Өсімдік жасушаларын өсірудің қысқаша тарихы.
2. Патогендер мен зиянкестерге төзімді өсімдік жасау.
3. Жасушалардың in vitro жағдайында өсуі.
4. Сомалық будандастыру.
5. Биотехнологиялық зертхананы ұйымдастыру.
1. Өсімдік жасушаларын өсірудің қысқаша тарихы. Өсімдік жасушаларын өсіру
деген термин соңғы кезде кең мағыналы ұғымға айналып кетті. Бұл ұғым барлық
in vitro жағдайында өсірілетін объектілерді, атап айтқанда жасушалар мен
протопласттарды, ұлпаларды, жеке мүшелерді, ұрықтарды және бүтін регенерант
өсімдіктерді қамтиды. Іn vitro деген термин жасушалардың жасанды ортада
асептикалық жағдайда өсірілетінін белгілейді. In vivo деген термин тіршілік
әрекетіне тән процестердің организмде өтетінін көрсетеді. Регенерант
өсімдік деген термин in vitro жағдайында пайда болған бүтін өсімдікті
белгілейді. Өсімдіктен бөлініп алынған жасушаларды, ұлпаларды, мүшелерді
жасанды қоректік ортада тек қана залалсыздандырылған жағдайда өсіруге
болады. ХІХ ғасырдың аяғында өсімдіктердің бөлшектері мен жеке-дара
мүшелерін алғашқы өсіре бастаған неміс ғалымы еді. Мысалы: К.Рехингер мен
Х.Фехтинг бүршіктерді, тамырлар мен сабақтардың кесінділерін дымқыл құмда
өсіруге тырысты. Кейбір тәжірибелерде жасушалар бөліну арқылы каллустар
пайда болған. Жасушаларды өсірудің негіздерін бірінші болып 1902ж. анық
қисынға келтірген Г.Габерланд еді. Ол бірқатар жабық тұқымды өсім-ң
жапырағынан бөліп алынған паренхима жасушаларымен тәжірибе істеді. Ол
өсімдіктің әрбір тірі жасушасы тотипотентті болады деген гипотезаны ұсынды.
2. Патогендер мен зиянкестерге төзімді өсімдік жасау. Ауыл шаруашылығына
микроб, саңырауқұлақ, вирустық патогендер мен әр түрлі жәндіктердің
тигізетін зияны орасан зор. Сондықтан түрлі аурулар мен зиянкестерге
төзімді өсімдік сорттарын шығару аш биотехнологияның ең бір өзекті міндеті
және де гендік инженерияны практикада қолдану жолындағы үздік мәселе болып
табылады. Өкінішке орай, түрлі патогендерге өсімдіктің төзімділігі көптеген
гендермен белгіленеді. Қазір гендік инженерияның айлалы әрекеттерімен тек
қана жалғыз бір ген немесе хромосоманың бір бөлігінде жалғаса орналасқан
бір топ гендер ғана белгілейтін төзімділік белгісін тасымалдап өсімдікке
дарытуға болады. кейде өсімдіктің өзіне тән табиғи төзімділік гені болса,
ол патогенге төтеп бере алмайды. Мұндай төзімсіздік гендердің экспрессиясы
әлсіз болғандығында не гендердің қызмет қарқыны бәсеңдеуіне байланысты
болады. Өсімдіктерді зиянкес жәндіктерден қорғау үшін химиялық заттар
инсектицидтер қолданылады. Сондай-ақ пестицидтер, гербицидтер,
фитотоксиндер қолданылады.
3. Жасушалардың in vitro жағдайында өсуі. Агарланған және сұйық жасанды
қоректік орталарда өсірілетін өсімдік жасушаларының негізгі типі, ол
көбеюге қабілеті бар каллус ұлпалары. Кез еклген негізгі ұлпалардан пайда
болған каллус ұлпаларын өзіне лайықты қоректік ортада ұзақ уақыт бойы,
тіпті шексіз өсіруге болады. Үзбей өсіру үшін әрбір 3-4апта өткеннен кейін
каллустарды жаңа қоректік ортаға отырғызып бағады. Бүтін организмдер сияқты
жасанды ортада жасушалардың өсуі S-тәрізді қисық сызықпен бейнеленеді және
ол мынандай фазаларды қамтиды:1) лагфаза, бұл фаза кезінде жасушалардың
көрінетіндей өсуі болмайды, бірақ жасуша белсенді түрде суды және қоректік
заттарды сіңіреді де бөлінуге дайындалады; 2) үдеу фазасы, бұл кезде
жасушалар бөлініп созылып өсе бастайды; 3) логфаза, түзу сызықпен
бейнеленетін өте қысқа фаза, мұнда өсу жылдамдығы уақыт өткен сайын екі
еселеніп үдейді; 4) жасуша өсуінің төмендеу фазасы, бұл фазада жасуша
өсуінің салыстырмалы жылдамдығы бәсеңдейді; 5) стацфаза, бұл кезде
жасушаның өсуі жылдам болмаса да тұрақты жүреді; 6) жасушалардың біртіндеп
жойылып құру фазасы.
4. Сомалық будандастыру. Сомалық будандастыру – будандастырудың жаңа әдісі.
Оның арқасында будандастыру жыныстық процесс арқылы емес, тіпті басқа
жолмен – сомалық жасушалрдың құйылысуы арқылы өтеді. Мұндай сомалық
будандастыруды таксономиялық алшақтық шектемейді. Түраралық қана емес,
туысаралық, тіпті одан да алшақ систематикалық топтарға жататын
өсімдіктерді будандастыруға болады. Сомалық будандастырудың артықшылықтары
мынада:1) жыныстық жолмен будандаспайтын филогенезде түпкі тектері алыс
жатқан өсімдік түрлерін будандастыру.2) ассиметриялық будандарды алу;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) энергетикалық
программаларды әр түрлі жасушалардың будандарын алу.
5. Биотехнологиялық зертхананы ұйымдастыру. Бт-қ зертхананы ұйымдастыру
үшін қарапайым изолирленген алаң (бөлме) қажет, сондай-ақ қазіргі заманғы
құрал-жабдықтар мен жоғары сапалы реактивтер қажет. Бөлменің едені мен
қабырғасын дезинфекциялауға ыңғайлы болу үшін олар кафельмен жабылған, ал
төбе ақталған болуы керек. Жуушы бөлмені жабдықтау: жылы же суық сумен
жуу; дистилденген су; дистилятор же бидистиляторлар; кептіргіш шкафтар.
Қоректік орталарды дайындайтын бөлмелерді жабдықтау: зертханалық столдар;
тұздық маттық ерітінділер; гормондар мен витаминдерді сақтайтын
тоңазытқыштар; аналитикалық және торсионды таразылар; иономерлер; магнитті
аралыстырғыштар; плиталар, газды горелкалар; ыдыстар жиыны. Заласыздандыру
бөлмесін жабдықтау: автоклавтар; қоректік ортасы бар штативтерге арналған
стелаждар; залалсыздандырылған материалдарды қоятын шкафтар. Берілген бөлме
нүктелік-сору желдеткішімен жабдықталған болуы керек және автоклавтан
конденсатты шығару үшін канализациялы ағыс болуы керек. Бт-қ зертханаға
қажетті материалдар мен құралдардың, ыдыстардың керек жиыны: өлшегіш
колбалар, Эрленмейер колбалары, химиялық стакандар, өлшегіш цилиндрлер,
Петри табақшасы, пробиркалар, бөтелкелер, пипеткалар, шыны таяқшалар мен
өлшегіш фильтрлер, ланцеттер, қайшылар, пинцеттер, пышақтар, алмаздар,
буландырылған инелер, шпательдер, қағаз, хромпин.

Билет 2.
1. Жасушалық селекция.
2. Төзімді жасушаларды сұрыптау.
3. Протопласттарды in vitro өсіру.
4. Жаттекті түрлерді сомалық будандастыру.
5. Іn vitro жасушасы мен ұлпаны культивирлеу үшін қоректік орта дайындау.
