- •Лекція № 1. Основні напрями розвитку біотехнології
- •Біоенергетика
- •Біотехнологія обробки стоків і контроль забруднення води важкими металами
- •Сільськогосподарська біотехнологія
- •Біогеотехнологія
- •Біоелектроніка
- •Біотехнологія в медицині
- •Біотехнології в харчовій промисловості
- •Біотехнологія молочних продуктів
- •Виробництво спиртів і поліолів
- •Виробництво вторинних метаболітів
- •Біотрансформація
- •Виробництво ферментів
- •Виробництво амінокислот, органічних кислот, вітамінів
- •Біоконверсія лігноцелюлозних об'єктів
- •Використання грибів у біотехнології
- •Найпростіші в біотехнології
- •Водорості
- •Рослини в біотехнології
- •Стадії біотехнологічного виробництва
- •Технологія виготовлення поживного середовища для біосинтезу
- •Підтримка чистоти культури
- •Ферментація, будова ферментера
- •Загальні принципи розділення речовин
- •Одержання готових товарних форм препаратів
- •Субстрати для культивування мікроорганізмів з метою одержання білка
- •Лекція № 6. Технологія одержання мікробних ліпідів
- •Мікроорганізми – продуценти ліпідів
- •Лекція № 7. Технологія одержання ферментних препаратів
- •Глибинний метод виробництва ферментів
- •Виробництво ферментів при поверхневому культивуванні продуцентів
- •Іммобілізація ферментів
- •Класифікація носіїв для ферментів
- •Методи іммобілізації ферментів
- •Застосування іммобілізованих ферментів
- •Іммобілізація клітин
- •Ентомопатогенні препарати грибів
- •Вірусні ентомопатогенні препарати
- •Бактеріальні добрива на основі бульбочкових бактерій
- •Виробництво азотобактерину
- •Бактеріальне добриво фосфобактерин
- •Антибіотики для сільського господарства
- •Лекція № 9. Культура клітин рослин
- •Сфери застосування культур рослинних клітин
- •Культури клітин вищих рослин. Історія методу
- •Морфофізіологічні характеристика каллусних тканин
- •Фактори, що впливають на морфогенез in vitro
- •Генетичні механізми, що обумовлюють диференціювання клітин у культурі
- •Суспензійні культури
- •Методики культивування одиночних рослинних клітин
- •Необхідність іммобілізації рослинних клітин, методи
- •Фізіологічні основи переваги іммобілізованих рослинних клітин перед традиційними способами культивування
- •1. Клітини, іммобілізовані в або на інертному субстраті, утворюють біомасу набагато повільніше, ніж зростаючі в рідких суспензійних культурах.
- •2. Крім повільного росту іммобілізація клітин дозволяє їм рости в тісному фізичному контакті одине з одним, що сприятливо позначається на хімічних контактах.
- •Системи культивування іммобілізованих клітин
- •Застосування ізольованих протопластів
- •Способи отримання і культивування протопластів
- •Способи культивування протопластів
- •Злиття протопластів (парасексуальная гібридизація)
- •Види соматичних гібридів
- •Конструювання клітин
- •Клітинна селекція. Методи клітинної селекції
- •Генетичні основи застосування культури клітин в селекційних цілях
- •Типи клітинних культур, які використовуються в селекції
- •Переваги клітинної селекції перед традиційними селекційними методами
- •Мікроклональне розмноження і оздоровлення рослин
- •Фактори, впливають на процес клонального мікророзмноження
- •Етапи мікроклонального розмноження рослин
- •Методи клонального мікророзмноження
- •Оздоровлення посадкового матеріалу від вірусів методами хіміотерапії і термотерапії
- •Створення штучних асоціацій клітин вищих рослин
- •Підвищення продуктивності сільськогосподарських рослин
- •Ендосимбіотичні асоціації
- •Екзосимбіотичні асоціації з водоростями, грибами, азотфіксаторами
- •Методи збереження генофонду. Методика кріоконсервації, способи уповільнення росту
- •Безклітинні системи в біотехнології. Мембрани хлоропластів
- •Одержання фотогальванічних елементів з використанням бактеріальних мембран
- •Безклітинні білоксинтезуючі системи (ббсс)
- •Лекція № 10. Біотехнологія одержання культури тваринних клітин і тканин
- •Культивування клітин. Історія методу
- •Введення клітин у культуру, їхнє походження
- •Характеристика клітин, що культивуються in vitro
- •Поживні середовища й умови культивування
- •Системи культивування клітин
- •Використання культури клітин людини
- •Культивування клітин і тканин безхребетних
- •Культивування органів
- •Гібридизація тваринних клітин. Історія методу
- •Методи створення експериментальних химер
- •1. Агрегаційний – був запропонований практично одночасно й незалежно один від одного Тарковським у Варшаві та Мінц у Філадельфії (1961-1962 р.).
