Работа с каллусной тканью это какая инженерия

Установите соответствие между приёмами и методами биотехнологии: для этого к каждому элементу первого столбца подберите соответствующий элемент из второго столбца.

А) работа с каллусной тканью

Б) введение плазмид в бактериальные

В) гибридизация соматических клеток

Г) трансплантация ядер клеток

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами:

А) Культура изолированных тканей обычно бывает представлена каллусными или реже – опухолевыми тканями. Оторванная от коллектива себе подобных клетка в пробирке сохраняет «память» — генетическую информацию, заложенную родителями. Но специализацию она утрачивает и образует при делении нечто аморфное, напоминающее по форме морскую губку – каллус– это ткань, которая возникает не только в пробирке, но и в естественных условиях при поранении растения.

Регенерации полноценных растений из каллуса добиваются в принципе двумя путями: дифференциацией побегов и корней посредством изменения соотношения гормонов цитокинина и ауксина или образованием эмбриоидов. Этот соматический (асексуальный) эмбриогенез впервые был прослежен к 1959 г. у моркови; со временем его стали применять при производстве жизнеспособных растений у разных видов.

В) Гибридизация соматических клеток

Создание неполовых гибридов путем слияния изолированных протопластов, полученных из соматических клеток. Этот метод позволяет скрещивать филогенетически отдаленные виды растений, которые невозможно скрестить обычным половым путем, вызывать слияние трех и более родительских клеток, получать асимметричные гибриды, несущие весь генный набор одного из родителей наряду с несколькими хромосомами или генами, или только органеллами и цитоплазмой другого. Гибридизация соматических клеток дает возможность не только соединить в одном ядре гены далеких видов растений, но и сочетать в гибридной клетке цитоплазматические гены партнеров.

Г) Трансплантация ядер клеток

В последнее время разработано несколько эффективных методов, позволяющих изучать взаимоотношения ядра и цитоплазмы.

Наиболее важное значение, по-видимому, имеет метод пересадки ядра одной клетки в цитоплазму другой клетки, из которой предварительно удалили собственное ядро. Наблюдения за поведением таких клеток позволяют изучать влияние объединения ядра и цитоплазмы разных клеток на поведение обоих компонентов.

Хотя большинство признаков ядерно-цитоплазматических гибридов, несомненно, определяется ядром, некоторые из них в отдельных случаях могут контролироваться цитоплазмой и сохраняться в ряду многих клеточных поколений.

Б) введение плазмид в бактериальные клетки.

По размеру плазмиды меньше бактериальных хромосом и содержат от 8 до 200 тыс. нуклеотидных пар. В одной клетке может находиться от 1—2 до нескольких десятков плазмид. Это число постоянно. Плазмиды реплицируются (размножаются) независимо от бактериальной хромосомы. Но некоторые плазмиды, так называемые эписомы, могут встраиваться в хромосому и реплицироваться вместе с ней. Транскрипция и трансляция генетического материала плазмид идут с помощью клеточных механизмов, т. е. так же, как у вирусов. Плазмиды передаются при делении дочерним клеткам, а также могут попадать в бактерии при клеточных контактах. Плазмиды несут от 2—3 до 90 генов, которые придают клеткам характерные свойства, например: способность передавать хромосомную ДНК от одной бактерии к другой, вырабатывать белки−яды, губительные для других бактерий. Ученые разработали методы выделения и введения плазмид в бактериальные клетки. Можно, используя специальные ферменты, разрезать плазмиды, встраивать в них новые гены и сшивать молекулы. Такие плазмиды служат для переноса генетической информации (т. е. являются векторами), в генной инженерии.

Д) Получение рекомбинантной ДНК и РНК.

