Тип питания культуры тканей растения. Условия и методы культивирования тканей in vitro

Детский сад № 4 "Золотая рыбка"

город Карпинск Свердловской области

 

Культуры клеток и тканей растений и животных. Тип питания культуры тканей растения


500 - Стр 5

238.В МОЛЕКУЛЕ СВИНОГО ИНСУЛИНА В 30-МПОЛОЖЕНИИ Β- ЦЕПИ СОДЕРЖИТСЯ

1)аланин

2)фенилаланин

3)треонин

4)валин

239.КУЛЬТУРА ТКАНЕЙ РАСТЕНИЙ — ЭТО

1)выращивание лекарственных растений на опытном поле

2)культивирование микроорганизмов, усвоивших ген растения, ответственный за синтез определенного БАВ

3)выращивание в стерильных искусственных условиях изолированных клеток, тканей, органов растений на твердых или жидких питательных средах

4)сбор растений на естественных средах обитания

240.ОСНОВНОЕ ПРЕИМУЩЕСТВО РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ, ПОЛУЧАЕМОГО ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ КУЛЬТУР КЛЕТОК ПЕРЕД СЫРЬЕМ, ПОЛУЧАЕМЫМ ИЗ ПЛАНТАЦИОННЫХ ИЛИ ДИКОРАСТУЩИХ РАСТЕНИЙ

1)большая концентрация целевого продукта

2)меньшая стоимость

3)стандартность

4)более простое извлечение целевого продукта

241.В ЧЕМ ПРЕИМУЩЕСТВО РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ ИЗ КУЛЬТУР КЛЕТОК ПЕРЕД СЫРЬЕМ ПОЛУЧАЕМЫМ ИЗ ПЛАНТАЦИОННЫХ ИЛИ ДИКОРАСТУЩИХ РАСТЕНИЙ

1)большая концентрация целевого продукта

2)меньшая стоимость

3)более простое извлечение целевого продукта

4)стандартность

242.ИНДУКТОРАМИ РЕАЛИЗАЦИИ ТОТИПОТЕНТНОСТИ КЛЕТОК И ТКАНЕЙ РАСТЕНИЙ ЯВЛЯЮТСЯ

1)УФ — облучение

2)витамины

3)аминокислоты

4)фитогормоны

243.ТИП ПИТАНИЯ КУЛЬТУРЫ ТКАНЕЙ РАСТЕНИЯ

1)ауксотрофный

2)хемогетеротрофный

3)фотоавтотрофный

4)хемолитотрофный

244.ЭКСПЛАНТ — ЭТО

1)изолированные из растений фрагменты ткани

2)фрагменты каллуса для субкультивирования

3)часть суспензионной культуры для субкультивирования

4)культура, возникщая из одной клетки

245.ЭКСПЛАНТ СТЕРИЛИЗУЮТ МЕТОДОМ

1)термическим

2)химическим

3)радиационным

4)биологический

246.ВЫХОД ПРОДУКТОВ ВТОРИЧНОГО МЕТАБОЛИЗМА ВЫШЕ

1)в калусных культурах

2)в суспензионных культурах

3)в субкультивированой каллусной культуре

4)в грибной культуре

247.ИНОКУЛЮМ ВЫПОЛНЯЕТ В БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ ФУНКЦИЮ

1)регуляции роста и синтеза метаболитов

2)получения первичного каллуса

3)субкультивирования суспензионной культуры

4)субкультивирования каллусной культуры

248. ЭКСПЛАНТ ВЫПОЛНЯЕТ В БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ ФУНКЦИЮ

1)регуляции роста и синтеза метаболитов

2)получения первичного каллуса

3)субкультивирования суспензионной культуры 4)субкультивирования каллусной культуры

249.ФУНКЦИИ ИНОКУЛЮМА В БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ

1)субкультивирования суспензионной культуры

2)регуляции роста и синтеза метаболитов

3)получения первичного каллуса

4)субкультивирования каллусной культуры

250.ТРАНСПЛАНТ — ЭТО

1)часть каллусной культуры, используемой для пересадки на свежую питательную среду

2)часть суспензионной культуры, используемой для пересадки на свежую питательную среду

42

3)фрагмент ткани или органа растения, используемый для получения первичного каллуса

4)фрагмент органа растения, используемый для прививки на другое растение

251.ПРЕВРАЩЕНИЕ КАРДЕНОЛИДА ДИГИТОКСИНА В МЕНЕЕ ТОКСИЧНЫЙ ДИГОКСИН ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ КУЛЬТУРОЙ КЛЕТОК

1)Acremonium

2)Saccharomyces cerevisiae

3)Digitallis lanata

4)Tolypocladum inflatum

252.ЧТО ЯВЛЯЕТСЯ ИНДУКТОРАМИ РЕАЛИЗАЦИИ ТОТИПОТЕНТНОСТИ КЛЕТОК И ТКАНЕЙ РАСТЕНИЙ

1)УФ — облучение

2)предшественники метаболитов

3)аминокислоты

4)фитогормоны

253.КУЛЬТУРА КЛЕТОК ЖЕНЬШЕНЯ ОСУЩЕСТВЛЯЕТ

1)синтез панаксозидов

2)синтез шиконина

3)синтез берберина

4)синтез аймалицина

254.ИЗ КУЛЬТУРЫ КЛЕТОК ТАБАКА КУРИТЕЛЬНОГО ВЫДЕЛЯЮТ

1)шиконин

2)убихинон

3)серу

4)берберин

255.ИЗ КУЛЬТУРЫ КЛЕТОК ТАБАКА КУРИТЕЛЬНОГО ВЫДЕЛЯЮТ

1)шиконин

2)витамин С

3)никотин

4)берберин

256.ИЗ КУЛЬТУРЫ КЛЕТОК ВОРОБЕЙНИКА КРАСНОКОРНЕВОГО ВЫДЕЛЯЮТ

1)синтез панаксозидов

2)синтез шикотина

3)синтез берберина

4)синтез аймалицина

257.ИЗ КУЛЬТУРЫ КАКОЙ КЛЕТКИ ВЫДЕЛЯЮТ ШИКОТИН

1)Воробейника краснокорневого

2)Табака курительного

3)Женьшеня

4)Родиолы розовой

258.ИЗ КУЛЬТУРЫ КАКОЙ КЛЕТКИ ВЫДЕЛЯЮТ УБИХИНОН, НИКОТИН

1)Воробейника краснокорневого

2)Табака курительного

3)Женьшеня

4)Родиолы розовой

259.ИЗ КУЛЬТУРЫ КАКОЙ КЛЕТКИ ВЫДЕЛЯЮТ СИНТЕЗ ПАНАКСОЗИДОВ

1)Воробейника краснокорневого

2)Табака курительного

3)Женьшеня

4)Родиолы розовой

260.КУЛЬТУРА КЛЕТОК DIGITALLIS LANATA

ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ

1)синтез дигоксина

2)синтез дигитоксина

3)биоконверсию дигитоксина в дигоксин

4)синтез строфантина

261.ИНТЕНСИВНОСТЬ СИНТЕЗА АЛКАЛОЙДОВ КУЛЬТУРОЙ ТКАНЕЙ КАТАРАНТУСА РОЗОВОГО МОЖНО ПОВЫСИТЬ В РЕЗУЛЬТАТЕ

1)воздействия УФ-лучами

2)внесения предшественников

3)внесения фитопатогенов

4)воздействие СВЧ

262.ИЗ КУЛЬТУРЫ ТКАНИ СТЕВИИ ВЫДЕЛЯЮТ

1)диосгенин

2)стевиозид

3)антоцианы

4)рутин

263.ИЗ КУЛЬТУРЫ ТКАНИ РАУВОЛЬФИИ ЗМЕИНОЙ ВЫДЕЛЯЮТ

1)диосгенин

2)стевиозид

44

3)рутин

4)аймалин

264.АУКСИНЫ — ЭТО

1)гормоны растений, производные индола, образующиеся в апикальных меристемах и стимулирующие клеточное растяжение и дифференцировку клеток

