- •Актуальность применения культур клеток в различных областях биологии, медицины и сельского хозяйства
- •Роль клеточных культур в биотехнологии при производстве биологически активных веществ, белков, ферментов, аминокислот, гормонов, вакцин и др.;
- •Применение клеточных культур для диагностики и лечения наследственных заболеваний.
- •Применение клеточных культур в качестве тест-объектов при испытании новых фармакологических веществ.
- •Применение клеточных культур для сохранения генофонда исчезающих видов животных и растений.
- •Аппараты для очистки воды, используемой для приготовления питательных сред или мытья культуральной посуды. Их характеристика и возможности получения сверхчистой и общелабораторной воды.
- •7. Приборы, аппараты и реактивы для мытья и стерилизации посуды.
- •8. Приборы для дозирования, разведения и пробоотбора.
- •9. Боксовые помещения и ламинар-боксы. Их типы, обустройство и значение.
- •10. Лабораторные термостаты. Специальные требования, предъявляемые к лабораторным термостатам для культивирования клеток, и типы их конструкций.
- •12. Лабораторные ферментеры. Их назначение, типы, конструкция и области применения.
- •13. Глубинное культивирование клеточных и бактериальных культур.
- •14. Общая модель динамики роста клеточных культур.
- •15. Специфические особенности работы с ферментерами. Проблемы пенообразования и пеногашения.
- •16. Специфические особенности работы с ферментерами. Хемостаты и турбидостаты.
- •17,18. Культуральная посуда. Особые требования к свойствам поверхности и материала изделий из стекла и пластика, предназначенных для роста клеток в монослое.
- •19. Области применения стеклянной и пластиковой посуды. Основные подходы, способы и степень подготовки культуральной посуды к культивированию клеток.
- •20. Принципы составления питательных сред.
- •21. Устройства для приготовления питательных сред.
- •22. Основные требования, предъявляемые к питательным средам для клеточных культур.
- •23. Установки для стерилизующей фильтрации жидких питательных сред. Микро- и ультрафильтрация питательных сред.
- •24. Основные типы и состав питательных сред для культивирования различных типов клеток.
- •25. Основные питательные потребности клеток
- •26. Преимущества и недостатки разных типов питательных сред
- •27. Историческое развитие культивирования микроорганизмов. Работы л.Пастера, р.Коха и др. По созданию методов культивирования и изучению питательных потребностей микроорганизмов
- •28. Методы выделения чистых культур аэробных и анаэробных микроорганизмов
- •1) Механическое разобщение
- •29. Питательные среды для культивирования микроорганизмов
- •30. Динамика роста клеточных культур микроорганизмов
- •31. Подбор состава культуральных сред с учетом типов питания культивируемых микроорганизмов.
- •32. Влияние условий культивирования на жизнедеятельность микроорганизмов.
- •33. Потребность в кислороде и аэрация. Культивирование анаэробных микроорганизмов.
- •34. Динамика роста культуры микроорганизмов и характерные особенности каждой фазы.
- •35. Параметры роста: скорость роста, урожай клеток, время генерации, длительность лаг-фазы, экономический и метаболический коэффициенты и др.
- •36. Особенности культивирования бактериальных, дрожжевых и грибных клеток.
- •37. Динамическое и статическое (стационарное) культивирование.
- •38. Открытые и закрытые системы культивирования.
- •39.Поверхностное и глубинное культивирование, суспензионные культуры.
- •40.Периодический, продлённый периодический, многоциклический и непрерывный процессы культивирования клеток микроорганизмов
- •41.Методы создания и биологические свойства синхронных культур микроорганизмов.
- •42.Управляемое культивирование микроорганизмов с заданными свойствами.
- •43, 44. История создания культур клеток растений. Значение работ немецких ученых х.Фехтинга, к.Рехингера, г.Габерландта. Опыты Роббинса и Котте.
- •45. Методы создания клеточных культур растений
- •46. Получение культуры каллусных клеток.
- •47. Среды и методы выращивания каллусных клеток: поверхностный способ на агаризованной питательной среде.
- •48. Суспензионные культуры и глубинное культивирование, культивирование отдельных (одиночных) клеток.
- •49. Динамика роста популяции растительных клеток и особенности каждой фазы
- •50. Протопласты растительных клеток.
- •51. Способы выделения растительных протопластов и условия культивирования протопластов.