1. Жасушалық селекция. Іn vitro өсірілген жасушалардың арасынан нақтылы бір
селективтік жағдайға сәйкес өзгеріске ұшырап, пайдалы қасиетке ие болған
жасушаларды көбейтіп сұрыптап алуды жасушалық селекция дейді. Әрбір
жасушадан өсімдік шыға алатын болғандықтан, жасушалық селекцияны қолданып
өсімдіктердің жаңа формаларын тез алуға болады. Оларға бастама болған
жасуша белгілі бір төтенше факторға төзімді келсе, одан шыққан өсімдік те
көбінесе сол қасиетті сақтай алады. Жасушалық селекцияның артықшылығы
мынада: жыл он екі ай маусымға тәуелсіздік және уақыт пен егіс көлемінің
үнемделуі. Іn vitro өсетін жасушалық популяцияның әрбір жасушасын жеке
организм деп теңесе, бір тәжірибенің өзінде-ақ миллиондаған дарақпен
айналысуға болады. Ал дала жағдайында ең көп дегенде ғалым мыңдаған ғана
өсімдіктермен жұмыс істей алады.
2. Төзімді жасушаларды сұрыптау. Қажет белгісі бар жасушаларды
суспензиядан, каллустан, протопласттардан сұрыптап алуға болады.
Суспензияны пайдаланғанның негізгі артықшылығы, стандарттық микробилогиялық
әдістерді қолдану мүмкіншілігі. Төзімді жасушаларды протопласттардан
сұрыптаудың өз артықшылығы бар, себебі протопласттарды суспензиядағы
жасушалар мен каллустардан ғана емес, бүтін өсімдіктен де бөліп алуға
болады. Төзімді жасушаларды сұрыптау әдісі бір сатылы же көп сатылы
болады. Бір сатылы сұрыптау кезінде жасушалар селективтік фактор өте жоғары
мөлшерде болған ортада өсіріледі. Бірақ фактордың жоғары концентрациялары
барлық жасушалар бір мезгілде құрып кетуіне әкеледі, тіпті төзімді жеке
жасушалар да тірі қалмауы мүмкін. Оған қарағанда көп сатылы сұрыптау
тиімді. Онда жасушаларды алдымен селективтік заттың төмен концентрациясы
бар ортада өсіреді. Одан кейін жасушалар өсе келе селективтік заттың
концентрациясы артығырақ қоректік ортаға көшіріледі. Бұндай жағдайда
тезірек өсетін төзімді жасушалар өсу жылдамдығынан жабайы жасушалардан оза
бастайды. Тежеуші заттың концентрациясын біртіндеп өсіре отырып өте жрғары
концентрацияда өсетін төзімді жасушаларды сұрыптап алуға болады. Сонымен
қатар, көп сатылы сұрыптаудың нәтижесінде төзімділік белгісі ылғи тұрақты
болады.
3. Протопласттарды in vitro өсіру. Протопласттарды Іn vitro түрлі
тәсілдермен өсіруге болады. Өсіру тәсілі тәжірибенің мақсатына байланысты.
Алдымен протопласттарды қоректік ортада шайқап жуып ферменттерден
тазартады. Сонан соң олардың 1мл ротадағы санын есептеп алады. Жасайтын
тәжірибеге сәйкес олардың тығыздығын керек көрсеткішке жеткізеді. Ол үшін
протопласттарды әр түрлі көлемі бар ортаға салады. Мысалы протопласттардың
тығыздығын асыру үшін оларды аз көлемді ортаға, ал тығыздығын азайту үшін
оларды қоректік орта мол құйылған ыдысқа көшіреді. Протопласттарды сұйық
ортада өсіргенде жасушаларды өсірген сияқты олардың тығыздығы жоғары болуы
керек. Көбінесе бұл көрсеткіш 1мл 104-105 жасуша болады. Егер қоректік орта
сұйықталып, протопласттар саны бұдан аз болса, онда олар жөнді өсе алмайды.
Өте сұйық суспензияда протопласттардың ішіндегі тіршілікке қажетті кейбір
метоболиттер плазмолемма арқылы ортаға шығып кететін көрінеді.
Протопласттарды әртүрлі орталарда өсіруге болады. Олар: жоғары ылғалдылықта
көлемі 20-40мкл тамшыларда, сұйық ортада ғана емес, біраз қоюланған ортада,
қатты ортада, жасушалар мен ұлпаларды өсіруге арналған орталарда да өсіруге
болады.
4. Жаттекті түрлерді сомалық будандастыру. Әр қилы тұқымдастар, трибалар
(тұқымдас пен тұқым аралығындағы жүйелеу бірлігі) және туыстар құрамына
кіретін бір-біріне жат түрлер арасында жыныстық жолмен будан алу мүмкін
емес. Филогенезде түпкі тектері алшақ жатқан түрлер арасынан тек сомалық
буданды, олардың протопласттарын қосып алуға болады. бірақ осы кезге дейін
ондай сомалық будандардан құнды ұрпақты өсімдіктер әлі алынған жоқ. Мысалы,
ғалымдар мынадай тұқымдасаралық будан жасушалардан линиялар алған: соя мен
темекінің әр түрлерінің каллус пен мезофилл протопласттарын қосып; бұршақ
пен темекінің; ат бұршағы мен темекінің; темекі мен пияздың және т.б. Осы
тұқымдасаралық жасушалық будандаржың клондары зерттелді. Барлығын да қысқа
мерзімде мезофилл жасушасының хромосомалары жойыла бастаған.
Цитогенетикалық талдау мен изоферменттердің құрамын талдау көрсеткендей,
хромосомалар толық жойылмаған. Тұқымдасаралық будан жасушалар арасында
көпядролық не өте кіші жасушалар, хромосомалық қайта құру, алып
хромосомалар көп байқалған. Сондай-ақ сомалық будандастыру жолымен
сасықмеңдуана мен итжидек, итжидек пен қытай темекісі, итжидек пен бежір,
итжидек пен шырайгүл арасында трибааралық будандар алынған. Ал туысаралық
сомалық будандардан картоп пен томат алынған.
5. Іn vitro жасушасы мен ұлпаны культивирлеу үшін қоректік орта дайындау.
Қоректік ортаның құрамына минералды тұздар, көмірсулар, витаминдер,
фитогормондар, амин қышқылдары кіреді. Жасушалар Іn vitro жағдайында
көмірсутегіне мұқтаж, себебі олар гетеротрофты қоректенеді. Көмірсутегі
ретінде сахароза мен глюкоза қосылады. Барлық қоректік орталардың негізі
болатын минералды тұздардың қоспасы. Ол жасушаларды макро- және
микроэлементтермен қамтамасыз етеді. Азот қоректік ортаға нитрат не
аммоний түрінде қосылады., фосфор-фосфат түрінде, күкірт-сульфат түрінде,
темір-хелат не әр түрлі тұздар түрінде қосылады. Сонымен қатар қоректік
орта құрамына калий, кальций, магний иондары, бірсыпыра элементтер: B, Mn,
J, Zn, Cu, Mo, Co кіреді. Көптеген орталардың құрамында витаминдер бар.
Олардың ішінде ең маңыздылары В тобына жатады. Жасушалардың өзінде
витаминдер түзіледі, бірақ аз көлемде. Қоректік ортаға қосылған витаминдер
метаболизм реакцияларының тежелмей өтуіне ықпалын тигізіп, жасушалардың
өсуіне әсер етеді. Барлық физиологиялық процестерді реттейтін фитогормондар
болғандықтан, олар қоректік орнаның маңызды компоненті. Бұдан басқа
қоректік ортада комплекстік органикалық қосындылар бар. Олар: экстракттар,
шырындар, пісіп жетілмеген эндоспермдер, казеин гидролизаты, аминқышқылы
қоспалары.

Билет 3.
1. Жасушалық инженерия.
2. Тіршілікке қабілетті протопласттарды алу.
3. Эндоспермді in vitro өсіру.
4. Қоректік ортаны дайындау тәсілдері.
5. Клондық микрокөбейту әдісін қолдану және оның болашағы.
1. Жасушалық инженерия. Жасушалық инженерия –қайта құрастыру, будандастыру
және жасанды ортада өсіру негізінде жасушалардың жаңа типін жасау әдісі.