2)фрагменты тканей, инкубируемых самостоятельно или используемых для получения первичного каллуса

3)гормоны растений, производные 6-аминопурина,задерживающие старение срезанных органов и обеспечивающие деление дифференцированных клеток

4)микроорганизмы, клетки которых содержат нужный ген или асоциированы с клетками растений

265.В РЕЗУЛЬТАТЕ ЧЕГО МОЖНО ПОВЫСИТЬ ИНТЕНСИВНОСТЬ СИНТЕЗА АЛКАЛОЙДОВ КУЛЬТУРОЙ ТКАНЕЙ КАТАРАНТУСА РОЗОВОГО

1)внесения фитопатогенов

2)воздействия УФ-лучами

3)внесения предшественников

4)воздействие СВЧ

266.ИЗ КУЛЬТУРЫ КАКОЙ ТКАНИ ВЫДЕЛЯЮТ АЙМАЛИН

1)Раувольфии змеиной

2)Solanum laciniatum

3)Барвинка розового

4)Родиолы розовой

267.ИЗ КУЛЬТУРЫ КАКОЙ ТКАНИ ВЫДЕЛЯЮТ ТРИАНДРИН

1)Раувольфии змеиной

2)Solanum laciniatum

3)Барвинка розового

4)Родиолы розовой

268.ИЗ КУЛЬТУРЫ КАКОЙ ТКАНИ ВЫДЕЛЯЮТ АЙМАЛИЦИН, КАТАРАНТИН, СЕРПЕНТИН

1)Раувольфии змеиной

2)Solanum laciniatum

3)Барвинка розового

4)Родиолы розовой

269.ИЗ КУЛЬТУРЫ КАКОЙ ТКАНИ ВЫДЕЛЯЮТ РУТИН

1)Раувольфии змеиной

2)Solanum laciniatum

3)Стевии

4)Родиолы розовой

270.ИЗ КУЛЬТУРЫ КАКОЙ ТКАНИ ВЫДЕЛЯЮТ Β – КАРОТИН, СОЛАСОДИН, СОЛАСОНИН

1)Раувольфии змеиной

2)Solanum laciniatum

3)Барвинка розового

4)Родиолы розовой

271.ВОЗМОЖНОСТЬ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ ТКАНЕЙ РАСТЕНИЙ ВЫШЕ

1)в каллусных культурах

2)в суспензионных культурах

3)в субкультивированой каллусной культуре

4)в грибной культуре

272.ДИФФЕРЕНЦИРОВКА КЛЕТОК ТКАНЕЙ РАСТЕНИЙ ПРИ НАЛИЧИИ ИНДУКЦИИ ПРОИСХОДИТ

1)в пресинтетическую фазу

2)в фазу синтеза ДНК

3)в постсинтетическую фазу

4)в фазу митоза

273.АУКСИНЫ — ТЕРМИН, ПОД КОТОРЫМ ОБЪЕДИНЯЮТСЯ СПЕЦИФИЧЕСКИЕ СТИМУЛЯТОРЫ РОСТА

1)растительных тканей

2)актиномицетов

3)животных тканей

4)эубактерий

274.КОГДА ПРОИСХОДИТ ДИФФЕРЕНЦИРОВКА КЛЕТОК ТКАНЕЙ РАСТЕНИЙ ПРИ НАЛИЧИИ ИНДУКЦИИ

1)в фазу синтеза ДНК

2)в фазу митоза

3)в пресинтетическую фазу

4)в фазу дифференцировки

275.ИНТЕНСИВНОСТЬ СИНТЕЗА ФЛАВОНОИДОВ ТКАНЕЙ РАСТЕНИЙ ПОВЫШАЕТСЯ

1)внесения предшественников

2)внесения фитопатогенов

3)воздействия УФ-лучами

4)воздействие СВЧ

276.ИЗ КУЛЬТУРЫ ТКАНИ РОДИОЛЫ РОЗОВОЙ ВЫДЕЛЯЮТ

1)убихинон

2)шиконин

3)триандрин

4)салидрозиды

277.ЧТО ЯВЛЯЕТСЯ ЭКСПЛАНТОМ В БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ

1)фрагменты каллуса для субкультивирования

2)часть суспензионной культуры для субкультивирования

3)изолированные из растений фрагменты ткани

4)культура, возникщая из одной клетки

278.ИНТЕНСИВНОСТЬ СИНТЕЗА ФЛАВОНОИДОВ ТКАНЕЙ РАСТЕНИЙ МОЖНО ПОВЫСИТЬ В РЕЗУЛЬТАТЕ

1)воздействия УФ-лучами

2)внесения предшественников

3)внесения фитопатогенов

4)воздействие СВЧ

279.КАКОЙ ТИП ПИТАНИЯ ПРИСУЩ КУЛЬТУРЫ ТКАНЕЙ РАСТЕНИЙ

1)ауксотрофный

2)фотоавтотрофный

3)хемогетеротрофный

4)хемолитотрофный

280.КУЛЬТИВИРОВАНИЕ УКСУСНОКИСЛЫХ БАКТЕРИЙ ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ

1)10-20°С

2)20-27°С

3)30-35°С

4)50-55°С

281.СУБСТАНЦИИ, КОТОРЫЕ ОСУЩЕСТВЛЯЮТ БИОСИНТЕЗ ВИТАМИНА В1 1) пекарские дрожжи

2)кишечная палочка

3)пивные дрожжи

4)уксусно-кислыебактерии

282.ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ПОЛУЧЕНИЯ АСКОРБИНОВОЙ КИСЛОТЫ ПРИМЕНЯЮТ МЕТОД РЕЙХШТЕЙНА. СОГЛАСНО

47

ДАННОМУ МЕТОДУ, ПРОЦЕСС СОСТОИТ ИЗ 6 СТАДИЙ, ОДНА ИЗ КОТОРЫХ ЯВЛЯЕТСЯ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ

1)получение D-сорбитаизD-глюкозы(полученной из крахмала) методом каталитического восстановления водородом.

2)получение L-сорбозыизD-сорбитаметодом глубинного аэробного окисления

3)получение диацетон-L-сорбозыизL-сорбозыпутем ее ацетонирования.