- •2. Ін’єкційний – був розроблений р. Гарднером у 1968 р.
- •Механізм злиття клітин
- •Моноклональні антитіла. Функціональна структура антитіл
- •Одержання моноклональних антитіл
- •Методи аналізу: імуноферментний (іфа), імунолюмінесцентний, імунорадіологічний
- •Радіоактивні мітки
- •Застосування моноклональних антитіл
- •Клонування тваринних клітин. Історія клонування
- •Клонування ссавців. Історія клонування
- •Методи трансплантації ядер
- •Регулювання відтворення сільськогосподарських тварин
- •Суперовуляція
- •Аеробне очищення стічних вод
- •Анаеробні системи очищення
- •Показники забруднення стічних вод
- •Перелік питань які виносяться на підсумковий контроль
- •Література
Введення клітин у культуру, їхнє походження
Відповідно до мети і завдань експериментальної роботи можна виділити два напрямки культивування тваринних клітин: - культури клітин; - культури органів і тканин (органні культури).
Культури клітин позбавлені структурної організації, втрачають характерну гістіотипову архітектуру й пов'язані з нею біохімічні ознаки й зазвичай не досягають рівноважного стану при відсутності спеціальних умов. Клітини в культурах розмножуються, що забезпечує одержання великої маси клітин, потім їх ідентифікують (за фенотиповими ознаками, шляхом вирощування в селективному середовищі, генотипово), розділяють на ідентичні паралелі й, якщо це необхідно, зберігають. Динамічні властивості культивованих клітин часто важко контролювати, також важко реконструювати in vitro деякі клітинні взаємодії, що спостерігаються in vivo. У зв'язку із цим деякі дослідники віддають перевагу використанню клітинної системи, що зберігає структурну цілісність вихідної тканини.
Список типів клітин, які вже введені в культуру, досить великий. Це елементи сполучної тканини людини (фібробласти), кісткові тканини (кістка й хрящі), скелетні, серцеві й гладенькі м'язи, епітеліальні тканини (печінка, легені, нирки та ін.), клітини нервової системи, ендокринні клітини (наднирники, гіпофіз, клітини острівців Лангерганса), меланоцити й різні пухлинні клітини.
Популяція клітин не завжди гомогенна й має фіксований фенотип. Деякі культури, наприклад, кератиноцити епідермісу, містять стовбурові клітини, клітини-попередники й кератинізовані лускаті клітини. У такій культурі відбувається постійне відновлення за рахунок стовбурових клітин, проліферація й дозрівання клітин-попередників, а також необоротна диференціація, що супроводжується "злущуванням" лускатих клітин у культуральне середовище.
Яку тканину краще брати для введення в культуру, дорослу або ембріональну, нормальну або пухлинну? Культури, отримані з ембріональних тканин, характеризуються кращою здатністю до виживання й більш активним ростом у порівнянні з відповідними зрілими тканинами. Причиною цього служить низький рівень спеціалізації й наявність реплікуючих клітин-попередників в ембріонах. Проліферативна здатність дорослих тканин нижча, вони містять більше спеціалізованих клітин, що не діляться. Одержання первинних культур клітин дорослих тканин і їхнє розмноження є більш складним завданням, тривалість життя таких культур, як правило, невелика. Нормальні тканини дають початок культурам з обмеженим часом життя, тоді як культури, отримані з пухлин, здатні проліферувати необмежено довгий час. Диференціація нормальних клітин у культурі супроводжується зазвичай повним припиненням проліферації клітин. У культурах пухлинних клітин можлива часткова диференціація при збереженні здатності до проліферації.
Свіжовиділені культури називаються первинні культури до початку пасирування або субкультивування. Клітини первинної культури зазвичай гетерогенні й характеризуються низькою проліферацією. У них найбільш повно представлені типи клітин тієї тканини, звідки вони були отримані. Пасирування забезпечує можливість продовження існування культури, можливість клонування, дослідження й збереження властивостей клітин. При цьому утворюються більш однорідні популяції, а також втрачаються спеціалізовані клітини. Після декількох пересівань лінія клітин або гине, або трансформується й стає постійною клітинною лінією. Властивістю "безсмертності" володіють в основному клітини, отримані з пухлин. Поява постійної лінії клітин констатується за морфологічними змінами (зменшення розміру клітин, зниження їх адгезивності, округлення, збільшення ядерно/цитоплазматичного відношення, збільшенню швидкості росту (час подвоєння клітин у культурі знижується з 36 – 48 до 12 – 36 годин), за зниженням залежності від сироватки, за збільшенням ефективності клонування, за зниженням залежності від субстрату, за збільшенням гетероплоїдності (хромосомні відмінності між клітинами) і анеуплоїдності й за збільшенням до утворення пухлин. Нормальні клітини можуть трансформуватися в постійну лінію, не стаючи при цьому злоякісними.