Жасанды жолдармен тұтас сомалық жасушаларды (олардың протопласттарын) бір-
біріне қосып будан геномын алу сомалық будандастыру деп аталады.
Жасушаларды қайта құрастыру деген ұғымды әртүрлі жасушалардан алынған жеке
фрагменттерден (ядро, хромосома, цитоплазма, жасуша органеллалары)
құрастырылған тіршілікке қабілеттілігі бар жасушаларды қолдан жасау деп
түсіну керек. Оқшауланған протопласттарды қосу арқылы сомалық
будандастырудың теориялық негізі мен тәжірибелік басты шарттардың жасалуына
негізгі себепкер, ол протопласттарды жасанды ортада өсіру және будан
жасушалардан регенерант өсімдік алу әдісінің жетілуі болды. Тар ұғымда
жасушалық инженерия деген терминді протопласттардың құйылысып қосылуы деп
түсіну керек.
2. Тіршілікке қабілетті протопласттарды алу. 1968ж. Жапон ғалымы Такеба
темекінің мезофилл жасушаларынан көп мөлшерде, тіршілікке қабілеттілігі
жоғары протопласттарды бөліп алудың тиімді әдісін тапты. Осыдан кейін осы
әдісті қолданып өсімдіктердің бірнеше түрінен әртүрлі ұлпаларынан
протопласттарды бөліп ала бастады. Изотоникалық лайықты қоректік
ерітіндіде, асептикалық жағдайда протопласттар бірнеше күндер және апталар
аралығында тіршілік ете алады және бөлінуге қабілетін сақтайды.
Протопласттарды агарланған қатты қоректік ортада да өсіруге болады, ондай
ортада олардан каллустық жасушалар колониялары пайда болады.
Протопласттарды бөлудегі ортаның жоғары осмостық қысымы протопласттарды
осмостық стресінен сақтайды.
3. Эндоспермді in vitro өсіру. Эндоспермді in vitro өсіру үшін алғашқы
әрекеттер 1930жылдары жасалған, бірақ көпке дейін олардан еш нәтиже
шықпаған. Бірінші болып 1949 жылы Ла Ру жүгерінің пісіп жетілмеген
эндоспермін тұқымнан жеке бөліп алып табысты өсіреді, бірақ ол жалғыз ғана
регенерант өсімдігін ала алды. Эндосперм жасушалары үшплоидтық болады. Егер
эндоспермді in vitro өсіріп, оның жасушаларынан регенерант өсімдік алынса,
ол үшплоидтық болып шығады. Селекция үшін үшплоидтық өсімдіктердің маңызы
зор. Оларды дағдылы жолмен (тетраплоидтық өсімдіктерді диплоидтылармен
будандастыру) алу өте қиынға соғады. Бір өсімдіктің жетілген не пісіп
жетілмеген эндоспермдерін өсіру үшін әр түрлі қоректік орта керек. Мысалы,
пісіп жетілмеген эндосперм түрлі органикалық заттар қосылған ортаны талап
етеді. Эндоспермді өсіріп үшплоидтық өсімдіктер цитрустардан, алмадан,
күріштен, сандал ағашынан алынған. Сонымен, эндоспермді өсіру әдісін
пайдалану арқылы азық-түліктік дақылдардың селекциясын тиімді жүргізуге
болады.
4. Қоректік ортаны дайындау тәсілдері. Қоректік ортаның құрамына минералды
тұздар, көмірсулар, витаминдер, фитогормондар, амин қышқылдары кіреді.
Жасушалар Іn vitro жағдайында көмірсутегіне мұқтаж, себебі олар
гетеротрофты қоректенеді. Көмірсутегі ретінде сахароза мен глюкоза
қосылады. Барлық қоректік орталардың негізі болатын минералды тұздардың
қоспасы. Ол жасушаларды макро- және микроэлементтермен қамтамасыз етеді.
Азот қоректік ортаға нитрат не аммоний түрінде қосылады., фосфор-фосфат
түрінде, күкірт-сульфат түрінде, темір-хелат не әр түрлі тұздар түрінде
қосылады. Сонымен қатар қоректік орта құрамына калий, кальций, магний
иондары, бірсыпыра элементтер: B, Mn, J, Zn, Cu, Mo, Co кіреді. Көптеген
орталардың құрамында витаминдер бар. Олардың ішінде ең маңыздылары В тобына
жатады. Жасушалардың өзінде витаминдер түзіледі, бірақ аз көлемде. Қоректік
ортаға қосылған витаминдер метаболизм реакцияларының тежелмей өтуіне
ықпалын тигізіп, жасушалардың өсуіне әсер етеді. Барлық физиологиялық
процестерді реттейтін фитогормондар болғандықтан, олар қоректік орнаның
маңызды компоненті. Бұдан басқа қоректік ортада комплекстік органикалық
қосындылар бар. Олар: экстракттар, шырындар, пісіп жетілмеген эндоспермдер,
казеин гидролизаты, аминқышқылы қоспалары.
5. Клондық микрокөбейту әдісін қолдану және оның болашағы. Клондық
микрокөбейту әдісінің толып жатқан артықшылықтары болса да, ол өте көп
еңбек пен қаржыны талап етеді. Дүние жүзінде клондық микрокөбейту әдісінің
технологиясы лабораториялық деңгейінде 2400 астам өсімдік түрлеріне
дайындалған, ал практикада оның қолданылуы тек қана әдеттегі жолмен көбейе
алмайтын өсімдіктермен шектеліп отыр. Клондық микрокөбейту әдісі әсемдік,
көкөніс, жеміс-жидек дақылдарды көбейту үшін қолданылады. Астық
тұқымдастарының ішінде бұл әдіспен өнеркәсіптік масштабында тек қант қамысы
мен бамбукты көбейтеді. Клондық микрокөбейтудің артықшылықтары айқын факт
және өсімдік өсіру мен селекцияда оның мүмкіншіліктері соншама зор
болғандықтан, көшет материалды бт-лық өндірісте шығару жақын болашақта
кеңінен дамиды. Бұл арада физиологиялық мақсаты, ол in vitro жағдайындағы
морфогенез процестері мен оларды реттеп, меңгеру жөнінде толық мағлұмат
алу, арзан қоректік орталарды жете зерттеп, қарапайым және жақсы
қайталанылатын әдістерінің жиынтығын дайындау. Инженерлер көп еңбек қажет
ететін бірыңғай операцияларды атқаратын автоматтандырған линияларды
шығарулары керек.

Билет 4.
1. Протопласт культурасы.
2. Өсімдік жасушаларын жасанды жағдайда өсіру әдістері.
3. Жасанды қоректік ортада өсіретін жасушалардың биологиясы.
4. Сомаклондық өзгергіштіктің себептері.
5. Өсімдікердің клондық микрокөбеюіне әсер ететін факторлар.
1. Протопласт культурасы. Протопласт – ферменттердің әсері арқылы не
механикалық жолдармен қабығынан айырылған жасуша. Ағылшын ғалымы Э. Кокинг
1960-шы жылдардың басында жасушаның ішіндегі протопластты зақымдамай тірі
күйінде бөліп алу әдісін жете зерттеп дайындады. Ол томат тамырларының
ұштарын, зең саңырауқұлақтар өсірген ортасына бөліп шығарған гидролиздік
ферменттерімен өңдеп, протопласттарды ферменттік әдісімен бөліп алды.
Әдетте тірі жасушада протопласт жасушаның қабырғасына орталық вахуольдің
тургор, яғни кернеулік қысымымен тығыз жанасып тұрады. Жасуша қабығы арқылы
плазмолеммамен қоршалған цитоплазмалық жіңішке жіпшелер өтеді, солар арқылы
көршілес жасушалардың протопласттары біріне-бірі жалғасып жатады. Сондықтан
клетка қабығын ферментпен еріткен кезде, протопластарға зиян келтірмей
жасушаларда плазмолизді жүргізеді Осмотик ретінде сахароза, маннит, сорбит
қолданылады. Осы заттардың гипертониялық ерітінділері әсерінен вакуоль
сусызданып жиырылып, протопласт көлемі кішірейіп, соңынан қабықтан
алшақтайды.