4)получение гидрата диацетон-2-кето-L-гулоновойкислоты путем окислениядиацетон-L-сорбозы

283.БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПОЛУЧЕНИЯ АСКОРБИНОВОЙ КИСЛОТЫ (этап получения гидрата диацетон-2-кето-L-гулоновой кислоты) МОЖЕТ ВКЛЮЧАТЬ

1)культивирование трансформированных клеток Erwinica hebricola

2)микробиологическое расщепление целлюлозы

3)совместное культивирование микроорганизмов

Corynebacterium и Erwinica hebricola

4)последовательное культивирование микроорганизмов

Corynebacterium и Erwinica hebricola

284.В БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОИЗВОДСТВЕ НИКОТИНОВОЙ КИСЛОТЫ (ВИТАМИНА РР) В КАЧЕСТВЕ ПРОДУЦЕНТА НАД ИСПОЛЬЗУЮТ

1)Escherichia coli

2)бета-аланини калия пантоат

3)пекарские дрожжи

4)крахмал

285.ДРОЖЖИ-САХАРОМИЦЕТЫКУЛЬТИВИРУЮТ В АЭРОБНЫХ УСЛОВИЯХ ПРИ ИЗБЫТКЕ УГЛЕВОДОВ В ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЕ, СНИЖЕННОМ КОЛИЧЕСТВЕ АЗОТА И ОПТИМАЛЬНОМ СОДЕРЖАНИИ КИСЛОРОДА (МАКСИМУМ 2%) ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ

1)сразу кристаллического витамина D2

2)рибофлавина

3)аскорбиновой кислоты

4)провитамина D2

286.КИШЕЧНАЯ ПАЛОЧКА Escherichia coli ЯВЛЯЕТСЯ ПРОДУЦЕНТОМ ДЛЯ

1)витаминов В12 и аскорбиновой кислоты

2)витамина В12 и убихинонов

3)витамина В12 и пантотеновой кислоты

4)витамина В12 и витамина D

287.ПЕРСПЕКТИВНО ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В КАЧЕСТВЕ ПРОДУЦЕНТА ГРИБОВ РОДА Candida РАСТУЩИХ НА УГЛЕВОДОРОДНЫХ СРЕДАХ, Candida maltosa, ПРИ КУЛЬТИВАЦИИ КОТОРЫХ ПОЛУЧЕННАЯ ЛИПИДНАЯ ФРАКЦИЯ НАЗЫВАЕТСЯ «МИКРОБНЫЙ ЖИР» ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ

1)витаминов В12 и аскорбиновой кислоты

2)витамина В12 и убихинонов

3)эргостерина и пантотеновой кислоты

4)убихинонови витамина D2

288.ВИТАМИН РР, ЕГО ПРОДУЦЕНТ НАД В БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

1)пекарские дрожжи

2)Escherichia coli

3)бета-аланини калия пантоат

4)крахмал

289.ДРОЖЖИ-САХАРОМИЦЕТЫКУЛЬТИВИРУЮТ В АЭРОБНЫХ УСЛОВИЯХ ПРИ ИЗБЫТКЕ УГЛЕВОДОВ В ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЕ, СНИЖЕННОМ КОЛИЧЕСТВЕ АЗОТА И ОПТИМАЛЬНОМ СОДЕРЖАНИИ КИСЛОРОДА (МАКСИМУМ 2%) ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ

1)сразу кристаллического витамина D2

2)рибофлавина

3)аскорбиновой кислоты

4)провитамина D2

290.КИШЕЧНАЯ ПАЛОЧКА Escherichia coli ЯВЛЯЕТСЯ ПРОДУЦЕНТОМ ДЛЯ ВИТАМИНА

1)витаминов В12 и аскорбиновой кислоты

2)витамина В12 и убихинонов

3)витамина В12 и пантотеновой кислоты

4)витамина В12 и витамина D

291.ПРОМЫШЛЕННЫМ ПРОДУЦЕНТОМ КАРОТИНОИДОВ ЯВЛЯЕТСЯ

1)генно-инженерныештаммы кишечной палочки

2)пекарские дрожжи-сахаромицеты

3)гетероталлический мицеллярный гриб Blakeslea

4)метаногенные бактерии

292.БИОСИНТЕЗ ВИТАМИНА В1 ОСУЩЕСТВЛЯЮТ

1)пивные дрожжи

2)пекарские дрожжи

3)кишечная палочка

4)пропионово-кислыебактерии

293.КОФЕРМЕНТ НИКОТИНОВОЙ КИСЛОТЫ ЯВЛЯЕТСЯ

1)внутриклеточным метаболитом

2)внеклеточным метаболитом

3)пропионово-кислыебактерии

4)дрожжей Сгурtососсus сurvatus

294.БИОСИНТЕЗ ПАНТОТЕНОВОЙ КИСЛОТЫ ОСУЩЕСТВЛЯЮТ ИММОБИЛИЗИРОВАННЫЕ КЛЕТКИ

1)уксуснокислых бактерий

2)кишечной палочки

3)пекарских дрожжей

4)пропионовокислых бактерий

295.ОЧИСТКУ ВИТАМИНА В12 ОСУЩЕСТВЛЯЮТ МЕТОДОМ

1)экстракции

2)ионообменной хроматографии

3)гель-фильтрации

4)электрофореза

296.АМИНОКИСЛОТЫ В СВЕТЕ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ЯВЛЯЮТСЯ

1)первичными метаболитами

2)вторичными метаболитами

3)витаминами

4)внеклеточными целевыми продуктами

297.ПРОМЫШЛЕННЫМ ПРОДУЦЕНТОМ ГЛУТАМИНОВОЙ КИСЛОТЫ ЯВЛЯЕТСЯ

1)род Streptomyces

2)Corinebacterium glutamicum

3)Bacillus subtilis

4)Penicillium glutamicum

298.Corinebacterium glutamicum ЯВЛЯЕТСЯ ПРОДУЦЕНТОМ ДЛЯ СЛЕДУЮЩИЕЙ АМИНОКИСЛОТЫ

1)лизин

2)фенилаланин

3)изолейцин

4)триптофан

299.НАИБОЛЕЕ ДРЕВНИЙ И НЕЭКОНОМИЧНЫЙ СПОСОБ ПРОМЫШЛЕННОГО ПОЛУЧЕНИЯ АМИНОКИСЛОТ

studfiles.net

Условия и методы культивирования тканей in vitro

Любая ткань растений - это сообщество клеток, и если она изолирована (выделена) из целого организма, то лишена его регулирующего воздействия и питания. Следовательно, одним из принципов метода культуры тканей (клеток) является воспроизведение in vitro условий, близких или идентичных тем, в которых клетки находятся на материнском растении, для обеспечения их полноценного питания и развития.

Тогда при строгом соблюдении этих условий в культуре тканей размножаются (регенерируют) идентичные исходному генотипу клетки и растения. Это одно из направлений использования. Однако если такие условия достигаются и воспроизводятся не в полной мере, то клетка оказывается в относительно иных физико-химических условиях, что приводит к временному и качественному изменению в реализации ее генетической информации.

Смещая в эксперименте временную реализацию генетической информации (с помощью гормональных воздействий), можно наблюдать ее модификацию, а под влиянием различных экстремальных трансформирующих факторов возможно ее изменение в нужном направлении. Клетка в условиях культуры in vitro проявляет цитогенетическую неустойчивость, в результате этого возникают клетки с генетической гетерогенностью, появляются мутанты с измененным морфогенезом, которые могут быть исходным материалом для селекции.

Состав питательных сред и роль их отдельных компонентов

Питательные среды для культивирования изолированных клеток и тканей должны включать все необходимые растениям неорганические элементы: макроэлементы в миллимолярных концентрациях (азот, фосфор, калий, кальций, магний, сера), микроэлементы - в микромолярных (железо, бор, марганец, цинк, медь, молибден и др.), а также органические элементы: витамины, углеводы, аминокислоты и другие (например, гидролизат казеина, мезоинозит и др.).

В зависимости от консистенции существует деление на жидкие и твердые питательные среды.

Для приготовления твердых питательные сред используют агар-агар (0,7-1 %), который представляет собой полисахарид, получаемый из морских водорослей. Обычная его концентрация - 8-10 г на литр среды. Агар обеспечивает диффузию питательных элементов из среды в культивируемые ткани. Вместо агара можно использовать биогели.

Необходимо учитывать, что клетки растений и отдельные компоненты среды (витамины, фитогормоны, агар) чувствительны к определенным концентрациям водородных ионов. Например, агар в кислой среде теряет способность образовывать гель. В зависимости от объектов культивирования рН среды может варьировать от 5,2 до 6,6.

Неорганические элементы. Для роста растений в первую очередь необходимы углерод, кислород и водород. Если кислород и водород присутствуют в воздухе, то источником углерода для культуры изолированных тканей являются органические соединения. Но кроме этого для обеспечения полноценного метаболизма и его регуляции в изолированной культуре необходим ряд макро- и микроэлементов неорганического происхождения.

Макроэлементы присутствуют в среде в концентрациях порядка 10 М. Наиболее значимы из них азот, фосфор, натрий, калий, магний, кальций и сера.

Микроэлементы составляют в среде концентрации 10-6 М. Присутствие их обязательно при культивировании ткани в жидкой среде. По некоторым данным, отсутствие микроэлементов уменьшает интенсивность роста на 40 % в первом пассаже и приводит культуру к гибели в течение двух следующих пересадок. На агаризованой среде растения не так остро реагируют на отсутствие микроэлементов, так как в агаре содержатся многие микро- и некоторые макроэлементы.

Наиболее важными микроэлементами являются железо и медь, потому что они участвуют в регуляторных процессах и окислительно-восстановительных превращениях, входят в состав важных коферментов. Далее следуют марганец, цинк, молибден, кобальт и бор.

Органические составляющие сред. Согласно многочисленным данным, хорошим источником азота является мочевина, особенно для тканей подсолнечника, табака, топинамбура и др.

В качестве дополнительного источника азота в состав сред добавляют аминокислоты (а-аланин, глутаминовую кислоту, глицин, аргинин, аспарагиновую кислоту) или гидролизат казеина - источник аминокислот.

В культуре изолированных тканей растений действие аминокислот значительно варьирует для разных тканей и разных физиологических состояний вводимых в культуру эксплантов. Полностью заменить нитраты как источник азота способны аланин, аргинин, глутаминовая и аспарагиновая кислоты, гликокол, аспарагин, пролин.

Формы аминокислот также по-разному влияют на рост: D-формы -токсичны, L-формы - пригодны. Аминокислоты, внесенные в питательную среду в дополнение к нитратам, могут оказывать стимулирующее, угнетающее и формативное действие на рост культуры тканей. Это зависит как от самой аминокислоты, так и от ее содержания в среде.

Очень часто исследователи заменяют смесь аминокислот гидрлизатом казеина. Последний способен увеличивать содержание никотина в культурах табака и подавлять биосинтез липидов во многих каллусных и суспензионных культурах.

Углеводы являются необходимым компонентом питательных сред для культивирования изолированных клеток и тканей растений, так как в большинстве случаев последние неспособны к автотрофному питанию.

Культуры тканей, даже зеленеющие на свету, не автотрофны в отношении углеводного питания. При изолировании и помещении на питательную среду кусочков хлорофиллоносных тканей они, как правило, теряют хлорофилл.

При выращивании на свету одни ткани остаются лишенными хлорофилла (галловая опухоль партеноциссуса, ткани сердцевинной паренхимы табака и др.). Другие ткани зеленеют на свету, но не способны обеспечивать себя полностью углеводами за счет фотосинтеза, и их необходимо выращивать на питательной средах, содержащих сахар.

При помещении кусочка ткани, изолированного из растения, на питательную среду без сахара его содержание в ткани начинает уменьшаться.

Трата сахаров зависит от сезонных изменений в самой ткани (ткани, взятые весной, теряют сахаров больше) и от содержания ауксинов в среде. При образовании каллуса старая ткань быстро теряет сахара, а в новообразующейся их количество возрастает. При помещении ткани на питательную среду, снабженную сахаром, ткани поглощают и трансформируют сахара. Количество поглощенного сахара и в особенности его превращения в другие формы зависят как от источника сахаров в среде, так и от типа ткани.

Наилучшим источником углеродного питания для большинства тканей является сахароза, обычно применяемая концентрация ее в питательной среде составляет 2-5 %. Чаще всего в качестве углеводов используют сахарозу в концентрации 3 %. Помимо сахарозы в качестве источника углеродного питания можно использовать глюкозу, фруктозу, галактозу и др. После сахарозы наиболее употребляемым источником углеродного питания для культивирования тканей растений является глюкоза. Из 33 исследованных культур (травянистых и древесных) 85 % имели отличный и хороший рост на среде с глюкозой.

На третьем месте по эффективности использования культурами тканей растений стоит фруктоза. Ее успешно используют для своего роста 2/3 культур фруктозу. Галактоза заметно отличается от глюкозы и фруктозы по действию на рост изолированных тканей растений. Более половины изученных культур почти не используют галактозу для роста. Однако есть данные, отмечающие положительную роль галактозы для культивирования тканей и органов растений.

В отличие от изолированных корней, которые могут расти только на среде с сахарозой, другие ткани, обладающие активными гидролитическими ферментами, могут использовать для питания самые разнообразные сахара и полисахариды. Способность ткани усваивать те или иные сахара зависит от ее происхождения. Перенос ткани с более бедной сахаром среды на более богатую обычно не вызывает нежелательных явлений, обратный перенос приводит к некрозам тканей.

Основное действие сахарозы состоит в увеличении уровня образования метаболитов, использование исходно повышенных концентраций сахарозы обычно приводит к росту выхода вторичных метаболитов в культурах. Влияние изначально высоких концентраций сахарозы, вероятно, состоит в увеличении осмотического потенциала среды. Необходимо отметить влияние условий стерилизации на действие сахаров. При автоклавировании сахароза дает следы глюкозы и фруктозы, а в среде с сахарозой, которая не подверглась специальной очистке, наблюдается образование веществ, стимулирующих рост тканей.

Выращивание хлорофиллоносных и лишенных хлорофилла тканей на свету или в темноте изменяет как содержание растворимых сахаров в ткани, так и соотношение разных их групп. Различия в спектральном составе света также сказываются на углеводном метаболизме тканей.

Витамины принадлежат к активным веществам, играющим существенную роль в культуре тканей. Известно, что в процессе роста растения синтезируют необходимое им количество витаминов. Несмотря на это, исследования показывают, что при внесении витаминов в питательную среду рост ткани улучшается. Большая часть витаминов входит в состав ферментов, катализирующих многие метаболически важные реакции. Витамины делятся на водорастворимые и жирорастворимые.