- •53. История и проблемы развития культивирования животных клеток. Основные культивируемые элементы.
- •54. Возможности и способы получения и особенности существования первичных культур.
- •55. Значение и возможности использования культивируемых животных клеток.
- •56. Особенности поведения и развития нормальных, трансформированных и опухолевых клеток.
- •57. Монослойные и суспензионные клеточные культуры. Типы культуральных систем для непроточных и проточных культур.
- •58. Выбор питательных сред и субстратов для культивирования животных клеток.
- •59. Состав питательных сред (среды, содержащие сыворотку, и бессывороточные питательные среды). Значение сывороточных компонентов.
- •60. Динамика развития клеточных линий и влияние физических, химических и биологических факторов.
Применение клеточных культур в качестве тест-объектов при испытании новых фармакологических веществ.
Преимущества получения ряда фармакологических веществ из растений заключается в следующем:
• независимость от климатических, сезонных и географических условий;
• стабильность выпуска продукции в течение года;
• уменьшение площади почвы, вовлеченной в хозяйственный оборот.
На основе культуры клеток можно:
• получать известные вещества, присущие определенному растению, такие как никотин, кодеин, хинин, сапонины и др.;
• обеспечить синтез новых продуктов из трудно выращиваемых растений, например, адаптоген (лекарственное средство, преимущественно растительного происхождения, проявляющее общетонизирующие свойства, влияющие на деятельность основных органов и систем.) из корня женьшеня;
• получать новые вещества;
• использовать системы клеток для биотрансформации конечного продукта.
Для тест-объектов в основном используются животные клетки. Проверка на токсичность препарата, целенаправленное действие препарата, канцерогенность проверяют на тест-объектах.
В настоящее время существует промышленное получение ряда ценных веществ из растительной биомассы методом in vitro.
Существует несколько стандартных питательных сред, широко используемых при культивировании, но количество регуляторов роста в них варьирует в зависимости от вида растений, на выход продукта может влиять концентрация источника углерода и других компонентов среды.
Технология получения растительного сырья на основе каллусных культур имеет ряд преимуществ – это надежность и стабильность выхода биомассы и продуктов вторичного метаболизма, а также возможность использования каллусной системы для иммобилизации и последующей биотрансформации, но обладает существенным недостатком – необходимостью применения ручного труда.
Применение клеточных культур для сохранения генофонда исчезающих видов животных и растений.
Сохранение разнообразия форм жизни - важнейшая проблема современного человечества. Уже давно доказано, что устойчивость сообщества тем выше, чем больше число составляющих его видов. Поэтому сохранение биоразнообразия является единственным механизмом обеспечения стабильности жизни на Земле.
Сохранение генофонда растений в условиях in vitro. Данный приём подразумевает использование коллекций: каллусных культур растений, а также растений в пробирках и суспензионных культурах. Разработка методов культивирования клеток и тканей в условиях in vitro позволила использовать их для сохранения генофонда различных растительных объектов.
При работе с растущими коллекциями необходимо поддерживать без изменений состав питательных сред, размер пересаживаемых культур, длительность культивирования, а также условия выращивания (температуру, влажность, освещенность). Растущие коллекции постоянно оцениваются по ряду параметров (рост, жизнеспособность клеток, митотическая активность, содержание вторичных соединений и др.). Сравнение штаммов сразу по нескольким признакам может быть облегчено использованием компьютерных программ.
Депонирование коллекций растительных клеток in vitro. В настоящее время разработаны методы так называемого «депонирования» коллекций, которые позволяют существенно удлинить период между пересадками культур. Это связано с тем, что периодическое субкультивирование клеточных культур растений трудоемко и требует значительных затрат, как на выполнение работ, так и на приготовление питательных сред для культивирования.
Депонированные коллекции растительных культур могут расти без пересадок в течение 1 года и даже больше. В ряде случаев удачным является одновременное использование нескольких подходов, например, выращивание при низкой температуре и в присутствии веществ, тормозящих рост клеток.
Криосохранение и его возможности. Криосохранение – один из наиболее перспективных способов сохранения генофонда высших растений и животных. Оно позволяет хранить органы, ткани и клетки в замороженном состоянии при температуре жидкого азота (-196°С). Хранимый в этих условиях материал остается генетически стабильным и не подвержен изменениям, которые происходят с организмами при хранении обычными способами. Клетки растений являются более трудным объектом для криоконсервации, чем клетки животных.