2. Өсімдік жасушаларын жасанды жағдайда өсіру әдістері. Агарланған және
сұйық жасанды қоректік орталарда өсірілетін өсімдік жасушаларының негізгі
типі, ол көбеюге қабілеті бар каллус ұлпалары. Кез еклген негізгі
ұлпалардан пайда болған каллус ұлпаларын өзіне лайықты қоректік ортада ұзақ
уақыт бойы, тіпті шексіз өсіруге болады. Үзбей өсіру үшін әрбір 3-4апта
өткеннен кейін каллустарды жаңа қоректік ортаға отырғызып бағады. Бүтін
организмдер сияқты жасанды ортада жасушалардың өсуі S-тәрізді қисық
сызықпен бейнеленеді және ол мынандай фазаларды қамтиды:1) лагфаза, бұл
фаза кезінде жасушалардың көрінетіндей өсуі болмайды, бірақ жасуша белсенді
түрде суды және қоректік заттарды сіңіреді де бөлінуге дайындалады; 2) үдеу
фазасы, бұл кезде жасушалар бөлініп созылып өсе бастайды; 3) логфаза, түзу
сызықпен бейнеленетін өте қысқа фаза, мұнда өсу жылдамдығы уақыт өткен
сайын екі еселеніп үдейді; 4) жасуша өсуінің төмендеу фазасы, бұл фазада
жасуша өсуінің салыстырмалы жылдамдығы бәсеңдейді; 5) стацфаза, бұл кезде
жасушаның өсуі жылдам болмаса да тұрақты жүреді; 6) жасушалардың біртіндеп
жойылып құру фазасы.
3. Жасанды қоректік ортада өсіретін жасушалар биологиясы. Кез келген
өсімдіктің тірі ұлпасын қолайлы ортаға отырғызса, одан маманданбаған
жасушалар колониясы пайда болады, оны каллус деп атайды. Каллус –қоректік
ортадағы жасушалардың ретсіз бөлінуінің нәтижесінде пайда болған ұлпа.
Бұрыннан бар жасушалардың көбеюінен жаңадан жасушалар мен ұлпалар түзілуін,
пролиферация деп атайды. Сөйтіп каллус пролиферация нәтижесінде шығады.
Демек, көп уақыт бұрын бөлінуін тоқтатқан ұлпалардың дифференцияланған
жасушалары қайтадан митоз жолымен бөліне бастағанын көрсетеді. Маманданған,
бөлінбейтін жасушалардың қайтадан бөлініп, жаңа жасушалар мен ұлпалар түзу
жағдайына ауысуы – дедифференциация деп аталады. Бұл процестің негізі, ол
дедифференциациядағы сияқты гендердің активтігінің өзгеруіне байланысты.
Жасуша атқаратын қызметінің өзгеруі, гендер активтілігінің өзгеруіне
байланысты. Осы уақытқа дейін іске қосылмаған гендердің активтенуі және
бұрын жұмыс істеп тұрған кейбір гендердің тежелуі себебінен, жасушадағы
құрылымдық ақуыздар мен ферменттердің құрамы өзгереді. Қоректік ортада
міндетті түрде фитогормондар болған жағдайда жасушалар дедифференцияланып
каллустық жасушаларға айналады.
4. Сомаклондық өзгергіштіктің себептері. Өсірілетін жасушалардағы қандай да
болсын өзгергіштікті тек хромосомалардың сны өзгеруімен, кейде
хромосомалардың құрамындағы өзгерістерімен, нүктелік мутацияларымен,
цитоплазмалық гендердің өзгерістерімен байланысты деп срңғы кездерге дейін
есептеліп келді. Бірақ сомаклондық өзгергіштік өте күрделі құбылыс, оның
тек осы себептер нәтижесінде өтеді деп түсіну жеткіліксіз. Молекулалық
генетиканың соңғы мәліметтері бойынша, эукариот жасушасында генетикалық
материалдың ұйымдасуы қаншама күрделі болса, Іn vitro өсірілген
жасушаларда өтетін өзгергіштік процестерді түсіну де соншама қиын.
Сомаклондық өзгергіштікті жан-жақты зерттеген австралиялық ғалым
У.Скаукрофт пікірі бойынша, оның себептері кариотиптік өзгергіштікте,
хромосомалық аберрацияларда, гендердің амплификациясында не редукциясында,
жылжымалы генетикалық элементтердің ауыспалығында, дифференцировкамен
байланысты гендер құрамындағы өзгерістерде және сомалық кроссинговерде.
5. Өсімдікердің клондық микрокөбеюіне әсер ететін факторлар. Іn vitro
жағдайында регенерацияның жылдамдығы өсімдіктер түріне байланысты болады,
яғни генотиптің әсері күшті. Мысалы, қосжарнақты шөптекті өсімдіктер
даражарнақты және ағаш өсімдіктерге қарағанда регенерацияға қабілеті едәуір
жоғары. Өсімдіктің әр түріне ең тиімді регенерация әдісі іріктеліп алынады.
Эксплант бөлініп алынатын өсімдіктер аурудан сау болуы керек. Теплицада
өсіретін болса, жапырақтарына су шашыратпай өлшеуді суару керек, ауаның
ылғалдылығы төмен болу қажет. Ең қолайлысы асептикалық ыдыстарда өсірілген
залалсыздандырылған өскіндер. Физикалық факторлардың ішінде ең маңыздылары
жарық пен температура. Морфогенез процесінде өте жарық жағдайлардың керегі
жоқ: 1000,3000 лк 14-16 сағат фотопериоды жетіп жатады. Іn vitro жағдайында
құнды өсімдіктерді алу үшін су алмасудың маңызы зор. өсімдіктерде су
алмасуы бұзылғанда витрификация деген ұғым жағымсыз құбылыс орын алады.
Витрификация кезінде өсімдік жасушалары ісінеді, сабақтары жуандайды,
жапырақтары ұзарады, майысып, суланып, әйнек тәрізді болып кетеді. Бұл
морфологиялық өзгерістерге қоса жапырақтардың құрғақ массасы төмендейді,
ақуыз, хлорофилл, целлюлоза, лигнин мөлшері азаяды, ал калийдің мөлшері
артады.

Билет 5.
1. Гендерді тасымалдайтын векторлар.
2. Агробактерия плазмидаларын вектор ретінде қолдану.
3. Сомаклондық өзгергіштікке әсер ететін факторлар.
4. Гендік инженерия.
5. Каллусты ортаны өсіру.
1. Гендерді тасымалдайтын векторлар. Құрылымдық гендерде тек қана
метаболизм өтудің нәтижесінде түзілетін заттардың коды жазылған. Оларда ген
активтілігін реттейтін бөлшек мүлдем жоқ. Сондықтан жаңа құрылымдық
гендерді иеленген жасушаларда ол гендер өз бетімен тиісті қызметін атқара
алмайды. Гендердің жасушадағы әрекетін басқаратын репликация және
транскрипция сигналдарын оларға вектор қамтамасыз етеді. Бөтен генді жасуша
ішіне тасымалдап алып баратын арнаулы ДНҚ молекуласын вектор да. Оған
мынадай талаптар қойылады: 1)өз алдына репликациялану; 2)
трансформацияланған жасушаларды анықтау үшін оның ерекше генеткалық
белгілері болуы керек; 3)құрамында рестриктазалар үзе алатын нуклоетидтер
тізбегі болуы керек және репликацияға қабілетін жоғалтпауы керек;
4)векторға орналастырылған бөтен ген оның атқаратын қызметін бұзбауы керек;
5)вектордың көлемі кішігірім болуы керек.
2. Агробактерия плазмидаларын вектор ретінде қолдану. Agrobacteria деген
топырақта мекендейтін бактериялардың тобы. Олар өсімдіктерге жұғып тәж
тәрізді өсіндіні, яғни ісікті, бұлтықты болғызады. Агробактерияның бірнеше
түрі бар. Бұл бактрерияларға қосжарнақты кең жапырақты өсімдіктердің
барлығы дерлік сізімтал келеді, ал астық тұқымдастары мен басқа да
даражарнақтыларға олар жұқпайды. Тәж тәрізді жасушалары Іn vitro шексіз өсе
береді, тіпті қоректік ортаға гормондарды қосуды да қажет етпейді, себебі
оларды өз жасушаларында түзеді. Ісік ауруын ең оңай қоздыратын Agrobacteria
tumefaciens. Бұл бактерия гендік инженерия көздеген мақсатты табиғатта іс
жүзінде атқарады. Бұл бактерия өсімдіктің жарақаттанған ұлпасы арқылы
жасушаға кіргенде өзінің гендерін бірге алып келіп, өсімдік геномына
енгізеді. Соның салдарынан өсімдікті жаңа ақуыздарды синтездеуге мәжбүр
еткізеді. Нәтижесінде бактерия гендерін қабылдаған өсімдік жасушаларын өте
тез көбейіп, тамыр мойнында ісік, бұлтық пайда болады.
3. Сомаклондық өзгергіштікке әсер ететін факторлар. Іn vitro өсіру кезінде
пайда болатын өзгергіштіктің молдығына донорлық өсімдіктің генотипі әсер
етеді. Мысалы, арпаның хромосомалық аномалиялары, бидайдың, таңқурайдың,
бегонияның морфологиялық өзгерістерінің жиілігі түрлі сорттарында әр түрлі
болған. Күріште өзгерістердің пайда болу жиілігі мен олардың әртүрлілігі
өсіру жағдайына емес, сорт табиғатына байланысты болған. Сомаклондық
өзгергіштіктің пайда болуы сондай-ақ қоректік ортаның құрамына да
байланысты, әсіресе фитогормондарға. Гормондар құрамының өзгеруі жасуша
циклінің кинетикасы мен митоздың өзінің де жасуша мен регенеранттарда
өзгеруіне әкеп соғады. Жасушаларды бүтін өсімдіктен бөліп алып, жасанды
қоректік ортада өсірудің өзі олардың гормондық балансын өзгертеді. Ұлпаны
өсіру мерзімінің ұзақтығы хромосомалық аберрацияларды көбейте түседі.
Сондықтан каллустан алынған сомаклондық варианттардың жиілігі каллусты
өсіру мерзімі созылғанына қарай арта түседі. Сомаклондық өзгергіштікті
зерттеу теория тұрғысынан генетикалық өзгергіштіктің механизмдерін түсіну
үшін маңызды.
4. Гендік инженерия. Гендік инженерия – молекулалық және жасушалық
генетиканың қолданбалы саласы. Белгілі қасиеттері бар генетикалық
материалдарды Іn vitro жағдайында алдын-ала құрастырып, оларды тірі
жасушаға енгізіп, көбейтіп, зат алмасу процесін өзгеше жүргізу. Бұл әдіс
организмдердегі генетикалық информацияны көздеген мақсатқа сай өзгертіп,
олардың геномдарын белгіленген жоспармен қайта құруға болады. Гендік
инженерия ол функционалдық активті генетикалық құрылымдарды рекомбинанттық
ДНҚ молекулалары түрінде қолдан құрастыру. Гендік инженерияның мәні жеке
гендерді бір организмнен алып, екінші организмге көшіріп орналастыру. Бұған
рестриктаза мен лигаза ферменттерінің ашылуы мүмкіндік туғызады. Гендік
инженерия гендерді тасымалдау тәсілі ретінде болашақта екпе өсімдіктердің
селекциясының тиімді аспабы бола алады. Қазіргі кезде гендік инженерия
алғашқы қадамдарын басып, екпінді дамып келеді.
5. Каллусты ортаны өсіру. Оқшауланған ұлпалардың культурасы каллусты же
жиі ісікті ұлпалармен көрінеді. Каллусты ұлпа бүтін өсімдіктерде зақымдану
нәтижесінде, сондай-ақ біріншілік каллусты алуда қолданылатын ұлпа мен
ағзаның эксплант-фрагментінде залалсыз культурада түзіледі. Каллусты жасуша
каллусты ұлпа не каллус пайда болған бөліну нәтижесінде барлық өсімдікке
тән жасушалық дифференцировка түрлерінің бірі болып табылады. Өсімдік үшін
каллус анатомиялық құрылым не жоғалған ағза үшін қоректік заттарды
жинайтын ұлпа болып табылады. Дифференцияланған жасушалар өсімдікте, ұлпада
бірігеді және белгілі бір қызмет атқарады. Жасушалар функционалдық жағынан
ғана емес морфологиялық жағынан да ерекшеленеді. Құрамында ауксин бар
қоректік ортада экрлант жасушалары дедифференцирленеді және пролиферацияға
өтеді. Жасушалар бастапқы функциялары мен морфологиясын жоғалтады. Жасуша
қаншалықты құрылымдық және химиялық дифференцирленсе, соншама каллус алу
оңай. Беттік әдіспен өсірілетін каллус қатаң белгілі құрылымға ие емес жұқа
қабатты паренхималы жасушалардың аморфты массасы болып табылады. Каллус
жасушасы не түссіз, не сарғыш түске ие. Шығу тегі мен культивирлеу
жағдайына байланысты каллустарды ажыратады: борпылдақ, өте қатты суланған,
бір-бірінен оңай ажыратылатын жасушалармен; орта тығыздықты,
меристематикалық активтілік зонасымен; тығыз редуцирленген камбий және
сосуд зонасымен.

Билет 6.
1. Вирустарды вектор ретінде қолдану.
2. Гербецидтерге төзімді өсімдіктерді жасау.
3. Гендерді өсімдіктерге тасымалдау әдістері.
4. Ақуыздың сапасын жақсарту.
5. Үрмебұршақ қабығынан каллусты алу.
1. Вирустарды вектор ретінде қолдану. Жасушаның вируспен не вироидпен
зақымдануы, онда жаңа генетикалық материалдың пайда болуына әкеп соғады.
әдетте вирустар репликацияланған кезде олардың генетикалық материалының өте
көп көшірмелері түзіледі. Сондықтан вирустар және вироидтар бөтен геннің
жақсы тасымалдануын, хромосомаға тіркесуін және экспрессиясын қамтамасыз
ете алады. Вирустардың бөтен нуклейн қышқылдарын өздеріне жабыстырып,
тасымалдап алып жүретін мүмкіншіліктері мол. Бірақ вирустарды вектор
ретінде қолданудың екі кемшілігі бар: олар ауру қоздырады және кожа жасуша
геномына тіркесе алмайды. Ал вегетативтік жолмен көбейетін өсімдіктерге
бұның кедергісі болмайды. Вирусты вектор ретінде пайдалану үшін оның
патогендік қабілетін әлсіреті не мүлдем жою керек. Сонда ол өсімдікке зиян
келтірмейді. Вирустарды вектор ретінде қолданудың артықшылығы, ол вирустан
бөлініп алынған ДНҚ-ны өсімдік жапырағына жаққанның өзінде-ақ оларды
жасушаға кіргізу мүмкіндігі.
2. Гербецидтерге төзімді өсімдіктерді жасау. Жаңа қарқынды технологиялар
бойынша аш-да гербицидтер кеңінен қолданылады. Қазіргі кезде бұрын
қолданылған экологияға қауіпті, сүтқоректілерге улы гербицидтердің орнына
жаңа, қауіпсіз гербицидтер пайдаланылады. Бірақ олардың да кемшіліктері
бар. Олар арам шөптерді жоюмен қатар екпе өсімдіктердің де өсуін біраз
тежейді. Әр түрлі химиялық қосылыстарға, соның ішінде, гербицидтерге де
төзімділікті қамтамасыз ететін төрт механизм бар: 1) тасымалдаушы; 2)
жоюшы; 3) реттеуші; 4) жанасушы. Тасымалдаушы төзімділік механизмі
гербицидтің жасушаға кіруін тежейді. Жоюшы механизмі- жасушаның ішіне
кірген заттар жасуша индукциялайтын факторлар әсерімен жойылады, көбінесе
ол ыдыратушы ферменттер не улы заттар модификациялану арқасында зиянсыз
заттарға айналады. Реттеу механизм-гербицид әсерімен инактивтенетін ақуыз
немесе фермент қайиадан қарқынды синтезделе бастайды, соның арқасында қажет
метаболиттің орны толады. Жанасушы механизм-гербицид әсер ететін нысананың
құрылымы өзгертіледі де, гербицид зиян әсер көрсете алмайды.
