Хромосомная инженерия у растений

• Заключается в возможности биотехнологической замены отдельных хромосом в гаметах растений или добавления новых

• В клетках каждого диплоидного организма имеются пары гомологичных хромосом ; такие организмы называются дисомиками

• При добавлении третьей гомологичной хромосомы возникает организм , в каждой клетке которого будет на одну хромосому больше чем у диплоидного – трисомики

• При утрате одной из двух гомологичных хромосом в паре остаётся только одна из них , что при водит к возникновению т. н. моносомика

• При утрате в геноме целой пары гомологичных хромосом возникает т . н . нулисомик

• Возможна замена одной или обеих гомологичных хромосом у одного сорта пшеницы на ту же пару , но из другого сорта ( тем самым слабый признак у данного сорта – например , качество зерна или устойчивость к болезням – заменяется сильным признвком из другого сорта , приближаясь к созданию « идеально » сорта , у которого все полезные признаки будут максимально выражены )

• Существуют методики замены отдельных хромосом одного вида ( например , пшеницы ) на хромосомы другого вида , близкого по происхождению ( например , ржи ) ; полученные таким путём формы называются замещёнными линиями

• Применяется методика введения в геном определённого вида или сорта дополнительной пары хромосом другого вида растений , которые определяют развитие признака , отсутствующего у первого вида ; полученные формы называются дополнительными линиями

Клеточная инженерия

Клеточная инженерия – система методов , позволяющая конструировать и клонировать клетки и клеточные системы нового типа с новыми полезными для человека свойствами , на основе их гибридизации и реконструкции

• При гибридизаци клеток искусственно объединяют целые соматические клетки с образованием гибридного генома , имеющего хромосомы всех гибридизирующихся клеток

• При клеточной реконструкции новая жизнеспособная клетка создаётся из отдельных фрагментов различных клеток ( ядра , цитоплазмы и др . ) ;

• Задачи клеточной инженерии – получение новых клеток и клеточных систем с ранее не известными полезными для человека признаками и свойствами

• В основе работ по клеточной инженерии лежит метод культуры клеток и тканей на специальных искусственных питательных средах

Метод культуры клеток и тканей

• Метод представляет собой выращивание отдельных клеток , кусочков тканей или органов вне организма в искусственных условиях на строго стерильных питательных средах с постоянными физико-химическими условиями , где они размножаются и продуцируют различные ценнейшие вещества – гормоны , ферменты , антитела и другие биологически активные соединения , а сейчас уже и целых животных органов , как материала для трансплантации

• Питательная среда для выращивания ( культивирования ) любых изолированных клеток должна приближаться к условиям жизни целого организма и содержать все необходимые для жизнедеятельности клетки вещества ; например для культивирования клеток животных используется питательная среда , в состав которой входят 13 аминокислот ( незаменимых ) , гексоза , витамины группы В , минеральные соли , ионы , гормоны , питательные компоненты

• В изолированных от организма клетках и тканях продолжаются клеточные деления , приводящие к образованию массы генетически однородных клеток – клеточных линий , являющихся клонами отдельных клеток

• В России и США организованы « банки » клеточных линий , обладающих определёнными генными и хромосомными мутациями или разных раковых клеток , необходимых для моделирования процессов их диагностики и лечения ; клеточные линии используются для изучения стадий митоза , структуры и числа , дифференцировки клеток , изучения повреждающего действия факторов , исследования ферментных систем , производства биологически активных веществ , размножения вирусов с целью получения профилактических сывороток , вопросов ,цитологии , физиологии , гистологии генетики , эмбриологии , медицины

• Отдельные растительные клетки ( в отличие от животных клеток ) в искусственных условия особой питательной среды ( селективной ) обладают типотентностью , т . е . способны к регенерации и формированию полноценных растений

Типотентность – способность одиночных соматических клеток развиваться в целое растение

• Кусочек ткани сердца зародыша курицы в питательной среде за пять дней увеличился в 24 раза , нарастание костной тканив в аналогичных условиях происходило ещё быстрее – зона роста надкостницы за шесть дней увеличилась более чем в 60 раз ; многие десятилетия клетки куриного зародыша продолжали жить вне организма и темпы их роста оставались неизменными ( за технику выращивания культуры тканей А . Каррелю – фрнц . была присуждена Нобелевская премия ) ; 1см² кожи , взятый у донора за две недели даёт пласты эпителиальных клеток площадью около 3м² ; этот метод может быть использован для культивирования клеток роговицы глаза , полости рта и носоглотки