Суть конструирования рекомбинантных ДНК заключается во встраивании фрагментов ДНК, среди которых находится интересующий нас участок ДНК, в так называемые векторные молекулы ДНК (или просто векторы) — плазмидные или вирусные ДНК, которые могут быть перенесены в клетки про- или эукариот и там автономно репли-цироваться. На следующем этапе проводится отбор тех клеток, которые несут в себе рекомбинантные ДНК (с помощью маркерных признаков, которыми обладает сам вектор), и затем индивидуальных клонов с интересующим нас сегментом ДНК (используя признаки или пробы, специфичные для данного гена или участка ДНК).

Получение рекомбинантных РНК обычно осуществляют методами ферментативного или химического лигирования РНК.

Работа с каллусной тканью это какая инженерия

А) работа с каллусной тканью

Б) введение плазмид в бактериальные

В) гибридизация соматических клеток

Г) трансплантация ядер клеток

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами:

В) Гибридизация соматических клеток

Г) Трансплантация ядер клеток

Читайте также: Функция лимфоидной ткани слизистой оболочки образующей лимфатические узелки

Б) введение плазмид в бактериальные клетки.

Д) Получение рекомбинантной ДНК и РНК.

что такое каллусные ткани

Каллусная ткань представляет собой неорганизованную массу делящихся клеток. Индуцированный каллус, как правило, гетерогенен и состоит из разнообразных типов и групп клеток, которые отличаются своими размерами. Каллусные культуры используют у ряда растений с целью получения в культивируемых условиях необходимых биопродуцентов, что осуществляют в промышленных условиях, а при индукции в каллусной ткани проростков — для размножения исходного растения — донора или получения сомаклонов.

Каллус, что означает «мозоль» , может образоваться как на изолированных кусочках ткани (эксплантах) in vitro, так и на растении при поранении.

Каллусную ткань in vitro в основном бывает белого или желтоватого, реже светло-зеленого цвета. Очень редко она может иметь интенсивную зеленую окраску (у мандрагоры) . Темно-коричневая окраска возникает чаще при старении каллусных клеток и связана с накоплением в них фенолов. Последние окисляются в хиноны. Для избавления от них в питательные среды вносят антиоксиданты.

Каллусная ткань аморфна и не имеет конкретной анатомической структуры, но в зависимости от происхождения и условий выращивания она может быть разной консистенции: 1) рыхлой, состоящей из сильно оводненных клеток, легко распадающейся на отдельные мелкие агрегаты; 2) средней плотности, с хорошо выраженными меристематическими очагами; 3) плотной, в которой дифференцируются элементы камбия и проводящей системы.

В результате выхода из-под контроля организма рост каллусных клеток происходит неорганизованно, асинхронно, и является неограниченным. При пересадках на свежую питательную среду культура каллусной ткани моркови, полученная Р. Готре более 60 лет назад, до сих пор растет в коллекции.

Длительное время считали, что каллусные клетки генетически строго однородны. Однако в 60-х годах было выяснено, что клетки каллусной ткани обладают выраженной генетической гетерогенностью.

Для селекционера каллус представляет интерес прежде всего из-за довольно высокой генетической вариабельности его клеток. Установлено, что плоидность каллусных клеток значительно варьирует и особенно при их длительном культивировании. При этом образуются полиплоидные, анеуплоидные и другие генетически измененные клетки.

Цитологический анализ, показал, что в 45-дневном каллусе растений малины сорта Карнавал встречаются клетки с числом хромосом: 7.13,14,15,16, т. е. наблюдается широкое варьирование по числу хромосом. В норме соматические клетки изучаемых растений малины содержат 2п (2х) = 14 хромосом. Следовательно, при регенерации из каллусной ткани могут возникнуть растения, отличающиеся от исходных родительских форм, что будет способствовать увеличению спектра генетической изменчивости для селекции.

Образования каллуса на экспланте в стерильной культуре часто происходит спонтанно. Однако интенсивность формирования каллусной ткани на агаризованной среде можно стимулировать добавлением ряда веществ, относящихся к различным группам ФАВ. Отмечено, что каллусообразованию способствует относительно высокое содержание в среде ауксинов или их сочетание с низкой концентрацией цитокининов.