3. Гендерді өсімдіктерге тасымалдау әдістері. Қосжарнақты өсімдіктерге
агробактериялардың ауру жұқтыруы табиғатта кең таралған құбылыс. Практикада
өсімдік жасущаларының трансформациясын Іn vitro өткізген қолайлы. Т-ДНҚ
жүйесін қолданып бүтін өсімдіктер мен протопласттарда көптеген
эксперименттер жасалған. Трансформацияланған кейбір өсімдіктердің ұрпақтары
алынған. Оларға бөтен ген енгізу арқасында пайда болған жаңа қасиеттер
Мендель заңы бойынша тұрақты тұқым қуалайды. Вируленттік агробактерияларды
протопласттармен аралас бірге өсіргенде трансформация өту үшін жасуша
жасуша қабығының қайта құрылуы қажет. Бұл құбылыс жасуша қабығының түзілуін
тежейтін заттарды қолдану және де бактериялардың протопласттарға қосылуын
тежейтін ЭДТА қолдану арқылы дәлелденген. Трансформацияланған каллустардың
70%-нан регенерант өсімдіктер шыққан.
4. Ақуыздың сапасын жақсарту. Екпе өсімдіктер дәнінде қор ретінде
жинақталатын ақуыздарды құрамы жағынан бір-біріне жақын гендер кодтайды.
Дәннің қор ақуыздарының түзіліп жинақталуы күрделі де, дәл реттелетін
агрономия және экономика тұрғысынан өте маңызды биосинтетикалық процесс.
Бір өсімдіктің қор ақуызының сапасын жақсарту үшін оған басқа өсімдіктің
қор ақуызының генін енгізу жөнінде алғашқы әрекетті 1983жылы АҚШ-та Д.Кеми
мен Т.Холл істеген. Олар бұршақтың басты қор ақуызы фазеолин генін Ті
плазмида көмегімен күнбағыстың геномына енгізген еді. Бұл тәжірибенің
нәтижесінде санбин деген трансгендік өсімдік алынды. Күнбағыс
жасушаларында фазеолиндік полипептидтер түзілетіндігі иммунологиялық жолмен
анықталды. Өте маңызы зор бұл факт әр түрлі тұқымдастарға жататын
өсімдіктер арасында гендерді тасымалдауға болатындығын дәлелдеді.
5. Үрмебұршақ қабығынан каллусты алу. Каллустарды әртүрлі өсімдіктерден,
соның ішінде үрмебұршақ қабығынан алуға болады. каллустың түзілуі
біріншілік және екіншілік меристемалар аумағында жүреді. Каллустүзілу
процесі эксплант өлшеміне байланысты. Қоректік орталарда культивирлеу үшін
дәндерді залалсыз жағдайда өсіру кезінде алынған залалсыз бөліктерді
қолданған жөн. 1. Үрмебұршақ дәнін Петритабақшасына салады (әр табақшаға
15данадан), сұйықтықта дәннің толық батуына дейін хлорамин ерітіндісімен
толтырады және 20 минутқа қалдырады. 2) Дәндерді залалсызданған
дистилденген сумен 3рет жуады. 3) Заласыздандырылған дәндерді залалсыз
сумен толтырып, ісіну үшін 24 сағатқа қояды. 4) Қабығы бұзылған дәндерді
алып тастап, өмірге қабілетті дәндерді қайтадан 6% хлораминмен 20минут
залалсыздайды. 5) Дәндерді залалсызданған дистилденген сумен 3рет жуады.
6) Дәндерді залалсыз Петри табақшаларына ауыстырады (әр табақшаға 5
данадан). 7) Залалсыз пинцетпен дәндерді ұстап тұрып, залалсыз скальпельмен
қабықшаны кесу керек. 8) Залалсыз скальпельмен және буланған инемен
бөліктерді изолирлеу және залалсыз дистилденген суы бар Петри табақшасына
орналастыру керек (әр табақшаға 15данадан). Бөліктерді залалсыз буланған
инемен агарланған ортаның бетіне орналастырып, ортамен жақсы байланыс болу
үшін агарға сәл батыру керек.

Билет 7.
1. Фотосинтездің тиімділігін арттыру.
2. Каллусты субкультивирлеу.
3. Генофонды сақтау.
4. Протопласттардан регенерант өсімдіктер шығару.
5. Стрестік жағдайларда өсімдіктердің төзімділігі.
1. Фотосинтездің тиімділігін арттыру. Өсімдіктердің өнімділігінің одан әрі
де өсуі терең физиологиялық және генетикалық зерттеулер негізінде
фотосинтез аппаратын реттеп басқару арқылы жүзеге асады. Фотосинтез
аппаратының активтігін арттыру жолының бірі, ол көміртегін сіңіру
процесінің генетикалық негізін өзгерту. Өсімдіктер өздерінің өсу
қарқындылығымен және фотосинтездің қарқындылығымен сипатталады. Оларда
фототынысалу процесі байқалмайды. Ал көптеген аш өсімдіктерінде жарықта
тынысалу процесі жақсы өтеді. Фотосинтез бен тынысалу процестері өзара
тығыз байланысты. Олардың негізінде ең бір маңызды ферменттің
рибулозобифосфатқа биоксидазаның екі функциясы жатады. Оттегі қосылғанда
фосфогликолат пайда болады, ол фототынысалудың негізгі субстраты.
2. Каллусты субкультивирлеу. Өсіру циклі кезінде каллусты жасушалар бірнеше
рет бөлінгеннен кейін, әдетте онтогенез жүреді: ұзақ уақыт бойы өседі,
дифференцирленеді және деградирленеді. Өсу циклі эксплантты ортаға
отырғызудан бастап (культивирлеу басы) митоздың тоқтатылуымен аяқталады
(стационарлы фаза). Жасушалар лагфазада бөлінбейді, мөлшері үлкеймейді,
төмен метоболитикалық активтілікке ие. Экпоненциалды фазада жасушалар митоз
жолымен активті түрде бөлінеді. Бастапқы экспонентте РНҚ-ның барлық түрі,
рибосома, митохондрия (АТФ синтезі) мөлшері өседі, ақуыздар синтезделеді,
метоболизм активтеніп, О2 интенсивті жұтылады. Соңғы экспонент не латентті
өсу фазасы ұзаққа созылу есебінен жасушалардың орта өлшемінің өсуі. Жасуша
бөлінуінің баяулауы, жылдамдығының төмендеуімен сипатталады. Стационарлы
фазада жасуша мөлшерінің өсуі жалғасады, ал олардың бөлінуі тоқтайды. Соңғы
стационарлы фазада ортаның жұтылуы есебінен жасушалар қартайып өледі.
Каллусты жасушалардың өсу циклінің ұзақтығы 21-28 күн. Культивирлеу
процесінде каллусты әр 4-6 апта сайын қайталап егеді. Трансплант массасы 20-
40мл ортаға 60-100мг құрайды.
3. Генофонды сақтау. Жаңа сорттарды шығару және бұрынғы сорттарды жақсарту
үшін генетикалық материалдар қажет. Сирек кездесетін және жоғалып бара
жатқан түрлерді, құнды селекциялық объектілерді және қосымша метоболизмнен
түзілетін заттарды беретін бағалы жасушаларды сақтау мақсатымен гендер
банкісін жасау әдістері зерттелуде. Тірі организмдерде төмен температураның
әсерін зерттейтін биологияның бір саласы-криобиологияның қарқынды дамуына
байланысты, сұйық азотта (-196ºС) мұздату арқылы өсімдіктердің жасанды
ортада өскен ұлпаларын сақтаудың криогендік әдістері қолданыла бастады. Бұл
жасанды ортада өскен объектілердің ұзақ уақыт өзгеріссіз сақталуын
қамтамасыз етеді. Қандай болса да ұлпаларды ұзақ уақыт қайта-қайта жаңа
ортаға ауыстырып отырғызып өсіргенде, оларда гендік, хромосомалық және
геномдық деңгейде жүретін өзгерістер көбейді.жануарлар жасушалары үшін
терең мұздату әдісі кеңінен қолданылуда. Үлкен көлемі мен вакуольдің
құрамындағы судың молдығымен ерекшеленетін өсімдік жасушалары үшін мұздатып
сақтау қиынырақ.
