Ang pamamaraan ng tissue culture ay isa sa mga pangunahing kasangkapan ng modernong biotechnology, na nagbibigay-daan sa paglutas ng mga praktikal na problema ng pisyolohiya ng halaman, biochemistry at genetics. Isinasagawa ang artipisyal na paglilinang ng materyal na napapailalim sa ilang partikular na kundisyon: isterilisasyon, pagkontrol sa temperatura at pagkakalantad sa isang espesyal na nutrient medium.
Essence
Ang paraan ng tissue culture ay ang kanilang pangmatagalang pangangalaga at/o artipisyal na paglilinang sa mga kondisyon ng laboratoryo sa isang nutrient medium. Binibigyang-daan ka ng teknolohiyang ito na lumikha ng biological na modelo para sa pag-aaral ng iba't ibang proseso sa mga cell na umiiral sa labas ng katawan ng mga halaman, tao at hayop.
Ang pagpaparami ng kultura ng tissue ng halaman ay batay sa pag-aari ng totipotensi - ang kakayahan ng mga cell na umunlad sa isang buong organismo. Sa mga hayop, ito ay nakikita lamang sa mga fertilized na itlog (maliban sa ilang uri ng coelenterates).
Kasaysayan ng pag-unlad
Ang mga unang pagtatangka na magtanim ng mga tissue ng halaman ay ginawa ng mga German scientist sa pagpasok ng ika-19-20 na siglo. Sa kabila ng katotohanang hindi sila matagumpay, maraming ideya ang nabuo, na nakumpirma sa ibang pagkakataon.
Noong 1922, sina W. Robbins at W. Kotte, na nakapag-iisa sa isa't isa, ay nakapagpatubo ng mga dulo ng mga ugat ng mais at kamatis sa isang artipisyal na nutrient medium. Nagsimula noong 1930s ang isang detalyadong pag-aaral ng cell at tissue culture techniques. ika-20 siglo Pinatunayan nina R. Gautre at F. White na sa pana-panahong paglipat ng mga tissue culture sa isang sariwang nutrient medium, maaari silang lumaki nang walang hanggan.
Pagsapit ng 1959, 142 na uri ng halaman ang itinatanim sa ilalim ng mga kondisyon ng laboratoryo. Sa ikalawang kalahati ng XX siglo. nagsimula na rin ang paggamit ng dispersed (separated) cells.
Mga uri ng materyal sa pagsubok
Mayroong 2 pangunahing uri ng kultura ng tissue ng halaman:
- Ginawa nang walang pagkasira at pinapanatili ang mga katangiang likas sa isang buhay na organismo.
- Na-extract sa pamamagitan ng pagkasira (kemikal, enzymatic o mekanikal) mula sa pangunahing tissue. Maaaring mabuo mula sa isa o higit pang mga cell culture.
Ang mga sumusunod na pamamaraan ay nakikilala sa pamamagitan ng paraan ng paglilinang:
- sa "feeding layer", kung saan ang isang substance na nagpapasigla sa paglaki ng tissue ay inilalabas sa pamamagitan ng paghahati ng mga cell ng parehong species ng halaman;
- gamit ang tissue ng nars sa tabi ng mga nakakulturang cell;
- paggamit ng nutrient medium mula sa isang nakahiwalay na dividing cell group;
- lumalaki ang mga indibidwal na solong cell sa isang microdroplet na saturated sa komposisyon.
Ang paglilinang mula sa mga solong selula ay puno ng ilang mga paghihirap. Upang artipisyal na "puwersa" silang hatiin, dapat silang makatanggap ng senyales mula sa kalapit, aktibong gumaganang mga cell.
Ang isa sa mga pangunahing uri ng tissue para sa physiological research ay ang callus, na nangyayari sa ilalim ng masamang panlabas na salik (karaniwan ay mekanikal na pinsala). Mayroon silang kakayahang mawala ang mga partikular na katangian na likas sa orihinal na tisyu. Bilang resulta, ang mga cell ng callus ay nagsisimulang aktibong hatiin at ang mga bahagi ng halaman ay nabuo.
Mga kinakailangang kundisyon
Ang tagumpay ng paraan ng tissue at cell culture ay nakasalalay sa mga sumusunod na salik:
- Pagsunod sa sterility. Para sa paglipat, ang mga espesyal na kahon na may purified air na ibinibigay, na nilagyan ng mga ultraviolet lamp, ay ginagamit. Ang mga tool at materyales, damit at kamay ng mga tauhan ay dapat na isailalim sa aseptikong pagproseso.
- Ang paggamit ng espesyal na napiling nutrient media na naglalaman ng mga mapagkukunan ng carbon at enerhiya (karaniwan ay sucrose at glucose), micro- at macronutrients, growth regulators (auxins, cytokinins), bitamina (thiamine, riboflavin, ascorbic at pantothenic acid at iba pa).
- Pagsunod sa temperatura (18-30 ° C), liwanag na kondisyon at halumigmig (60-70%). Karamihan sa mga kultura ng tissue ng callus ay lumalago sa ilalim ng liwanag ng paligid dahil wala itong mga chloroplast, ngunit nangangailangan ng backlighting ang ilang halaman.
Kasalukuyang handa namga commercial lineup (Murasige at Skoog, Gamborg at Eveleg, White, Kao at Mikhailyuk at iba pa).
Mga kalamangan at kahinaan
Ang mga bentahe ng paraan ng cell at tissue culture ay:
- magandang reproducibility ng mga nakuhang resulta;
- regulasyon ng intercellular interaction;
- mababang pagkonsumo ng mga reagents;
- genetic homogeneity ng mga cell line;
- posibilidad ng mekanisasyon ng lumalagong proseso;
- kontrol sa mga kondisyon ng hawla;
- imbak na may mababang temperatura ng mga live na kultura.
Ang kawalan ng biotechnology na ito ay:
- kailangan sumunod sa mahigpit na kondisyon ng asepsis;
- katatagan ng mga katangian ng cell at ang posibilidad ng hindi kanais-nais na paghahalo ng mga ito;
- mataas na halaga ng mga kemikal;
- hindi kumpletong katumbas ng mga kulturang tissue at cell sa isang buhay na organismo.
Application
Paraan ng tissue culture na ginamit para sa pananaliksik:
- mga proseso sa loob ng mga cell (synthesis ng DNA, RNA at mga protina, metabolismo at impluwensya dito sa tulong ng mga gamot);
- intercellular reactions (ang pagpasa ng mga substance sa pamamagitan ng cell membranes, ang gawain ng hormone-receptor complex, ang kakayahan ng mga cell na magkadikit sa isa't isa, ang pagbuo ng histological structures);
- interaksyon sa kapaligiran (pagsipsip ng mga sustansya, paghahatid ng mga impeksyon, proseso ng pinagmulan at pag-unladmga tumor at iba pa);
- mga resulta ng genetic manipulations na may mga cell.
Nakapangako na mga lugar ng biology at pharmacology, sa pagbuo kung saan ginagamit ang teknolohiyang ito, ay:
- pagkuha ng mabisang herbicide, growth regulators para sa agronomic crops, biologically active compounds para gamitin sa paggawa ng mga gamot (alkaloid, steroid at iba pa);
- directed mutagenesis, pag-aanak ng mga bagong hybrid, pagtagumpayan ang postgamous incompatibility;
- clonal propagation, na nagbibigay-daan sa iyong makakuha ng malaking bilang ng genetically identical na mga halaman;
- pagpaparami ng mga halamang lumalaban sa virus at walang virus;
- cryopreservation ng gene pool;
- pagbuo ng tissue, paglikha ng mga pinagmumulan ng stem cell (inhinyero ng tissue).