Культуру каллуса можно получить из различных органов (листьев, побегов, корней) растений разных видов,

Исходный эксплант для получения каллуса представляет собой фрагмент ткани или органа, инкубируемой самостоятельно или используемой для получения первичного каллуса. Для этих целей более пригодны ткани молодых листьев, т. к. образование каллуса происходит интенсивнее.

В биотехнологии каллусом называют недифференцированные клетки, являющиеся тотипотентными и способными поэтому дать начало целому растению. Являются объектом генетической инженерии. В биологии растений каллусом называют также клетки, образующиеся на раневой поверхности растения в виде опробковевающей ткани, которая возникает в результате деления пограничных с раной клеток [1].
Каллусная ткань способствует зарастанию ран, срастанию прививок и т. д.

Вопрос. Каллусная ткань, характеристика

Цели и задачи биотехнологии, как науки

Биотехнология — приклодная область биологии, разрбататывающая новые технологии с использованием живых организмов, выращивают их на ИПС(искуственные питательные среды) для получения нужных человеку веществ -гармоны, антибиотики, инсулин и т.д.

Объекты: бактерии и вирусы, дрожжи и микроскопические грибы, клетки растений и животных ,нуклеиновые кислоты.

Главные напрвления: клеточная, кланирование и генная инженерия.

Во-первых, поддержание и активация путей обмена клеток, ведущих к накоплению целевых продуктов при заметном подавлении других реакций различияа у культивируемого организма;

Читайте также: Сколько ткани нужно чтобы обтянуть кресло

во-вторых, получение клеток или их составных частей (преимущественно — ферментов) для направленного изменения сложных молекул (на-пример, рестриктазы, изомеразы и т. д.);

в-третьих, углубление и совершенствование рДНК-биотехнологии и клеточной инженерии на предмет получения особо ценных результатов в фундаментальных и прикладных разработках;

в-четвертых, создание безотходных и экологически безопасных биотехнологических процессов;

в-пятых, совершенствование и оптимизация аппаратурного оформления биотехнологических процессов с целью достижения максимальных выходов конечных продуктов при культивировании естественных видов с измененной наследственностью методами клеточной и генной инженерии;

в-шестых, повышение технико-экономических показателей биотехнологических процессов по сравнению с существующими.

Основные направления в развитие биотехнологии

Сельское хозяйство

1.получение новых пород животных, сортов растений, тканевых и клеточных культур

2.создание новых методов селекции (включая клонирование)

3.создание новых методов хранения и переработки пищевой продукции

4.получение белков и витаминов для увиличения ценности кормов

5.получение гербецидов и биосинтексициды с использованем вирусов, бактерий, низжих грибов и простейших, вырабатыв токсины губительные для вредных насекомых.

Промышленность

1.производство сырья для текстильной промышленности

2.получение метанола, этанола, биогаза для энергетики и хим.промышленности

3.переработка производственных и хозяйственных отходов.

3)медицина и ветеринария: получение вакцин, антибиотиков, витамин, интертерона, ферметов.

Кнтроль за состояием охраны среды

1.разрушение ксенобиотов (вещества, полученные синтетическим путем, не синтезируются и не разрушаются живыми организмами — полиэтилен)

2.утилизация промышленных отходов.

Вопрос № 3 Объекты биотехнологии.

1. клетки способны вырабатывать нужные для человека вещества — белки, углеводы, витамины, гармоны и др.

2. биосинтез этих веществ внутриклеточ. экономичнее, технологичнее и доступнее, чем химический синтез

3. эти веществ аможно получать из отходов с/х, рыбной и пищевой промышленности, а также рост сырья — молочная сыворотка, древесная и т.д.

4. высокая скорость синтеза бактериальными клетками (размножение через 2п-60мин.), дрожжевыми (1,5-2часа), животными (24часа) позволяют получать большую биомассу клеток и веществ, которые синтезируются этими клетками.

