Ткандарды өстүрүү ыкмасы өсүмдүктөрдүн физиологиясынын, биохимиясынын жана генетикасынын практикалык маселелерин чечүүгө мүмкүндүк берүүчү азыркы биотехнологиянын негизги куралдарынын бири. Материалды жасалма өстүрүү белгилүү бир шарттарды сактоо менен жүзөгө ашырылат: стерилдөө, температураны көзөмөлдөө жана атайын азыктандыруучу чөйрөнүн таасири.
Эссенция
Ткандарды өстүрүү ыкмасы - бул аларды узак мөөнөттүү сактоо жана/же лабораториялык шарттарда азыктандыруучу чөйрөдө жасалма өстүрүү. Бул технология өсүмдүктөрдүн, адамдардын жана жаныбарлардын денесинен тышкаркы клеткалардагы ар кандай процесстерди изилдөө үчүн биологиялык моделди түзүүгө мүмкүндүк берет.
Өсүмдүк ткандарынын культурасынын көбөйүшү тотипотенттүүлүк касиетине – клеткалардын бүтүндөй организмге айлануу жөндөмдүүлүгүнө негизделген. Жаныбарларда бул уруктанган жумурткаларда гана ишке ашат (коелентераттардын айрым түрлөрүн кошпогондо).
Өнүгүү таржымалы
Өсүмдүк ткандарын өстүрүү боюнча алгачкы аракеттер 19-20-кылымдын аягында немис окумуштуулары тарабынан жасалган. Ийгиликсиз болгонуна карабастан, бир катар идеялар түзүлүп, кийинчерээк ырасталган.
1922-жылы В. Роббинс жана В. Котте бири-биринен көз карандысыз, жасалма азыктандыруучу чөйрөдө жүгөрү жана помидор тамырларынын учтарын өстүрө алышкан. Клетка жана кыртыш маданиятын деталдуу изилдөө 1930-жылдары башталган. 20-кылым Р. Гаутр жана Ф. Уайт кыртыш маданиятын жаңы азыктандыруучу чөйрөгө мезгил-мезгили менен трансплантациялоо менен алар чексиз өсө аларын далилдешти.
1959-жылга чейин лабораториялык шарттарда өсүмдүктөрдүн 142 түрү өстүрүлгөн. XX кылымдын экинчи жарымында. дисперстүү (бөлүнгөн) клеткалар да колдонула баштады.
Сыноо материалдарынын түрлөрү
Өсүмдүк ткандарынын 2 негизги түрү бар:
- Жыйратылбастан жана тирүү организмге мүнөздүү өзгөчөлүктөр сакталган өндүрүлгөн.
- Негизги кыртыштан бузулуу (химиялык, ферменттик же механикалык) жолу менен алынган. Бир же бир нече клетка маданиятынан түзүлүшү мүмкүн.
Төмөнкү ыкмалар өстүрүү ыкмасы боюнча айырмаланат:
- "азыктандыруучу катмарда", мында ткандардын өсүшүн стимулдаштыруучу зат бир эле өсүмдүк түрүнүн клеткаларын бөлүү аркылуу бөлүнүп чыгат;
- культураланган клеткалардын жанындагы мед тканды колдонуу;
- изоляцияланган бөлүүчү клеткалар тобунан аш болумдуу чөйрөнү колдонуу;
- композициясы каныккан микротамчыда жеке жалгыз клеткаларды өстүрүү.
Бир клеткадан өстүрүү белгилүү бир кыйынчылыктарга дуушар болот. Аларды бөлүнүүгө жасалма түрдө "мажбурлоо" үчүн алар кошуна, активдүү иштеген клеткалардан сигнал алышы керек.
Физиологиялык изилдөө үчүн кыртыштын негизги түрлөрүнүн бири - бул каллус, ал жагымсыз тышкы факторлордо (көбүнчө механикалык жаракат) пайда болот. Алар баштапкы тканга мүнөздүү өзгөчөлүктөрдү жоготуп алуу жөндөмүнө ээ. Натыйжада каллус клеткалары активдүү бөлүнөт жана өсүмдүктүн бөлүктөрү пайда болот.
