7.1 История предмета
Клеточная инженерия – важное направление в биотехнологии. Оно основано на использовании принципиально нового объекта – изолированной культуры клеток или тканей эукариотических организмов, а также на тотипотентности – уникальном свойстве растительных клеток.
С помощью клеточной инженерии в области фундаментальных наук стало осуществимым исследование таких проблем, как взаимодействие клеток в тканях, клеточная дифференцировка, морфогенез, реализация тотипотентности клеток, механизм появления раковых клеток и др.
На практике клеточная инженерия используется при селекции, получении ценных метаболитов растительного происхождения, например, дешевых лекарств, безвирусных растений, их клональное размножение и др.
Тотипотентность – способность любой соматической клетки полностью использовать свой потенциал развития, то есть способность каждой растительной клетки давать начало целому организму.
В 1922 г американец В. Роббинс и немец В. Котте независимо друг от друга показали возможность выращивания меристем кончиков корней томатов и кукурузы на синтетических питательных средах. (Меристема, от греч. меристос – делимый, образовательная ткань растений, долго сохраняющая способность к делению клеток)
С этого момента начались массовые исследования, и к 1959 г. насчитывалось уже 142 вида высших растений, выращиваемых в стерильных условиях на специально подобранной культуральной среде.
В 1955 г. Ф. Скуг и С. Миллер открыли новый класс фитогормонов – цитокинины. При их совместном действии с другими фитогормонами – ауксинами – появилась возможность стимулировать деление клеток, поддерживать рост каллусной ткани, индуцировать морфогенез в контролирумых условиях.
В 1960 г. Коккинг (Великобритания) разработал метод получения изолированных протопластов. Это послужило толчком к получению соматических гибридов, введению в протопласты вирусных РНК, клеточных органелл, клеток прокариот. В это же время Дж. Морел и Р.Г. Бутенко предложили метод клонального микроразмножения, который сразу широко стал использоваться на практике. Под руководством Р.Г. Бутенко в 1969 г. была разработана технология культивирования одиночной клетки с помощью ткани-«няньки».
- Бийский технологический институт (филиал)
- Краткий курс биотехнологии
- 1 Природа и многообразие биотехнологических процессов
- 1.1 Введение
- История развития биотехнологических процессов
- 1.3 Микроорганизмы, используемые в биотехнологических процессах
- 2 Производство белков одноклеточных организмов
- 2.1 Целесообразность использования микроорганизмов для
- Производства белка
- 2.2 Использование дрожжей
- 2.3 Использование бактерий
- 2.4 Использование водорослей
- 2.5 Использование микроскопических грибов
- 3 Методы генетического конструирования
- In vivo
- 3.1 Регуляция метаболизма в микробной клетке
- 3.2 Мутагенез и методы выделения мутантов
- 3.3 Плазмиды и конъюгация у бактерий
- 3.4 Фаги и трансдукция
- 3.5 Гибридизация эукариотических организмов
- 3.6 Слияние протопластов или фузия клеток
- 4 Технология производства метаболитов
- 4.1 Классификация продуктов биотехнологических производств
- 4.2 Общая схема биотехнологического производства продуктов микробного синтеза
- 4.3 Биотехнология получения первичных метаболитов
- 4.3.1 Производство аминокислот
- 4.3.2 Производство витаминов
- 4.3.3 Производство органических кислот
- 4.4 Биотехнология получения вторичных метаболитов
- 4.4.1 Получение антибиотиков
- 4.4.2 Получение промышленно важных стероидов
- 5 Биоиндустрия ферментов
- 5.1 Область применения и источники ферментов
- 5.2 Выбор штамма и условий культивирования
- 5.3 Технология культивирования микроорганизмов – продуцентов ферментов и выделение ферментов
- 5.4 Инженерная энзимология и ее задачи
- 6 Методы генетического конструирования
- In vitro
- 6.1 Биотехнология рекомбинантных днк
- 6.2 Конструирование рекомбинантных днк
- 6.3 Идентификация клеток-реципиентов, содержащих рекомбинантные гены
- 6.4 Экспрессия чужеродных генов
- 6.4.1 Клонирование в бактериях
- 6.4.2 Клонирование в дрожжах
- 6.4.3 Клонирование в клетках животных
- 6.5 Использование генетической инженерии в животноводстве
- 6.6 Генная инженерия растений
- 7 Основы клеточной инженерии растений
- 7.1 История предмета
- 7.2 Методы и условия культивирования изолированных тканей и клеток растений
- 7.3 Дедифференцировка на основе каллусогенеза
- 7.4 Типы культур клеток и тканей
- 7.5 Общая характеристика каллусных клеток
- 7.6 Морфогенез в каллусных тканях как проявление тотипотентности растительной клетки
- 7.6.1 Дифференцировка каллусных тканей
- 7.6.2 Гистогенез (образование тканей)
- 7.6.3 Органогенез
- 7.6.4 Соматический эмбриогенез
- 7.7 Изолированные протопласты, их получение, культивирование, применение
- 7.8 Клональное микроразмножение и оздоровление растений
- 8 Экологическая биотехнология
- 8.1 Получение биогаза
- 8.2 Производство биоэтанола
- 8.3 Очистка сточных вод
- 8.3.1 Методы очистки сточных вод
- 8.3.1.1 Механические методы
- 8.3.1.2 Химические методы
- 8.3.1.3 Физико-химические методы
- 8.3.1.4 Биологический метод
- 8.3.2 Отстой сточных вод и его использование
- 9 Контрольные вопросы
- Список литературы
- Содержание
- Краткий курс биотехнологии