В состав сред чаще всего включают водорастворимые витамины: тиамин, рибофлавин, биотин, пантотеновую кислоту, пиридоксин, аскорбиновую кислоту. При внесении полной смеси витаминов стимулирующее действие может определяться синергизмом между отдельными витаминами. По наблюдениям Хендерсона, смесь витаминов наиболее активна после слабого роста ткани в предыдущем пассаже.

Действие витаминов на рост культуры тканей зависит от способности ткани синтезировать их в оптимальном или субоптимальном количестве и от состава других компонентов питательной смеси, с которыми витамины могут взаимодействовать синергически или антагонистически. Интересно, что клеточная суспензия, полученная путем помещения ткани в жидкую среду, при пассировании значительно более чувствительна к недостатку витаминов, чем сама ткань. Исключение из среды холина и аскорбиновой кислоты приводит к увеличению одиночных суспендированных клеток. Следует отметить, что в каждом конкретном случае место отдельного витамина в сложной цепи метаболизма различно.

Клетки растений и животных более чувствительны, чем микроорганизмы, к присутствию посторонних ингредиентов, поэтому требуют химически чистых компонентов среды.

Вместе с тем некоторые питательные среды содержат натуральные биологические добавки: жидкий эндосперм кокосового ореха (кокосовое молоко), каштана, картофельный отвар и др. Они являются поставщиками более сбалансированных питательных компонентов по сравнению с искусственными средами.

В целях предотвращения возможного бактериального и грибного загрязнения в среды добавляют иногда такие антибиотики, как полиены (амфотерицин В, нистатин), карбенициллин, цефалоспорин и его производные, левомицитин, аминогликозиды (гентамицин сульфат, канамицин моносульфат), рифамгащин и др. Большинство антибиотиков неустойчиво при нагревании, поэтому их растворы стерилизуют фильтрацией через мембраны.

Наличие макро- и микроэлементов в составе культуральных сред определяется потребностями объектов культивирования. Широко применяемые в настоящее время среды Гамборга В5 и Мурасиге и Скуга (МС) (табл. 4.1, табл. 4.2) содержат по сравнению со средами Уайта значительно большие количества калия, фосфора и микроэлементов.

Таблица 4.1. Примеры составов наиболее употребляемых питательных сред для культивирования растительных клеток тканей В настоящее время существует большое количество различных прописей питательных сред для культивирования изолированных тканей и клеток. Их состав зависит от задач культивирования, видов растений и типов эксплантов. Наиболее часто используемая среда Мурасиге и Скуга, впервые была составлена и предложена в 1962 г. Кроме того, в настоящее время широко известны среды Уайта, Нича, В5, N6 и др. (табл. 4.1), отличающиеся набором отдельных составляющих компонентов и их соотношением. Существуют и коммерческие препараты питательных сред, выпускаемые иностранными и российскими фирмами. Таблица 4.2. Состав среды Мурасиге-Скуга МС - самая универсальная среда, пригодная для образования и роста каллуса, индукции морфогенеза у большинства двудольных растений. Среда Гамборга и Эвелега применима для бобовых растений и злаков. Среда Уайта обеспечивает укоренение побегов и нормальный рост стебля после регенерации. Среда Нича рекомендуется для индукции андрогенеза в культуре пыльников.

Н.А. Воинов, Т.Г. Волова

medbe.ru

Культура изолированных тканей

Методы выращивания изолированных тканей растений были разработаны Ф. Уайтом и Р. Готре. Сущность метода заключается в том, что выделенные ку­сочки ткани или отдельные клетки выращивают на искусственной питательной среде в стерильных условиях. Если полностью дифференцированную клетку изолировать, то в стерильных условиях на соответствующей питательной среде она снова начинает делиться, и затем из нее может развиться целый растительный организм. Так, из одной полностью дифференцированной клетки флоэмы, выделенной из корнеплода моркови, из клетки сердцевинной паренхимы табака и других можно получить целое, полностью развившееся растение. В опытах Р.Г. Бутенко с клетками фло­эмы моркови при выращивании на питательной среде в стерильных условиях сначала клетки быстро делились. Получалась недифференцированная масса мелких клеток — каллюс меристематической структуры (увеличенное число рибосом, митохондрий и т. д.) с интенсивным синтезом РНК и белка. При этом возрастала интенсивность дыхания и увеличивалась доля пентозофосфатного пути. Затем в массе однородных клеток возникали очаги дифференциации, клет­ки дифференцировались вторично. Процесс вторичной дифференцировки можно разделить на две фазы. Первая фаза — это образование в массе однородных клеток очагов регенерационной меристемы и возникновение зародышевых структур (эмбриоидов), которые на­поминают настоящие и имеют зачаточную почечку и зачаточный корешок. На второй фазе происходит рост этих зародышевых структур. При этом в зависи­мости от соотношения фитогормонов (ауксинов и цитокининов) происходит преимущественный рост тех или иных органов. В настоящее время ведутся исследования с изолированными протопластами, которые выделяют путем раз­рушения клеточных стенок специальными ферментами. Изолированные про­топласты при помещении их на подходящую питательную среду образуют но­вую оболочку, т. е. превращаются в клетки. Вместе с тем протопласты способны сливаться вежду собой и образовывать клеточную оболочку. Таким образом, можно получить гибридную клетку, а из нее растение. Рост и дифференциация и в этом случае зависят от соотношения физических и гормональных веществ в питательной среде. Метод выращивания изолированных тканей, клеток, протопластов позволя­ет решать многие теоретические вопросы, связанные с раскрытием механизмов дифференцировки (морфогенеза), регуляции физиологических процессов и др. Этот метод получил также широкое практическое применение в области сель­ского хозяйства, биотехнологической промышленности.

Биотехнология — наука, использующая биологические принципы в практиче­ских целях. Эта отрасль науки охватывает очень широкий круг вопросов. Ряд из них решается с помощью клеточных культур. Так, все более важное значение приобретает клональное размножение. Клон — ряд поколений генетически одно­родных потомков одной исходной особи, образующейся в результате бесполого размножения. Клонирование позволяет получать большое количество поса­дочного материала, полностью идентичного исходной особи. При клональном микроразмножении в большинстве случаев в качестве ис­ходного материала используются фрагменты верхушечной апикальной мери­стемы. Верхушечные меристемы не содержат патогенных микроорганизмов, поэтому растения, полученные от них, являются здоровыми. Изолированные меристемы выращивают в стерильных условиях на ряде последовательно меняю­щихся питательных сред. В результате получаются растения с корневой системой, пригодные для посадки в почву. Этим методом от клеток меристемы одного растения можно получить практически неограниченное число потомков. Ме­тод широко применяется для размножения декоративных, ягодных и других растений. Все большее значение в селекции приобретает метод изолированных клеток. Здесь возможны разные направления: направленный отбор клеток, ока­завшихся устойчивыми к тем или иным неблагоприятным условиям среды или болезням, и выращивание из них устойчивых растений (клеточная селекция). Важное значение имеет получение гаплоидных растений, содержащих одинар­ный набор хромосом. Этот метод предполагает получение растений из мужских либо из женских гамет. Гаплоидные растения после обработки колхицином имеют два набора идентичных хромосом, полностью соответствующих материнскому рас­тению. Большие надежды возлагаются на соматическую гибридизацию, заключаю­щуюся в слиянии двух протопластов. Таким путем были получены гибриды между картофелем и томатами, названные «помато». Преимущества такой гибридизации заключаются в том, что наследуются признаки, не только закодированные в ядре, но и в органеллах цитоплазмы. Следовательно, можно управлять такими важными процессами, как фотосинтез, дыхание и др. Наконец, нельзя не отметить широкое использование культуры изолированных тканей для промышленного получения ряда важнейших лекарственных и пищевых препаратов. В качестве примера мож­но привести получение тонизирующих веществ из клеток женьшеня, стероидных сапонинов из клеток дискореи дельфитовидной и др.

