Культура протопластов. Микроклональное размножение.

Протопласт - клетка, лишенная целлюлозной оболочки, окруженная цитоплазматической мембраной, сохраняющая все свойства, присущие растительной клетке. Впервые протопласты в 1892 г. выделил Дж. Клеркер, который использовал механический способ. Другой метод выделения протопластов - энзиматический, с использованием ферментов 3 типов: целлюлазы, гемицеллюлазы и пектиназы. Отдельные клетки могут быть изолированы из суспензий с использованием микроманипулятора, проточного цитофлюориметра с сортером или путем последовательных разбавлений. Более эффективны методы использования ткани-«няньки» или «кормящего слоя».

Под воздействием электрического поля или с помощью полиэтиленгликоля протопласты могут сливаться друг с другом с образование двух видов новых клеток:

• Гомокарионы (гомокариоциды), состоящие из клеток одного родителя.

• Гетерокарионы (гетерокариоциды), состоящие из клеток обоих родителей.

Микроклональное размножение - метод, позволяющий от одной меристемы получить (регенерировать) достаточно большое количество новых растений, в том числе и в культуре in vitro.

Современное состояние и достижения в области биотехнологии лекарственных средств

на основе культур растительных клеток и тканей.

Россия занимает первое место в мире по промышленному производству культур клеток. В настоящее время получено более 30 видов различных изолированных клеточных культур лекарственных растений, продуцирующих БАВ либо на уровне соответствующего интактного растения, либо в большем количестве. В настоящее время в клинической практике используются лекарственные средства, полученные на основе каллусных и суспензионных культур клеток растений: шиконин (кожные заболевания), дигоксин (сердечно-сосудистые заболевания), берберин (кишечные расстройства), диосгенин (противозачаточное средство), панаксозиды (адаптогены, укрепляющие иммунитет).

Трансгенные растения. Методы получения. Трансгенные растения в фармакологии.

Трансгенными называются растения, в которых успешно функционируют гены (или ген), пересаженные из растений или животных других видов. Основным направлением применения трансгеноза для генетической модификации культурных растений является повышение их устойчивости к неблагоприятным воздействиям окружающей среды, в частности вирусам и гербицидам. Чужеродные гены, находящиеся в составе векторных плазмид, вводят в протопласты одним из стандартных способов с использованием эндоцитоза, стимулированного полиэтиленгликолем, электропорации, микроинъекций или бомбардировки микрочастицами, нагруженными векторной ДНК.

Растения дают человечеству десятки тысяч природных продуктов, многие из которых представляют большую ценность для фармакологии и промышленности. Часто такими продуцентами важных лекарственных веществ являются уникальные тропические и эндемические растения, недоступные для их агротехнического производства в умеренных климатических зонах большинства развитых стран мира. Выделение из таких растений генов, определяющих направленный синтез специфических органических соединений, и их перенос в подобранные соответствующие растения превращают их в новые продуценты важных биологически активных веществ (Перенос гена гиосциамин-6-b-гидроксилазы из белены (Hyoscyamus niger L.) в растения красавки (Atropa belladonna L.) превратил продуцент атропина в продуцент скополамина).

Во всем мире ведутся работы по созданию на основе трансгенных растений так называемых «съедобных вакцин», которые можно использовать для предупреждения опасных заболеваний человека. В Институте физиологии и биохимии растений СО РАН создается вакцина против СПИДА, гепатита на основе трансгенеза томата и огурца.