4. Протопласттардан регенерант өсімдіктер шығару. Ең бірінші болып 1971
жылы Такебе протопластарды нәтижелі өсіріп, олардан өсімдіктерді шығаруға
болатындығын даледдеді. Лайықты жағдайда протопластар клетка қабығын қайта
түзіп, кәдімгі нағыз клеткаға айналады. Электрондық микроскоп
көрсеткендей, Уісіа һаіазіапа протопластарының сырқкы қабатында 10-20 минут
өткен соң бірінші целлюлозанын микрофибрильдері пайда болады, ал 20
сағаттан кейін олар қабығын тығыз торын түзеді. Клетка қабығынын
плазмалеммамен байланысынын бұзылуы, шамасы, бірден қабықты қайта құру
механизмін іске қосады. Ең қызығы, қабығынан айырылмаған плазмолизге
ұшыраған протопластын үстінде жаңа қабықтың түзілгені. Қабықтың түзілуінін
ерекшеліктері және жылдамдығы бастапқы клетканың түріне және
дифференцировкасына байланысты.Алка, крестгүлділер, шатыршагүлділер
тұқымдастар өсімдіктерінің протопластары клетка қабығын 24 сағат ішінде
түзеді. 24-36 сағаттан кейін клетюшар бірінші рет белінеді ал 3-4 апта
өткен сон каллус клеткаларының колониясы түзіледі. Өсіру кезінде біртіндеп
(2 аптадан кейін) ортаның осмостық қысымын төмендетеді, соның нәтижесінде
бөліну жылдамдығы өседі. Содан кейін каллустарды регенерация өту үшін қатты
ортаға көшіреді. Каллуста морфогенездін (органогенез) басталуы, яғни өркен
мен тамырлар түзілуі регенерант өсімдіктер пайда болуына әкеледі.
5. Стрестік жағдайларда өсімдіктердің төзімділігі. Өсімдіктер қоршаған
ортаның көптеген қолайсыз факторларының әсеріне тап болады. олар жоғар және
төмен температура, ылғалдың жетіспеушілігі, топырақтың тұздануы, ауаның
газдануы, минералдық заттардың жетіспеушілігі не керісінше шектен тыс
көбеюі, т.с.с. Бұл факторлар өте көп болғандықтан, олардан қорғану жолдары
да әртүрлі – физиологиялық қасиеттерден құрылымдық өзгерістерге дейін.
Өсімдіктің қандай ьолмасын стресс факторына төзімділігі көптеген гендерге
байланысты. Сондықтан, өсімдіктің бір түрінен екінші түріне барлық
төзімділік белгілерін толығымен тасымалдап енгізу тек қана гендік инженерия
әдістерімен әрине мүмкін емес. Бірақ сонда да кейбір жағдайда гендік
инженерия арқылы өсімдіктердің төзімділігін арттыруға болады. Мысалы,
стресс жағдайларына өсімдіктің метаболиттік реакциясын бақылайтын жеке
гендермен әрекеттер жүргізуге жағдай бар. Ортаның жағдайларына жауап
реакцияларының физиологиялық, биохимиялық, генетикалық негіздерін одан әрі
зерттеулер гендік инженерия әдістерін қолданып төзімді өсімдіктерді
шығаруға мүмкіндік береді.

Билет 8.
1. Жылжымалы генетиканың элементтерін вектор ретінде қолдану.
2. Криопротекторлар.
3. Протопласттарды бөлу.
4. Жасушалардың өсуін бәсеңдету.
5. Биологиялық молекулалық азотты сіңірудің тиімділігін арттыру.
1. Жылжымалы генетиканың элементтерін вектор ретінде қолдану. Жылжымалы
генетикалық элементтер – ДНҚ құрамында болатын және өзіндік құрылымы мен
генетикалық қасиеттер жағынан ерекшеліктері бар нуклеотид тізбектерінде
орналасқан гендер тобы, олардың жасуша геномында орын ауыстыруға қабілеті
өте мол. Жүгері дәндерінің түрлі түсті болуының генетикалық негіздерін
зерттеп тәжірибелер жүргізу нәтижесінде транспозондарды алғашқы ашқан
Нобель сыйлығының жүлдегері Барбара Мак-Клинтон. Ол бұларды реттеуші
элементтер деп атады. Бұл жылжымалы генетикалық элементтер қасындағы
көршілес гендердің экспрессиясын реттейді. Олардың хромосомада белгілі
тиянақты орны болмайды. Геномның әр жерінен ажырап шығып, басқа қандай
болса сондай, кездейсоқ жеріне тіркесе береді. Жылжымалы элементтер өз
орындарын бір хромосома бойында ғана емес, кейде басқа хромосомаға жа көшіп
ауыстырады. Олар ажыраған соң жанындағы бұрын жұмыс істемей тұрған гендер
активтенеді. Ал реттеуші элементтермен қосылған гендер тұрақсыз, мутацияға
жиі ұшырайтын болады. Қазіргі уақытта жылж. ген. элем-ң көптеген
прокариоттық және эукариоттық организмдерде болатындығы анықталған.
2. Криопротекторлар. Қату нүктесін төмендететін заттар, жасуша ішіндегі
суды байланыстырады және жасуша құрылымын зақымданудан қорғайды, сондықтан
криопротекторлар деп аталады. Олар жасуша ішіне жеңіл еніп, оның
сусыздануын бәсеңдетеді. Жоғары тиімділігі бар криопротекторлар қатарына
диметилсульфоксид, глицерин, пролин және сахароза жатады. Осы мәселемен
шұғылданатын Ресей ғалымы А.М. Поповтың келтіруі бойынша, жасанды ортаға
өскен жасушалармен меристемалардың 50 астам түріне мұздату әдісі жасалған.
3. Протопласттарды бөлу. Протопласт деген ферментердің әсерімен немесе
механикалық әдістермен қабығы түгел жойылған өсімдік жасушасы. Ағылшын
ғалымы Э. Кокинг 1960-шы жылдардың басында жасушаның ішіндегі протопластты
зақымдамай тірі күйінде бөліп алу әдісін жете зерттеп дайындады. Ол томат
тамырларының ұштарын, зең саңырауқұлақтар өсірген ортасына бөліп шығарған
гидролиздік ферменттерімен өңдеп, протопласттарды ферменттік әдісімен бөліп
алды. Қазіргі уақытта протопластарды бөліп алу үшін ферменттердің қоспасын
пайдаланады. Бұл қоспаның құрамында ферменттердің үш түрі болатын
пектиназалар, целлюлазалар және гемицеллюлазалар. Олар жасуша қабығының
негізгі компоненттерін ыдыратады. Бұл ферменттерді кейбір бактериялар мен
санырауқұлақтар өздерін өсірген сұйық ортаға бөліп шығарады, сонымен қатар
оларды ұлудың асқорыту сөлінен бөліп алады.
4. Жасушалардың өсуін бәсеңдету. Бұл тәсілдің міндеті жасушалардың өсу
кинетикасын өзгерту, жаңа қоректік ортаға көшіру, уақыт аралығын барынша
созу, мысалы 3-4 айға, тіпті бір жылға дейін. Қазір белгілі факторлардың
әсерімен өсуді бәсеңдету өркендер мен регенеранттарға қолданылады. Өсуді
бәсеңдету үшін ең әрекетті жол, ол температура мен жарықты төмендету.
Температура өсімдіктің суыққа төзімділігінне қарап іріктеліп алынады.
Мысалы картоп жасушаларының коллекциясын сақтағанда температура 10ºС, ал
алма үшін 1º болады. Әдетте 20º-25ºС температурада өсетін жасушаларға 4º-
10ºС, ал 30ºС өсетін жасушаларға 15º-20С температура қолайлы.
Өсімдіктердің өсуін сонымен қатар қоректік ортаға қосылған кейбір заттар
тежейді. Мысалы, маннит пен сорбит осмотиктер ретінде, сахароза жоғары
концентрацияда және өсуді тежейтін арнайы заттар. Көптеген жасушалардың
өсуі осы тәсілдермен қаншама бәсеңдетілсе де, өсуді мүлдем тоқтатуы мүмкін
емес. Сондықтан өсуді толығымен тоқтату жолы, ол жасушалрды мұздату.