Необходимо в заключение отметить, что для всех направлений применения метода изолированных тканей необходимо знание физиологических особенно­стей используемого объекта. Из опытов с культурой изолированных тканей, кле­ток и протопластов можно сделать несколько выводов:

1. Все клетки действительно имеют одинаковые потенциальные возможности.

2. Клетка, находящаяся в окружении других клеток, и клетка, выделенная из ткани, проявляют эти возможности по-разному.

3. Проявление потенциальных возможностей клеток определяется внутрен­ними и внешними условиями. Большое значение имеют гормоны.

4. В основе регуляции дифференциации клетки лежит дифференциальная ак­тивность генома.

5. Не все клетки могут полностью проявить свои возможности. В некоторых случаях гены настолько репрессированы, что эти возможности не проявляются. В процессе развития клетка может также потерять способность реализовать имеющуюся информацию.

 

fizrast.ru

Культуры клеток и тканей растений и животных

 

Несмотря на успехи, достигнутые в области использования различных микроорганизмов, микробная биотехнология имеет целый ряд существенных недостатков. Прежде всего это невозможность получения целых классов жизненно важных для человека соединений, таких как алкалоиды, стероиды, многие полифенолы и терпеноиды, поскольку в природных сообществах микроорганизмов не найдены продуценты этих веществ. По той же причине ограничены и возможности биотрансформационных процессов с участием микроорганизмов.

Другим объектом биотехнологического производства, помимо одноклеточных микроорганизмов могут выступать специально культивируемые клетки и ткани высших растений и животных. Эта область биотехнологии стала развиваться относительно недавно, последние 30-40 лет. Однако идеи и первые попытки их реализации возникли еще в конце XIX века.

В конце XIX - начале XX в. немецкие ученые X. Фехтинг (1892), С. Рехингер (1893), Дж. Хаберландт (1902) сделали первую неудачную попытку стимуляции роста растительных тканей и органов, помещенных на фильтро­вальную бумагу, пропитанную сахарозой. Несмотря на отсутствие положительного результата, их работы представляют большой инте­рес. В них были высказаны идеи, которые намного опередили раз­витие науки того времени и которые нашли свое подтверждение несколько десятилетий спустя. Так, Фехтинг предположил, что полярность присуща не только организму или органу растения, но и самой клетке. Рехингер определил минимальный размер сег­мента, образующего каллус. Согласно его исследованиям, в кусочках ткани тоньше 1,5-2,0 мм клетки не делились. Хаберланд впервые четко сформулировал идеи о возможности культивирования in vitro изолированных клеток растений и о тотипотентности кле­ток, т. е. способности любой соматической клетки полностью реализовывать свой потенциал развития. Иначе говоря, о способнос­ти каждой растительной клетки давать начало целому организму.

Первые успехи были получены в 1922 г. американским ученым В.Роббинсом и немецким ученым В. Котте. Независимо друг от друга они показали возможность выращивания меристем кончи­ков корней томатов и кукурузы на синтетической питательной среде. Считается, что их работы легли в основу метода культуры изолированных корней растения.

В 1907г. Р.Гаррисон открыл новый путь изучения живой клетки многоклеточных организмов, показав, что клетки зачатка нервной системы зародыша лягушки в капле лимфы остаются живы­ми, дифференцируются, из них вырастают нервные волокна. Этим было положено начало созданию метода культуры животных клеток, который, главным образом благодаря работам Карреля, послужил мощ­ным толчком к дальнейшему развитию цитологии и биотехнологии. Метод культуры клеток используется и развивается в самых раз­личных направлениях. С его помощью был, прежде всего, получен очень важный результат; было доказано, что, подобно бактериям и простейшим, клетки многоклеточных организмов могут развивать­ся в культуре в течение неопределенно долгого времени. Каррелевская культура клеток сердца эмбриона курицы поддерживалась путем пересевов в питательной среде, содержащей эмбриональный экстракт и плазму крови, с 1912 по 1946 г, за что ученый был удостоен Нобелевской премии.

Дальнейшие успехи в разработке метода культур клеток были обуслов-лены, главным образом, созданием и усовершенствованием питательных сред, содержащих необходимые для жизни клеток ве­щества. Настоящее развитие метода культуры тканей и клеток высших растений началось в 1932 г. с работ французского ученого Р. Готре и американского исследователя Ф.Уайта. Они показали, что при периодической пересадке на свежую питательную среду кончики корней могут расти неограниченно долго. Кроме того, ими были разработаны методы культивирования новых объектов: тканей древесных растений камбиального происхождения, каллусных тканей запасающей паренхимы (Р. Готре), а также тканей расти­тельных опухолей (Ф.Уайт). С этого момента начинаются массо­вые исследования по разработке новых питательных сред, вклю­чающих даже такие неконтролируемые компоненты, как березо­вый сок или эндосперм кокоса, и по введению в культуру новых объектов. К 1959г. насчитывалось уже 142 вида высших растений, выращиваемых в стерильной культуре.

В 1955 г. после открытия Ф. Скугом и С. Миллером нового клас­са фитогормонов - цитокининов - оказалось, что при совмест­ном их действии с другим классом фитогормонов - ауксинами - появилась возможность стиму-лировать деление клеток, поддер­живать рост каллусной ткани, индуцировать морфогенез в конт­ролируемых условиях.

Основы использования клеток человека и животных в биотехнологии были заложены в 1949 г, когда группе американских ученых удалось вы­растить вирус полиомиелита в культивируемых клетках кожи и мышц человеческого зародыша. Теперь уже не представляет проб­лемы производство в ферментерах клеточных культур, содержащих вирус. Существуют клетки, которые используют для выращивания: вирусов во всем мире. Это клетки HeLa (карцинома шайки матки человека), BHK-2I (почка эмбрионов хомяка) и Vero (почка зе­леной мартышки). Благодаря применению метода клеточных культур вирусы стали выделять в чистом виде, что позволило усовершен­ствовать методы диагностики вирусных заболеваний и самое главное - получить вакцины, такие, например, как против ящура, оспы, кори, полиомиелита.

Культуры клеток, тканей или органов широко использовались и используются сейчас в научных исследованиях. Они являются методом сохранения жизнеспособности или выращивания вне организма от­дельных клеток, а также организованных структур (ткани, ор­ганы, эмбрионы) сохраняющих свою дифференцировку. С того вре­мени, как ученые нашли способ выделения чистых клеточных ли­ний, метод культуры клеток стал идеальным способом изучения строения и свойств живых клеток. Культуры клеток, получаемые современными методами, представляют собой гомогенные популяции генетически однородных клеток, растущих в постоянных условиях.

