Lektsia_1_kultury_rastitelnykh_kletok_2012_nov
.pdf
•Что такое генная инженерия, на знаниях каких наук она основана.
•Что такое рекомбинантные ДНК-технологии.
•Какие ферменты в ней используются. Принципы действия каждого из них.
•Векторные молекулы.
•Требования к векторным молекулам.
•Основные элементы векторных конструкций, отвечающих за экспрессию.
•Какие существуют векторные молекулы для трансформации животных клеток, каковы их особенности?
•Какие существуют векторные молекулы для трансформации растений?
•Строение агробактерий. Отличие Agrobacterium tumefaciens от A. rhizogenes
•Как агробактерия воздействует на клетку? Что встраивается в растительный геном?
•Что такое Ti-плазмида и «обезоруженная» плазмида, их строение, чем отличаются Ti- и Ri -плазмиды?
•Принципы создания генетически-модифицированных организмов (ГМО).
•Какие существуют методы трансформации животных.
•Какие методы существуют для трансформации растений.
•Как можно провести отбор трансформированных клеток. Селективные и репортерные гены.
•Какими способами доказывают трансгенность организмов.
•Для чего создают трансгенных животных.
•Для чего создают трансгенные растения.
1
Перечислите основные стадии биотехнологического производства. Что такое «масштабирование» культуры?
Из каких компонентов может состоять питательная среда? Какие существуют режимы культивирования в ферментерах и их особенности.
Каковы основные стадии выращивания культуры в ферментерах периодического действия?
Какие основные продукты получают в биотехнологических процессах? Что такое биогеотехнология металлов?
На чем основаны процессы бактериального выщелачивания? Что такое биосорбция металлов?
На чем основан метод биологической очистки сточных вод? Каковы основные принципы действия биофильтра? Принцип действия аэротэнка.
Что такое активный ил и его состав?
Из каких фаз состоит процесс очистки воды в аэротэнке?
Зачем при очистке сточных вод проводят процессы нитрификации-
2
денитрификации и какие бактерии участвуют в нем?
Культура клеток и тканей как основа клеточной и
генетической инженерии
3
Клеточные культуры
•Культура тканей - метод длительного сохранения в живом состоянии клеток, тканей, небольших органов или их частей, выделенных из организма человека, животных или растений.
•Метод культивирования тканей in vitro (в стекле) был создан французом А. Каррелем, который долгое время работал в Америке. В 1912 г. Каррель был удостоен за свое открытие Нобелевской премии по медицине.
•Культура клеток представляет собой гомогенную популяцию генетически однородных клеток, растущих в постоянных условиях.
•Основное условие успешного осуществления роста культур клеток и тканей — строгое соблюдение стерильности.
4
Использование культур клеток
•Клеточные культуры — прекрасный объект для изучения действия на клетку физических, химических и биологических факторов. Особенно велико их значение в вирусологии: отдельные группы вирусов вызывают в культурах клеток специфический повреждающий эффект, поэтому клеточные культуры используют для диагностики вирусов. Кроме того, они являются субстратом для получения живых противовирусных вакцин.
•На культурах тканей возможно изучение ряда общебиологических вопросов: взаимоотношения клеток и тканей, дифференцировка клеток, закономерности митоза, превращение нормальной клетки в раковую и т. д.
•Культуры органов широко используются при изучении закономерностей развития зачатков в норме и при экспериментально измененных условиях, при совместном культивировании органов от животных разного возраста, вида и т.п.
5
Культуры in vitro тканей и клеток растений
6
Культуры тканей in vitro
•Термины
•in vitro – выращивание растительных объектов в стекле на
искусственных питательных средах;
•Эксплант – фрагмент ткани или органа, инкубируемый на искусственной питательной среде самостоятельно или используемый для получения первичного каллуса или регенерантов
•Пролиферация – новообразование клеток и тканей путем размножения
•Каллус – ткань, возникшая in vivo или in vitro путем неорганизованной пролиферации клеток растений и эксплантов
•Культура каллусных тканей – выращивание в длительной пересадочной культуре каллусов, возникших путем дедифференцировки и пролиферации клеток растений
•Субкультивирование – перенос ткани на свежую питательную среду
7
Культуры in vitro тканей растений
•Термины
•Дедифференциация – переход специализированных
клеток к пролиферации и неорганизованному каллусному росту
•Дифференциация – комплекс процессов, приводящих к различиям между дочерними клетками, а также между материнскими и дочерними клетками
•Дифференцировка – состояние специализации клеток, отличающее их от других
•Изолированный протопласт – растительная клетка, лишенная клеточной стенки с помощью ферментативного разрушения
•Культура изолированных протопластов – выращивание протопластов в жидкой или агаризованной среде, содержащей осмотическое вещество. При регенерации
клеточных стенок протопласты превращаются в |
|
культуру клеток. |
8 |
Культуры in vitro тканей растений
•В 1934 г. американский исследователь Уайт (P. R. White) при культивировании кончиков корней и меристем томата в среде, содержащей соли, глюкозу, дрожжевой экстракт и витамины группы В увидел, что дифференцированные клетки этих органов дедифференцируются, образуя клеточную массу.
•В то же самое время французский ученый Готье (R. J. Gauthieret), выращивуя
кусочки стебля ивы (Salix) на похожей среде, получил неорганизованный рост клеток, которые он первый назвал каллусом.
•В 1939 другим французским исследователем Нобеко была получена первая постоянная каллусная культура из корневых эксплантов моркови (Daucus carota). Такая культура могла поддерживаться достаточно длительное время при регулярном переносе её каждые 2-3 недели на свежую агаризованную среду
•
Каллус, образовавшийся на эксплантах кусочков корня Cymbidium ensifolium. |
9 |
Бар равен 2.5 mm (С. CHANG and W. C. CHANG) |
|
Три фундаментальных свойства растений
1.Тотипотентность
Потенциальная или наследуемая способность растительных тканей к развитию в полноценное растение при наличии подходящих условий. Это обозначает, что вся информация необходимая для развития находится в каждой отдельной клетке растения.
2. Дедифференциация
Способность зрелых клеток возвращаться к неорганизованному росту и затем к меристематическому делению, способствующему образованию новых точек роста, которые затем могут дифференцироваться в новые органы.
3. Компетентность
Наличие эндогенного потенциала данной клетки или ткани дающей
возможность развиваться в определенном направлении
10