Керектүү шарттар
Ткань жана клетка культурасынын ийгилиги төмөнкү факторлорго көз каранды:
- Стерилдүүлүктү сактоо. Трансплантациялоо үчүн ультрафиолет лампалары менен жабдылган тазаланган абасы бар атайын кутулар колдонулат. Куралдар жана материалдар, кийимдер жана кызматкерлердин колдору асептикалык иштетүүдөн өтүшү керек.
- Көмүртек жана энергия булактарын (көбүнчө сахароза жана глюкоза), микро- жана макронутриенттерди, өсүү регуляторлорун (ауксиндер, цитокининдер), витаминдерди (тиамин, рибофлавин, аскорбин жана пантотен кислотасы жана башкалар) камтыган атайын тандалган азык чөйрөсүн колдонуу.).
- Температурага (18-30 ° C), жарык шарттарына жана нымдуулукка (60-70%) ылайык келүү. Каллус кыртышынын культураларынын көбү чөйрөнүн жарыгында өстүрүлөт, анткени аларда хлоропласттар жок, бирок кээ бир өсүмдүктөр арткы жарыктандырууну талап кылат.
Учурда даяркоммерциялык тизмелер (Мурасиге жана Скуг, Гамборг жана Эвелег, Уайт, Као жана Михайлюк жана башкалар).
Плюс жана минус
Клетка жана кыртыш культурасы ыкмасынын артыкчылыктары:
- алынган натыйжалардын жакшы кайталанышы;
- клеткалар аралык өз ара аракеттенүүнү жөнгө салуу;
- реагенттердин аз сарпталышы;
- клетка линияларынын генетикалык бир тектүүлүгү;
- өсүү процессин механикалаштыруу мүмкүнчүлүгү;
- капас шарттарын көзөмөлдөө;
- жандуу маданияттарды төмөнкү температурада сактоо.
Бул биотехнологиянын кемчилиги:
- катуу асептика шарттарын сактоо керек;
- клетка касиеттеринин туруксуздугу жана алардын жагымсыз аралашуу мүмкүнчүлүгү;
- химикаттардын жогорку баасы;
- тирүү организмде өстүрүлгөн ткандардын жана клеткалардын толук эмес эквиваленттүүлүгү.
Колдонмо
Изилдөө үчүн колдонулган кыртыш маданияты ыкмасы:
- клеткалардын ичиндеги процесстер (ДНКнын, РНКнын жана белоктордун синтези, зат алмашуу жана ага дарылардын жардамы менен таасири);
- клетка аралык реакциялар (клетка мембраналары аркылуу заттардын өтүшү, гормон-рецептор комплексинин иштеши, клеткалардын бири-бирине жабышуусу, гистологиялык структуралардын түзүлүшү);
- айлана-чөйрө менен өз ара аракеттенүүсү (ашыктуу заттарды сиңирүү, инфекциялардын өтүшү, келип чыгуу жана өнүгүү процесстеришишиктер жана башкалар);
- клеткалар менен генетикалык манипуляциялардын натыйжалары.
Иштеп чыгууда бул технология колдонулган биологиянын жана фармакологиянын келечектүү багыттары:
- эффективдүү гербициддерди, агротехникалык өсүмдүктөрдүн өсүү регуляторлорун, дары-дармектерди (алкалоиддер, стероиддер жана башкалар) өндүрүүдө колдонуу үчүн биологиялык активдүү кошулмаларды алуу;
- багытталган мутагенез, жаңы гибриддерди өстүрүү, постгамоздук келишпестикти жеңүү;
- клоналдык көбөйүү, бул генетикалык жактан бирдей өсүмдүктөрдүн көп санын алууга мүмкүндүк берет;
- вируска туруктуу жана вируссуз өсүмдүктөрдү өстүрүү;
- генефондду криоконсервациялоо;
- ткандарды реконструкциялоо, өзөктүү клетка булактарын түзүү (ткань инженериясы).