Культивируемые клетки дают возможность изучать прижизнен­ное (витальное) состояние клеток методом микроскопии. На жи­вотном или растении можно определить состояние клеток организма только в конце эксперимента, удалив клетки из организма животного. С помощью культур клеток изучают межтканевые и межклеточные взаимодействия, дифференцировку, рост, деление клеток, их вирусную трансформацию, особенности обмена веществ в живых клетках, потребности их в питании, методы клонирования и хранения, чувствительность к различным веществам, в том числе лекарст­вам, ядам. Культуры клеток обеспечивают реальные значения ско­рости включения и метаболизма исследуемых соединений в клетках, поскольку отсутствует метаболизм этих веществ печенью, запаса­ние их в мышцах, экскретирование почками. На клетках культур делают различные операции: удаляют части клетки, вводят в нее вирусы, проводят генетические эксперименты. Органные культуры используются при изучении закономерностей развития зачатков ор­ганов в норме и в эксперименте, при совместном культивировании органов от разных особей одного или нескольких видов, а также для изучения способов сохранения жизнеспособности изолирован­ных органов и тканей, предназначенных для пересадки (трансплан­тации).

Культуры клеток животных и человека могут служить и уже служат идеальным источником различных биологически активных веществ: ферментов, антигенов, онкогенных и моноклональных антител, гор­монов, инсулина, интерферона. Многие из этих препаратов, например, половые гормоны, инсулин, интерферон, антитела, получаемые от животных, или генноинженерными методами из микроорганизмов не обладают достаточной специфичностью или алергенны, поэтому малоэффективны для человека.

Однако попытки получения полезных веществ с помощью культур клеток часто заканчиваются неудачей. Многие клетки животных и особенно человеческие плохо размножают­ся в культуральной среде, а если и растут, то в большинстве случаев теряют способность к синтезу специфического продукта. Поэтому основным направлением исследований в настоящее время является разработка методов культивирования, позволяющих клеткам сохранять и усиливать ценные специфические функции, в течение длительного времени выращивания. Одними из самых эффективных методов получения стабильных, долго живущих и относительно неприхотливых к условиям культивироввания клеточных культур является их трансформация (обработка некоторыми химическими реактивами или инфицирование их онковирусами) или получение гибридных клеток (гибридом) путем слияния их с некоторыми опухолевыми клетками.

В отличие от вышесказанного, промышленная реализация возможностей культивирования клеток и тканей растений достигла в настоящее время гораздо больших результатов. Во многих странах запущены промышленные производства лекарственных веществ, красителей, витаминов, основанные на различных способах культивирования растительных клеток. Начало было положено японскими фирмами, запустивших в начале 80-х годов ХХ века промышленное производство красителя шиконина и убихинона-10. В СССР было налажено промышленное производство биомассы клеток женьшеня.

Использование культур клеток и тканей как источника сырья для производства различных первичных и вторичных метаболитов имеет целый ряд преимуществ, по сравнению с традиционно используемыми источниками (дикие и культурные растения и животные, живые люди-доноры и органы, извлекаемые из трупов).

1.Возможность круглогодичного выращивания необходимого количества биомассы клеток и тканей.

2.Независимость от климатических и географических факторов.

3. Быстрота накопления целевого продукта (многие растения и животные растут и развиваются в течение десятков лет (женьшень)).

4. Стандартность и более высокое качество сырья.

5. Освобождение земельных площадей, техники и людей, занятых в сельском хозяйстве.

6. Возможность автоматизации и механизации технологических процессов, снижение доли ручного труда.

7. Освобождение страны от импорта сырья.

8. Сохранение редких и исчезающих видов животных и растений, улучшение экологической обстановки.

Существует 3 основных направления создания новых технологий на основе культивируемых клеток и тканей растений. Первое из них – использование результатов исследования биологии растительной клетки и методов клеточной и генной инженерии для генетического изменения клетки и получения на ее основе нового растения. Второе – получение ценных биологически активных веществ растительного происхождения в промышленных масштабах путем культивирования клеток и тканей растений. Третье –использование культур клеток и тканей для быстрого микроклонального размножения и оздоровления растений.

 

Похожие статьи:

poznayka.org

Культура тканей

Культура тканей— метод сохранения жизнеспособ­ности органов или их частей, участков тканей и отдельных клеток вне организма. Культура тканей основана на созда­нии асептических условий, обеспечивающих питание, га­зообмен и удаление продуктов обмена культивируемых объектов при температуре, близкой к оптимальной для организма, компоненты которого взяты для выращивания. Первые опыты по культуре тканей у животных осуществил в 1907 году Р.Гаррисон; клетки зачатков нервной системы зародыша лягушки в капле лимфы оставались живыми несколько недель, из них вырастали нервные волокна. В дальнейшем успехи в разработке тканевой культуры были обусловлены главным образом созданием и усовершенствованием синтетических питательных сред, содержащих необходимые для жизни клеток вещества.

Культура клеток бывает трех типов: первичные куль­туры, которые можно получить практически из любого органа, но через 2—3 недели они погибают; диплоидные культуры, получаемые, как правило, из эмбриональных тканей, в которых длительно сохраняются исходные био­логические свойства, в том числе и постоянство диплоид­ного набора хромосом, а также стабильные линии, которые могут существовать вне организма длительное время (де­сятки лет) Широкое распространение получил способ однослойных клеточных культур, при котором выращива­ется взвесь клеток, получаемая из измельченной ткани при воздействии на нее ферментов. Ткани культивируют в специальных камерах на питательных растворах. При дли­тельном культивировании увеличивающуюся в размерах массу обычно делят на части и пересевают. На клетках культур делают различные операции: удаляют части клетки, вводят в нее микробы и вирусы. На культуре ткани готовят вакцины против оспы, кори, полиомиелита. Культура тка­ней — один из важнейших методов экспериментальной биологии Следует учитывать, что культивируемые объекты находятся в искусственных условиях, не соответствующих полностью условиям внутренней среды организма.

www.bioaa.info

Культура тканей

Культура тканей — это фрагменты органов, тканей или клетки, выращиваемые вне организма. Различают несколько разновидностей культуры тканей.

1. Переживающие культуры представляют собой взвесь кусочков тканей и органов в солевом изотоническом растворе (см.) или питательной среде (см.). В таких условиях жизнеспособность культивируемого материала сохраняется относительно недолго.

2. Клеточные культуры подразделяются на однослойные клеточные культуры, когда клетки выращиваются в виде слоя на поверхности стекла, и суспензионные (взвешенные) клеточные культуры,   когда   клетки   выращиваются в специальных сосудах во взвешенном состоянии. Клеточные культуры могут быть первичными, когда культивированию предшествует дезагрегация клеток трипсином (обычно используется ткань почек обезьян, мышиных и куриных эмбрионов), или перевиваемыми, когда используются стабильные штаммы клеток, пассирующиеся вне организма в течение многих лет.

3. Органные культуры представляют собой кусочки органов и тканей, выращиваемые в специальных условиях.

Однослойная культура клеток HeLa до заражения вирусом (вверху) и на 3-й день после заражения (внизу).

Культивирование тканей производится в строго асептических условиях в специальных сосудах (флаконы  Карреля,   матрасы  Ру и др.) и в пробирках. Используются специальные натуральные и синтетические питательные среды, обязательными компонентами которых являются изотонический раствор и антибиотики.

Культуры тканей нашли широкое применение в биологии и медицине. С помощью культуры тканей в онкологии изучают процессы злокачественного перерождения на клеточном уровне, рост отдельных опухолевых клеток и целых опухолей, разрабатывают методы борьбы с опухолевым ростом. Особенно широко используются культуры тканей  в вирусологии для выделения и культивирования вирусов (рис.), диагностики вирусных инфекций и борьбы с ними, изучения процессов взаимодействия вирусов и клеток, изыскивания способов производства вирусных вакцин и интерферона. В микробиологии культуры тканей используются для изучения механизма патогенного действия возбудителей инфекционных заболеваний и их токсинов, для титрования токсинов и т. д. В цитологии — для изучения строения клеток и обменных процессов в них. В протозоологии на культурах тканей выращивают простейших и изучают процессы их взаимодействия с клетками.

www.medical-enc.ru

Культура ткани — Мегаэнциклопедия Кирилла и Мефодия — статья

Культу́ра тка́ни (эксплантация) — метод длительного сохранения и выращивания в специальных питательных средах клеток, тканей, небольших органов или их частей, выделенных из организма человека, животных и растений. Основан на методах выращивания культуры микроорганизмов, обеспечивающих асептику, питание, газообмен и удаление продуктов обмена культивируемых объектов. Одно из преимуществ метода тканевых культур — возможность наблюдения за жизнедеятельностью клеток с помощью микроскопа. Первые опыты по культуре животных тканей были проведены немецким биологом В. Ру, которому удалось в 1885 году в течение нескольких дней поддерживать развитие нервной пластинки (зачатка центральной нервной системы) куриного эмбриона в теплом солевом растворе. Однако лишь предложенная американским биологом Р. Гаррисоном в 1907 году воспроизводимая техника послужила основой для развития этого метода. Культивируя в сгустках лимфы небольшие кусочки нервной трубки эмбриона лягушки, он через несколько недель наблюдал образование нервных волокон. Французский хирург и патофизиолог А. Каррель, сумевший в течение 34 лет сохранять у штамма клеток сердца куриного эмбриона способность к активным делениям, доказал таким образом, что животные клетки могут неограниченно долго расти в культуре in vitro (то есть в пробирке, в искусственных условиях).Животные клетки выращивают in vitro либо прикрепленными к подходящей подложке, либо суспендированными в жидких питательных средах. Для масштабного выращивания клеток используют реакторы для промышленного культивирования микроорганизмов. Различают 3 типа культуры клеток: первичные культуры, получаемые практически из любого органа и существующие лишь до первого пересева; диплоидные культуры (см. диплоид), чаще получаемые из эмбриональных тканей и сохраняющие до 50 пересевов диплоидный набор хромосом, которые затем трансформируются в постоянные (перевиваемые) гетероплоидные культуры, существующие вне организма десятки лет. В отличие от культуры клеток, задачей культуры органов, осуществляемой с применением жидких или твердых сред в стеклянных капиллярах, на покровных стеклах и нитроцеллюлозных фильтрах, на агаре и т. п., является сохранение нормальной структуры тканей и нормального их развития.Культуру животных тканей применяют для изучения механизмов роста и дифференцировки клеток, гистогенеза, межтканевых и межклеточных взаимодействий, обмена веществ и т. п. Культуры животных клеток являются важными продуцентами многих клеточных продуктов, например, противовирусного агента интерферона. На них выращивают вирусы для их идентификации и получения вакцин. Клеточные культуры часто применяют при тестировании и изучении механизма действия лекарственных и косметических средств, пестицидов, консервантов и т. п. Методы культуры клеток нашли широкое применение для реконструкции различных тканей и органов. Так, культура клеток кожи используется для заместительной терапии при ожогах, культура клеток эндотелия — для реконструкции стенок сосудов. Способность клеток к росту в культуре привела к развитию методов клонирования (см. клон), хранения и слияния клеток (см. клеточная инженерия), что, в свою очередь, вызвало становление новой области науки — генетики соматических клеток (см. сома). Органные культуры используются при изучении закономерностей развития органов, для изучения способов сохранения жизнеспособности изолированных органов, предназначенных для трансплантации.Идея о возможности культивирования растительных клеток была высказана еще в конце 19 — начале 20 вв. немецкими учеными Х. Фехтингом (1892), С. Рехингером (1893) и Г. Габерландтом (1902). Однако лишь в 1922 году американскому исследователю В. Роббинсу удалось в течение нескольких недель культивировать корневые меристемытоматов. Начало же успешному развитию метода культуры клеток и тканей растений положили работы Р. Готре (Франция) и Ф. Уайта (США), показавших в 30-е годы способность каллюсных культур (см. каллюс) к неограниченному росту. Американский ученый Ф. Стюард, работая с культурой изолированной флоэмыморкови, получил из нее в 1958 году целые растения. Значительный вклад в развитие культуры клеток и тканей растений в нашей стране внесли исследования Р. Г. Бутенко и ее сотрудников, использовавших эти методы для изучения физиологии растительных клеток и морфогенеза растений.Культивирование растительных клеток и тканей in vitro проводят на агаризованных либо жидких питательных средах, содержащих в качестве одного из основных компонентов фитогормоны. Разработаны способы выращивания отдельных клеток. Изменяя условия культивирования, прежде всего концентрацию и соотношение различных гормонов, можно либо длительно поддерживать неорганизованный рост каллюсной ткани, либо индуцировать в ней образование различных органов. Клетка из практически любой ткани растения, в отличие от животной клетки, способна в условиях in vitro к делению и дифференцировке с последующим формированием целого растения (см. тотипотентность). Важным этапом в развитии методов культуры клеток растений явилась разработка в 1960 профессором Ноттингемского университета Э. Коккингом (Великобритания) метода ферментативного изолирования протопластов, которые оказались способными в асептической культуре к регенерации в целое растение. Изолированные протопласты, по выражению американского исследователя А. Галстона, вывели растительную клетку из «деревянной тюрьмы» и открыли перспективы различных манипуляций с ней — клеточной инженерии.Культура клеток, тканей и органов растений используется для выращивания клеточной биомассы растений, прежде всего лекарственных, с целью получения из нее ценных соединений, в генетико-селекционной работе, а также для изучения фундаментальных проблем физиологии и генетики растений, фитопатологии, онтогенеза растений и др. Для сохранения генофонда растений созданы банки меристемных тканей, хранящихся в условиях криоконсервации.
  • Бутенко Р. Г. Культура изолированных тканей и физиология морфогенеза растений. М., 1964.
  • Новые методы культуры животных тканей: Пер. с англ. М., 1976.
  • Перт С. Дж. Основы культивирования микроорганизмов и тканей: Пер. с англ. М., 1978.
  • Биология культивируемых клеток и биотехнология растений. М., 1991.

megabook.ru


Sad4-Karpinsk | Все права защищены © 2018 | Карта сайта