Объекты биотехнологии: многочисленные представители групп живых организмов — микроорганизмы (вирусы, бактерии, протисты, дрожжи и др.), растения, животные, а также изолированные из них клетки и субклеточные структуры (органеллы). Биотехнология базируется на протекающих в живых системах физиолого-биохимических процессах, в результате которых осуществляются выделение энергии, синтез и расщепление продуктов метаболизма, формирование химических и структурных компонентов клетки.

Широкое применение в биотехнологии нашли культуры животных и растительных клеток. Известно, что строение, физиология и биотехнология животных и растительных клеток более сложные, чем у бактериальных клеток. Из культур животных и растительных клеток можно извлечь более широкий ассортимент продуктов сложной, цепной реакции, но процесс культивирования растительных и животных клеток более трудоемкий и дорогостоящий. Из культур тканей растений можно получать разнообразные соединения, используемые в медицине (алкалоиды, противовоспалительные вещества, противолейкозные и противоопухолевые, противобактериальные, сердечные и почечные средства, ферменты, витамины, опиаты и др.), сельском хозяйстве, химической и других отраслях промышленности. Животные клетки используют как для получения продукции, так и для выращивания в клетках вирусов с целью получения из них вакцин и диагностических препаратов.

Вопрос № 4 Клеточная биотехнология.

Клеточная биотехнология основывается на применении клеток, тканей и протопластов. Чтобы успешно управлять клетками, необходимо отделить их от растения и создать им все необходимые условия для успешного существования и размножения вне организма растения. Такой метод выращивания и размножения клеток носит название «культуры изолированных тканей» и получил особое значение из-за возможности применения в биотехнологии.

Клеточная инженерия — выращивание клеток вне организма на специальных питательных средах.

В основе клеточной инженерии лежит использование методов культивирования изолированных клеток и тканей на искусственной питательной среде в регулируемых условиях. Это стало возможным благодаря способности растительных клеток в результате регенерации формировать целое растение из единичной клетки. Условия регенерации разработаны для многих культурных растений — картофеля, пшеницы, ячменя, кукурузы, томатов и др. Работа с этими объектами делает возможным использование в селекции нетрадиционных методов клеточной инженерии — соматической гибридизации, гаплоидии, клеточной селекции, преодоления нескрещиваемости в культуре и др.

вопрос. Каллусная ткань, характеристика

Культура каллусных тканей представлена каллусными клетками, реже опухолевыми клетками. Она состоит из клеток недефференцированных или слабо дефференцированных, способных к неорганич. и неорганизов. росту. Каллус может образовываться на:

1. изолированных кусочках тканях-иксплантах, на НПС, инвитро

2. в местах поражения и травм у растений при этом образуется раневая паренхима, защищает место поранения. Каллусная ткань аморфна. Не имеет выраженной аналитической культуры, в зависимости от условий выращивания имеет резкую консистенцию:

1. рыхлую-состоит из недефференцировано сильно оводненных, лекго отделяющих друг от друга клеток, используется для получения суспензий;

2.средняя плотность- состоит из клеток, содержащих учасик мирестемы;

3.плотная — имеет самый высокий уровень дифференцировки, клетки содержат эл.камбия и проводящие системы.

Каллусная ткань, выращиваемая поверхностным способом, представляет собой аморфную массу тонкостенных паренхимных клеток, не имеющую строго определенной анатомической структуры. Цвет массы может быть белым, желтоватым, зеленым, красным. В зависимости от происхождения и условий выращивания каллусные ткани бывают:

— рыхлые, сильно оводненные, легко распадающиеся на отдельные клетки;

— средней плотности, с хорошо выраженными меристематическими очагами;

— плотные, с зонами редуцированного камбия и сосудов.

Как правило, в длительной культуре на средах, содержащих ауксины, каллусные ткани теряют пигментацию и становятся рыхлыми.

