Өсімдіктердің клеткалық биотехнологиясы

Тұтас өсімдіктер деңгейіндегі эксперименталды мутагенезбен салыстырғанда, клеткалар деңгейіндегі мутагенез әдісі бірқатар артықшылықтарға ие: — ауданы үнемделеді, себебі диаметрі 10 см Петридің бір кесеінде 107-108 клетканы өсіруге болады, ал өсімдіктердің осындай саны үшін мың гектардан астам алқап қажет; — мутанттық белгілер жеке клеткалар деңгейінде өте тез көрінеді; — мутацияның жаңа түрлерін, соның ішінде биохимиялық сипатты алуға болады; — жаңа қалаған белгіні алуға кететін уақыт пен еңбек шығыны үнемделуде. Жасушалық мутагенезді табысты пайдалану үшін негізгі талап-өсімдікті регенерациялаудың жақсы әзірленген жүйесі. Сондай-ақ өсімдіктердің сол немесе басқа түрінен гаплоид алу мүмкіндігі маңызды шарт болып табылады. Одан әрі селекциялық жұмысқа мутациялар бүтін өсімдіктер деңгейінде көрінетін генотиптер ғана енгізіледі. Клеткалық деңгейде мутагенез нәтижесінде алынған өзгертілген белгілері бар өсімдіктер варианттар деп аталады («мутант» термині мутация генетикалық немесе молекулалық-генетикалық әдістермен расталғанда қолданылады). Келесі белгілер ұсынылады: R0-өсімдіктер-тиісті клеткалық клондардан алынған регенеранттар, R, R2 және т. б — өзін-өзі тозаңдаудан кейінгі бірінші және кейінгі ұрпақ.

Мутагенді өңдеу кезінде өзгертілген жасушалар in vitro өсіру жағдайында тікелей және тікелей емес іріктеу жолымен, сондай-ақ жекелеген жасушалық колонияларды тестілеу кезінде бөлінуі мүмкін. Тікелей іріктеу қоректік ортаға кәдімгі, өзгермеген клеткалар тұрақты емес жеке компоненттерді қосудан тұрады. Тікелей емес іріктеу (теріс селекция) өзгермеген жасушалардың өсуі кешіктірілетін немесе бұл клеткалар өледі (мысалы, жекелеген компоненттер мен т.б. жеткіліксіз ортада төмен немесе жоғары температурада өсіру) өсіру жағдайларын жасау болып табылады.

In vitro селекциясын шектейтін бірқатар факторлар бар, мысалы, өнімділік, астық мөлшері, пестицидтерге тұрақтылық және басқа да көптеген шаруашылық маңызды белгілерді in vitro өсіру кезінде алу қиын немесе іс жүзінде мүмкін емес, себебі олар клеткалық деңгейде көрінбейді. Сондай-ақ биохимиялық және молекулалық маркерлер жеткіліксіз, олар осы белгілермен тұтас өсімдіктер деңгейінде корреляцияланады.

Жасушалар деңгейінде көрінетін барлық селективті белгілер регенеранттар-өсімдіктер деңгейінде сақталмаған. Оның бірнеше себептері: өзгерістердің кейбір бөлігі жасушаның генетикалық аппаратын қозғамайды, сондықтан ұрпақтарында сақталмайды; генетикалық өзгерістер дифференциация және мейоз процесінде элиминациялануы мүмкін; мутацияланған геннің функциясы дифференциацияланатын және өсірілетін клеткалардың жай-күйімен шектелуі мүмкін; бір геннің мутациясы изоферменттерді кодтайтын әртүрлі гендердің белсендіруімен сүйемелденуі мүмкін; генотиптердің бір бөлігі қалыпты фертильді өсімдіктерді регенерлеуге қабілетсіз.

Клеткалық дақылдардың пайдаланылатын технологиясы жасушаларды өсімдіктен, организмдерден тыс өсіруді көздейді. Өсімдік жасушаларының өсінділері трансгендік өсімдіктерді құрудың маңызды шарты ғана емес, емдік қасиеттері бар табиғи өнімдердің экологиялық жағынан қолайлы, экономикалық ақталған көзі болып саналады, мысалы, тис сүрегіндегі паклитаксель зат Таксол химиотерапия үшін препараттың негізін құрайды. Басқа өсімдік жасушаларының дақылдарын жасушалық биотехнология хош иістендіргіштер, бояғыштар түрінде тамақ өнеркәсібі үшін заттар өндірісінде пайдаланады.

Жәндіктер клеткаларының зерттеуін адам пайдалы жәндіктер емес, зиянкестер жәндіктеріне қарсы биологиялық агенттер өндірісінде кеңінен қолданады,сондай-ақ олар қоршаған ортаға зиянсыз. Бірақ, зиянкестермен күресте биологиялық әдістердің айқын қасиеттеріне қарамастан, осы биологиялық белсенді заттарды өндіру өнеркәсіптік ауқымда өте қиын. Бүгінгі таңда өсімдік тектес жәндіктер жасушаларын дәрілік препараттар синтезінде, VLP-вакцина (вирусға ұқсас бөлшектер) өндірісінде қолдану және оларды жұқпалы ауруларды, мысалы, типтік пневмония, тұмау емдеуде пайдалану мүмкіндігі белсенді зерттелуде. Жасушалық және гендік инженерия биотехнологиясының бұл әдістері шығындарды азайтып қана қоймай, тауық жұмыртқаларында дәстүрлі әдіске қарағанда үлкен қауіпсіздікті ұсына алады.

Клеткалық биотехнологияның тағы бір құралы сүтқоректілердің жасушалық мәдениеті болып табылады. Асыл тұқымды мал шаруашылығы мамандары оларды бір онжылдықта ғана пайдаланады, мысалы, асыл тұқымды бұқалардың сперматозоидтары зертханасы жағдайында сапасы жоғары сиырлардың аналық жасушалары ұрықтандырылғанда. Бастапқы кезеңде эмбриондар пробиркада өсіріледі, тек бірнеше күн өткеннен кейін ғана аналық сиыр аналықтарына имплантацияланады. Қазіргі уақытта сүтқоректілер жасушаларының дақылдарын қолдан ұрықтандыру шеңберінен шығып, қолдану мүмкіндігі үлкен перспективаны ашады.

Сүтқоректілердің жасушалары қауіпсіздік, дәрілік препараттардың жаңа әзірлемелерінің тиімділігі бойынша тест жүргізу үшін жануарларды пайдалануды уақыт өте келе толықтыра алады деп болжануда. Тағы бір перспективалы бағыт-дәрілік заттардың синтезінде өсімдіктер, жәндіктер, сүтқоректілер клеткаларын, мысалы, олардың кәдімгі генетикалық түрлендірілген микроорганизмдермен синтездеу үшін тым күрделі ақуыздардың кейбір жануарларын пайдалану болып табылады. Сонымен қатар, ғалымдар вакцина өндірісінде сүтқоректілердің клеткаларын пайдалану мүмкіндіктерін зерттейді.

Басқа да ұқсас мәліметтер

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *