Protoplast je ono što je u biotehnologiji

Današnja biotehnologija je predmet bliske pažnje i interesa među običnim stanovnicima. Mnogo pseudo-znanstvenih publikacija u medijima zastrašuje ljude. Biotehnologija biljaka temelji se na konceptu koji uopće nije zastrašujući i apsolutno prirodan. A ovo je protoplast biljnih stanica. Shvativši da se, nakon upoznavanja s metodama biljne biotehnologije, svi nalazi i postignuća napretka neće činiti tako zastrašujućima za vas.

Svi osim ljuske

Riječ "protoplast" formirana je spajanjem dviju grčkih riječi pi-p-ῶtau-omicron- + pi-lambda-alfa-sigma-tau-όsigmaf-, što znači da se prvi i oblikovan. Za sve biljne stanice, neki L-bakterija i mikoplazmi protoplast - svih staničnih sadržaja osim guste zida formirana prvenstveno od celuloze. To je ovaj zid koji daje biljnih stanica snage i oblika, obavljajući ulogu kostura. Nakon uklanjanja, dobivamo stanicu sa svim njegovim sadržajem, pokrivena mekom membranom (plasmolemma) - to je protoplast biljne stanice.

Malo povijesti

U biološkom terminologiji, pojam je došao u 1880, zahvaljujući velikom njemačkom botaničar, mikrobiolog Robert Johannes Ludwig, Emil von Hanstein (1822-1880). To je bio njegov rad koji je postavio temelj za cijelu granu botanike - biljne embriologije. Od tada, biomedicinska industrija je pomaknula daleko naprijed. fuziju protoplasta prvog hibrid dviju vrsta duhana bio je američki biolog Peter Carlson 1972. Ali samo u 1985. je prvi put registriran mutirane vrste riže Mitsui bayosasa №1 i riža Hatsuyumi kasne sorte, odabrani su japanski biolog sa protoplasta.

Značajke i kvalitete

Specifična svojstva biljne stanice bez omotnice važna su za biljke u procesima mitoze i meioze. Samo u nedostatku omotnice, stanice su podijeljene i diferencirane u strukturne komponente tkiva. Značajka protoplazmatske stanice je njegova totipotencija (više mogućnosti). Protoplasti ćelije sposobni su regenerirajući omotnicu, au fizionu formiraju kobilu (skupinu dedifferentiiranih stanica), stvarajući cijeli organizam. Osim toga, protoplast je aktivno razmjenjiva struktura s okolinom (proteini, lipoproteini i nukleinske kiseline). Ove značajke protoplasta koriste biotehnolozi i genetički inženjeri.

Struktura protoplasta

Biljna stanica bez omotnice, protoplasta, obično se dijeli na protoplazmu i staničnu membranu. Protoplazma uključuje:

• Hyaloplasm (koloidni sustav koji se sastoji od 90-95% vode i disperzne komponenta -. Proteina, masti, ugljikohidrati, nukleinske kiseline i anorganske otopljenih spojeva).
• Jezgra (unutarstanična membranska struktura s kromosomima).
• Organele (mitohondrija, citoplazmatsku mreža, Golgi aparata, vakuole, centrioli, ribosoma) i (plastidi kloroplasta, i kromoplast leukoplast).

Svi organeli i plastidi smatraju se protoplast derivatima.

Pokret i funkcije

Protoplast je kompliciran i vrlo različit za različite biljne tkiva. Osim toga, njegov se sadržaj kontinuirano kreće bilo rotacijskim tako i strujanjem, osiguravajući transport tvari u ćeliji i promicanjem procesa razmjene. Cijeli život ćelije koncentriran je u protoplastu. Budući da počinje život ćelija (u podjeli), ona nosi sve životne procese i time završava život određene ćelije (dehidracija i smrt).

Izolacija protoplasta

Postoji nekoliko načina izoliranja protoplasta. To su:

• Mehanička - stanična stijenka je izrezana, a protoplast ostavlja u srijedu. Suvremene mehaničke metode su vrlo raznolike, ali sve imaju nedostatke: nisku produktivnost, to je dugotrajan i dugotrajan proces koji zahtijeva dugotrajnost rada.
• Enzimatski - uklanjanje protoplasta nastaje uz pomoć enzima (celuloza, hemicelulaza, pektinaza). U tom slučaju, protoplast nije oštećen ili dehidriran. Ovo je brz i produktivan način (od 1 grama tkiva do 10 milijuna protoplasta).