В цикле выращивания каллусной ткани клетки после ряда делений приступают к росту растяжением, дифференцируются как зрелая каллусная ткань и деградируют. Для того, чтобы не произошло старения, утраты способности к делению и дальнейшему росту, а также отмирания каллусных клеток, первичный каллус переносят на свежую питательную среду через 28 — 30 дней, то есть проводят пассирование или субкультивирование каллусной ткани.

6. Условия образования каллусных клеток;

Обязательным условием образования каллусных клеток является присутствие в ИПС 2нрупп гармонов:

1. ауксины — вызывают процесс дедиффиренцирования клеток (упрощение структур организма клеток и првращение их в каллусные)

2. цитокилины — учасвтвуют в процессе деления каллусных клеток.

Читайте также: Разрушение костной ткани челюсти как

Обязательным условием дедифференцировки растительной клетки и превращения ее в каллусную является присутствие двух групп фитогормонов: ауксинов, вызывающих процесс дедифференцировки клетки, подготавливающий ее к делению и цитокининов, вызывающих пролиферацию (деление) дедифференцированных клеток. Если в питательную среду, не содержащую этих гормонов, поместить растительный эксплант, состоящий из специализированных (дифференцированных) клеток, то деления клеток не произойдет и каллусная ткань не образуется. Это связано с неспособностью дифференцированных клеток к делению.

Характерной чертой заключительной фазы роста является утолщение вторичной клеточной оболочки и потеря клеткой способности к делению. Для того чтобы дифференцированные клетки вновь приобрели способность к делению, необходимо, чтобы произошла их дедифференцировка, т.е. клетки как бы возвратились в меристематическое состояние. Размножение дедифференцированных клеток приводит к анархическому (неорганизованному) росту, в результате чего образуется каллусная ткань. Таким образом, превращение специализированной клетки в каллусную связано с индукцией клеточного деления, способность к которому она потеряла в процессе дифференцировки.

7. Характеристика каллусных клеток по консистенции;

Неорганизованно растущая каллусная ткань характеризуется тремя типами клеток: мелкими, средними и крупными. При пассировании ткани на среду, содержащую индукторы органогенеза, мелкие клетки приступают к делению и формируют меристематические очаги. Деление клеток меристематического очага приводит либо к формированию почек и последующему развитию из них побегов (геммогенез), либо к ризогенезу.

Клетки меристемы с самых ранних стадий развития отличаются от каллусных высоким содержанием РНК и белка. При образовании соматических эмбриоидов каллусная клетка средних размеров обособляется, ограничивается плотной оболочкой, теряет крупные вакуоли. Она содержит крупное структурированное ядро с ядрышком. Клетка делится митотически, в результате чего возникают 2 клетки проэмбрио. Последующие деления клеток приводят к формированию шаровидного зародыша, а также органа, аналогичного суспензорам в зародышевом мешке семяпочки. Дальнейшее развитие соматического эмбриона через ряд стадий ведет к регенерации целого растения с корнями и побегами, так как в этом случае формируется биполярная структура.

Каллусы с высоким морфогенетическим потенциалом обычно матовые, компактные, структурированные, имеют зеленые хлорофиллсодержащие участки, которые представляют собой зоны морфогенеза. Впоследствии там формируются побеги или растения-регенеранты. В культуре также встречаются каллусы рыхлые, не имеющие глобулярного характера. Такие каллусы либо совсем не способны к органогенезу, либо формируют только корни. Появление корней свидетельствует о сдвиге гормонального баланса в сторону ауксинов, что препятствует образованию побегов. Эти каллусы могут остаться ризогенными, и регенерировать из них растения не удастся. Неморфогенные каллусы могут быть переведены в суспензионную культуру для получения вторичных метаболитов.

8. Сходства между каллусными и нормальными клетками;

— синтез вторичных метаболитов;

— морозо- и жаростойкость, устойчивость к низким и высоким температурам;

— фотопериодическая реакция связана с сохранением активности фитохромов;

— устойчивость к осмотически активным веществам, к засолению и т.п;

-каллусные кдетки, как обычные включают 3 фазы роста: деление, рястяжение, диффиренцировку, после чего происходит утолщение вторичной клеточной оболочки и потеря способности к делению, наступает старение клеток и отмирание.