5. Биологиялық молекулалық азотты сіңірудің тиімділігін арттыру. Басқа
элементтермен бірге азот тіршілік тірегі ақуыздың құрамына кіреді.
Табиғатта азот қоры мол. Топырақта кездесетін азоттың бірқатар түрлері
өсімдіктерге сіңірімсіз күйде болады. азоттың осындай түрлерін тек м.о-дің
көмегімен ғана пайдалы күйге көшіруге мүмкіндік береді. Жалпы атмосфералық
азотта бір жағынан топырақ м.о-мен байланысып, одан өз денесінің ақуызын
құрастырып жатса, екінші жағынан азот заттарды пайдаланып, біразымен
қоректенеді. Олардан май, сірке қышқылы, көмірқышқыл газын түзеді. Бұл
кезде бөлінетін энергия молекула күйіндегі азотты сіңіруге жұмсалады. Азот
сіңіруші бактериялар барлығына ортақ қасиет егерде тіршілік ортасында
байланысқан азот мол болса, олар атмосфера азотын сіңірмейді.
Ауылшаруашылық өсімдіктерінің өнімділігін жоғарылау оны азотпен қамтамасыз
етумен байланысты. өсімдік азотты екі жолмен алады:
1) химиялық азотты тыңайтқыштар арқылы өсімдік оның 30-50% алады;
2) бұл м.о-дің әсерімен жүретін молекулалық азоттың биологиялық фиксациясы.
Ол қоршаған орта және адам үшін қауіпсіз болып табылады.

Билет 9.
1. Жасушалық биотехнология пәні, мақсаты және міндеті.
2. Еріту және криопротекторлардан тазарту.
3. Өскін алу.
4. Хлоропласттық ДНҚ және митохондриялық ДНҚ вектор ретінде қолдану.
5. Өсімдік регенерациясы.
1. Жасушалық биотехнология пәні, мақсаты мен міндеті. Бт-ның болашағы мол
бағыттардың ауылшаруашылығының дамуы туралы баяндау және бұл пәннің басқа
да атап айтқанда генетикамен, иммунологиямен, молекулалық биология
жетістіктерімен тығыз байланысты екенін көрсету. Бт дегеніміз-
халықшаруашылығында биологиялық нысандарды пайдалану жолдарын зерттейтін
және оның соңғы тиімді жаңалықтарын өндіріске енгізетін ғылым. Дәстүрлі
ғасырлар бойы адамның ас-ауқатын дайындауда денсаулығын қалпына келтіруде,
жануарлар, өсімдіктер ағзасымен қоса бір және көп клеткалы ағзаларды
кеңінен қолданып келді, бұл тұжырымға мысал айтар болсақ, медицина
өндірісінде антибиотик алу, нан өндірісінде ашытқы пайдалану, айран, сүт
өндірісінде сүт қышқылын пайдалану.
2. Еріту және криопротекторлардан тазарту. Мұздатып сақталған жасушаларды
еріткен кезде ампуланы жылы суға салып тез еріту қажет, баяу ерітсе
қайтадан мұз пайда болып жасушалар зақымдануы мүмкін. Сұйық азотта
сақтағаннан кейін: сәбіз, ақ үйеңкі, батат, рута, ит жидек, жүгері, күріш,
қант қамысы, диаскорея, жень-шень, оймақ гүлдің сұйық ортада өскен
жасушалары; терек, маршанция, қант қамысының каллус ұлпалары; ит жидек және
темекінің андрогендік эмбриоидтары; картоптың әртүрлі сорттарының
меристемалары қайтадан қоректік орталарда өсірілді. Қайтадан өсірілген
жасушалар мен ұлпалар бұрынғы өсу жылдамдығымен бірге морфогенетикалық,
биосинтездік және биотрансформациялық мүмкіндіктерін толық сақтағанын
көрсетті, сөйтіп өсімдіктер жасушалары және меристемаларының криобанкі
генофондтың сақталуын толық қамтамасыз ететіні анықталды.
4. Хлоропласттық ДНҚ және митохондриялық ДНҚ вектор ретінде қолдану.
Хлоропласттар мен митохондрияларда толық және дербес генетикалық жүйе бар.
Хлоропласттық ДНҚ және митохондриялық ДНҚ вектор ретінде қолдану мүмкіндігі
ғалымдардың назарын аударды. Бұл органоидтардың генетикалық жүйелерінде
өзара айтарлықтай айырмашылықтары бар. Хлоропласттар мен барлық басқа
пластидалардың ДНҚ-ларындағы генеткалық информация бірдей, оны пластом деп
атайды. Жоғары сатыдағы өсімдіктерде хлоропласттық ДНҚ молекуласы сақина
тәріздіі, ұзындығы 150 мың жұп нуклеотидтерден (мжн) тұрады. Онда
орналасқан гендер жүздей ақуыздарды кодтауға жарайды. Бірақ пластидаларды
толығымен құрастыру үшін одан едәір көп ақуыздар қажет. Сондықтан басқа
бірталай ақуыздар ядродағы ДНҚ гендерінде жазылып, цитоплазмада
синтезделіп, кейін хлоропласттарға тасымалданады. Жоғары сатыдағы
өсімдіктердің митохондриялық ДНҚ көлемі 200мжн 2400мжн дейін жетеді. Бірақ
ДНҚ көлемімен оның синтездейтін полипептидтер саны арасында ешқандай
байланыс жоқ.
5. Өсімдік регенерациясы. Регенерация деген организмнің жойылған бөлігінің
қайтадан қалпына келуі. Өсімдік жасушаларын қоректік ортада өсірген
жағдайда регенерация ол бүршіктер мен тамырлардың не эмбриоидтардың
түзілуі арқасында бүтін өсімдіктің пайда болуы. Сол өсімдік регенерант
өсімдігі деп аталады. Эмбриоидтарды гормондар жоқ қоректік ортаға
ауыстырса, тұтас өсімдікке айналуы жеңіл. Ортадағы ауксин мөлшерін
көбейтіп, бүршікті тамырландырып, одан да регенерант алуға болады. бірақ
каллустан тамыр өсіп жетілгенде, регенерантты алу мүмкін емес. Кейде
каллуста өркен мен тамыр меристемалары бірден пайда болады, бұл ақырында
тұтас өсімдіктің өсуіне әкеледі.

Билет 10.
1. Өсімдік жасушасының құрылысы.
2. Жасушаларды мұздатып сақтау.
3. Жасушаларды қайтадан өсіру және оларды қолдану.
4. Жасанды қоректік ортада өсімдік материалдарын культивирлеу.
5. Төзімділік белгісінің тұрақтылығы.
1. Өсімдік жасушасының құрылысы. Өсімдік жасушаларының жануарлап
жасушаларынан айырмашылығы плазмодесмалық жіпшелермен торланған мекем
қабықшаның, ваколь және пластидтердің болуында. Олар созылу арқылы өседі
және өте ірі вакуольдері болады. Өсімдік жасушалары сыртқы пішіні бойынша
екі түрге бөлінеді. Паренхималық деп-ені мен ұзындығы онша алшақ емес
жасушаларды айтады. Прозенхималық-жасушалардың ұзындығы енінен әлде қайда
болады. Өсімдік жасушасы үш ірі ... жалғасы
Ұқсас жұмыстар
Жоғарғы және төменгі сатыдағы өсімдіктер биотехнологиясы пәні бойынша қысқаша дәрістер мазмұны
Биотехнологияның мақсаты мен міндеттері
Өсімдіктердің биотехнологиясы. Өсімдік жасушаларын мәдени өсіру
Жасушалық инженерия туралы
Биотехнологиялық объект ретінде өсімдік жасушаларын өсіру
Жасушылық инженерия
Клеткаларды сұйық қоректік ортада өсіру
Жасушалық инженерия жайлы
Сұйық ортада жасушаларды қолдан өсіру
Жасушалық инженерия жайлы ақпарат
Пәндер