Ovaj proces je podijeljen u tri faze: enzimsko liječenje, pravilnu izolaciju protoplasta i odvajanje od njih s oštećenim ostacima.

A što je sljedeće?

Nakon izolacije protoplasta stanica, oni prolaze uzgoj, a onda su spremni raditi na polju biotehnologije. Regeneracija i razvoj biljke javlja se embrijogenezom ili stvaranjem kalusa. Da bi se postigao razvoj tijela može biti dodatak hormona (auksina i citokinina) koji induciraju morfogenezu biljnog organizma. I važni čimbenici u tim procesima su vrsta specifičnost objekta, metoda protoplasta odvajanja i gustoće njihovih sjetve, sastav medija za sijanje.

Cilj gradnje

Područja primjene izoliranih protoplasta u biotehnologiji uključuju teorijske i praktične aspekte, i to:

• Dopustite proučiti strukturu i kemiju samog staničnog zida kada se uništi i sintetizira.
• Pomoću njihove pomoći proučavaju svojstva plazmalema i prirodu transmembranskog transporta.
• Mogućnost mekane izolacije stanica organela i njihova istraživanja.
• Proučavanje diferencijacije totipotentnih stanica, nuklearnih i hijaloplazmatskih interakcija.
• Dobivanje i proučavanje somatskih hibridnih stanica.
• Uvođenje stranih organela u strukturu stanica.
• Proučavanje mehanizma transgeneze (uvođenje stranih gena).

Genetsko inženjerstvo biljaka

Moderna znanost danas radi na sljedećim područjima biotehnoloških tehnologija u proizvodnji usjeva:

• Priprema biljaka otpornih na razne herbicide.
• Razvoj otpornosti biljaka na štetočine insekata.
• Povećajte prinos usjeva.
• Povećanje otpornosti usjeva na nepovoljne uvjete okoline.
• Povećajte učinkovitost asimilacije mikroelemenata biljkama.

A to je daleko od potpune popratne zadaće koje bientinarima zemalja širom svijeta postavljaju.

Nekoliko iznenađujućih činjenica

Znanstvenici rade na prijenosu na jagode ili jabuke gen afrička biljka Dioscoreophyllum cumminisii, koji je odgovoran za sintezu proteina u tisućama puta slađi od saharoze. Zbog slatkoću u ovom slučaju odgovara proteina, a ne ugljikohidrate, to je zaista dobro za sve osobe s dijabetesom.

Plave krizanteme i ruže, zelene ljiljane, ljubičaste tulipane - cvijeće, koje danas nitko ne iznenađuje. Narančaste naranče jabuka i dalje su znatiželja.

Već postoje poplari koji uklanjaju do 91% trikloretilena iz otopine, a to je glavna komponenta onečišćenja podzemnih voda. Znanstvenici rade na uklanjanju biljaka koje mogu apsorbirati više ugljika iz zraka i pohraniti ih u korijen - to bi trebalo smanjiti stopu razvoja učinka staklenika na planetu.

Ali mi ćemo liječiti bolesti jedući banane. Već postoje studije koje dokazuju da kada se modificirani patogen uvede u mladi stablo, stanice stabla sintetiziraju proteine ​​ovog virusa. Dakle, nakon što ste ugušili takvu bananu, možete pretpostaviti da ste se predstavili cjepivom protiv ove bolesti.

Zlatna riža, za razliku od uobičajene, sadrži ugljikohidratni beta-karoten, kao u mrkvu. Za ljude u kojima nema vitamina A u hrani (esencijalne aminokiseline), to je samo božji dar.

Pentagon (SAD) 2003. godine nagrađen biotehnologa, koji je izveo borovu stupnja, koji mijenja boju kada je izložen otrovnih kemikalija biološkim i umjetan.

Sva dostignuća znanosti donose ljudima obje prednosti i uključuju dugoročne promjene u ekosustavu planeta. Zato u svim zemljama postoji toliko mnogo zakonskih akata i institucija koje kontroliraju ovu industriju. U Rusiji, temelj istraživanja i praćenja njihovih rezultata je Federalna institucija "Institut za opću genetiku po imenu NI Vavilov" Ruske akademije znanosti u St. Petersburgu. I od 1. srpnja ove godine, obvezna registracija svih genetski modificiranih organizama i proizvoda sukladno zakonu Ruske Federacije br. 358 od 3. srpnja 2016. godine. Promjenom prirode, moramo se sjetiti da je već izumio i uravnotežen dugo prije nas i naš izgled na ovoj planeti. Oprez u djelovanju je prioritet i moto modernog genetskog inženjeringa.