9. Различия между каллусными и нормальными клетками;

1.Клеточный цикл у каллусных клеток длинее, чем у обычных

2.Каллусные клетки содержат специфические белки

3.Неконтролируются организмом, поэтому в среде-каллусных клетках на ИПС одновременно встречаются клетки разные по возрасту и генотипу ( содежат разное число хромосом)

4.Энергетический обмен каллусных клеток отличается от нормальных тем, что в присутствии О₂ в каллустных клетках дыхание не подавляет брожение, поэтому АТФ образуется одновременно в кислродных и бескислородных условиях; причина- слабое развитие митохондриальных крист.

энергетический обмен это синтез энергии (АТФ) и ее расходования. Расходование АТФ происходит на процессы синтеза веществ, в том числе и углеводов, а также на размножение (увеличение клеточной массы) и др. . Пентозы это моносахара, содержащие 5 углеродных атомов. Главными из них (упрощаю) являются рибоза, входит в структуру РНК и дезоксирибоза — в ДНК. Обе пентозы альдегидоспирты.

Углеводы в форме дисахаров и полисахаров откладываются в запас (запасные вещества).

Различия: клеточный цикл у каллусных клеток длиннее, чем у обычных; каллусные клетки содержат специфические белки;( специфичность определяется необычными аминокислотами); не контролируются организмом (существуют вне организма); Имеют асинхронный неограниченный рост ; клетки гетерогенны (неоднородны) по возрасту, и генотипу; АТФ (источник энергии) образуется одновременно в процессах дыхания и брожения

10 вопрос. Генетика (генотип) каллусных клеток
В 60-х годах прошлого века было установлено, чт каллусные клетки обладают генетической гетерогенностью иразной плоидностью ( неодинаковое число хромосом). У каллусных клеток может быть :

1.полиплоидия -краткое увеличение числа хромосом (4п, 8п, 16п)

2.нормальнаядиплоидная форма (2п)

3.гетероплоидия — увеличение или уменьшение на 1 хромосому (2п+1).

Клетки каллусной ткани обладают выраженной генетической гетерогенностью. Генетическая неоднородность каллусных клеток выражается прежде всего в различной плотности, т.е. каллусные клетки отличаются по числу хромосом. Генетически стабильными in vitro являются меристематические ткани.

В каллусных и суспензионных культурах встречаются клетки, имеющие диплоидный набор хромосом, свойственный исходному растению, полиплоидные клетки, содержащие 3,4,5 и более хромосомных наборов. Наряду с полиплоидией в культуре каллусных тканей можно нередко наблюдать анеуплоидию (возрастание или уменьшение хромосомного набора на несколько хромосом). Чем длительнее культивируют каллусные клетки, тем больше они различаются по плоидности. В калусных клетках табака через четыре года культивирования совсем не остается диплоидных клеток: все клетки становятся полиплоидными иРазличия: клеточный цикл у каллусных клеток длиннее, чем у обычных; каллусные клетки содержат специфические белки;( специфичность определяется необычными аминокислотами); не контролируются организмом (существуют вне организма); Имеют асинхронный неограниченный рост ; клетки гетерогенны (неоднородны) по возрасту, и генотипу; АТФ (источник энергии) образуется одновременно в процессах дыхания и броженияли анеуплоидными.

Кроме изменения плоидности, культивирование клеток и тканей растений in vitro вызывает появление в клетках хромосомных аббераций. Последние сказываются на биологических особенностях культивируемых тканей, изменяя их внешний вид, обмен веществ, скорость роста.

Генетическое разнообразие каллусных клеток позволяет использовать их для клеточных селекций на устойчивость к неблагоприятным факторам среды, фитопатогенам и на повышенную продуктивность.

Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом