- •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
- •Методи трансплантації ядер
- •Клонування ссавців. Історія клонування
- •Регулювання відтворення сільськогосподарських тварин
- •Суперовуляція
- •Аеробне очищення стічних вод
- •Анаеробні системи очищення
- •Показники забруднення стічних вод
- •Перелік питань які виносяться на підсумковий контроль
- •Література
Генетичні механізми, що обумовлюють диференціювання клітин у культурі
В асоціації клітин каллусних тканини одні клітини займають певне положення і здійснюють за допомогою фізико-хімічних контактів вплив на інші, чим визначається їх структурно-функціональний стан. Міжклітинні взаємодії здійснюються за допомогою відповідних донорно-акцепторних молекул цитоплазматичної мембрани. Цими молекулами можуть бути низькомолекулярні білки, комплекси вуглеводів з білками, фітогормони, інгібітори, полярні сполуки та інші. Але у всіх випадках на основі нуклеїново-білкового, білково-вуглеводного й іншого типу впізнавання вони будуть сприяти злипанню або відштовхуванню клітин, будуть виступати як ефектори або апорепрессори. У клітині реципієнта за допомогою спеціальних рецепторів ці молекули будуть зв'язуватися і змінювати в епігенезі реакцію генетичної інформації. Таким чином, в основі диференціації клітини лежать процеси репрограмування, репресії, дерепресії генетичної інформації. Це призводить до утворення спеціалізованих клітин, які стають здатними до взаємодії, асоціації, утворення геометричних форм, до органо- і морфогенез.
Найважливішою умовою морфогенезу є адгезія клітин, в результаті якої утворюється тканина і орган. Поверхневі рецептори, а також різні структури типу мікротрубочок обумовлюють впізнавання, зближення, злипання клітин у процесі диференціації, тканино- і формоутворення. Речовини, активні в процесах структуро- і формоутворення, синтезуються під контролем ядра при надходженні сигналів з цитоплазми клітини, а також екзогенних імпульсів, ефекторів. При цьому сполучною ланкою між генетичною інформацією, її реалізацією та ефектором виступають алостеричні білки, які збирають, накопичують зовнішню інформацію і перетворюють її, внаслідок чого змінюють свою конформацію і вступають у взаємодію з опероном.
Генетична обумовленість процесів морфогенезу відбивається у зміні синтезу іРНК, білків, активних ферментів, тобто в комплексі скоординованих в часі і просторі реакцій, які обумовлюють диференціацію активності генів. Поява деяких білків свідчить про їх участь у морфогенезі та запуску морфогенетичних реакцій. Встановлено специфічний фактор пептидної природи, що стимулює морфогенез. Вивчаючи генетичний контроль каллусоутворення і органогенезу, вчені припустили, що інтенсивність утворення каллусу знаходиться під генетичним контролем.
Про генетичну обумовленість ознаки регенерації в умовах in vitro свідчать наступні факти:
1. Відсутність певних плечей хромосом (наприклад, в клітинах Triticum timopheevii при тривалому культивуванні губляться плечі хромосом геному At) може призводити до зниження виходу регенерантів.
2. За допомогою гібридизації можна підвищити інтенсивність регенерації в каллусній тканині.
3. Використання різних за складом поживних середовищ для регенерації сприяє різному рівню експресії генів, які визначають цю ознаку.
4. В основі генетичного контролю таких ознак, як частота каллусоутворення, частота утворення морфогенних каллусів і кількість зон регенерації для озимої пшениці основними є зверхдомінування, неповне домінування і епістаз; для озимої твердої – епістаз, неповне домінування і зверхдомінування; для ярої твердої – епістаз.
Одні генетичні системи контролю для всіх ознак виявляються стабільно (епістаз), а інші (зверхдомінування) – значно змінюються в залежності від ознак і генотипів. Але слід зазначити, що каллусогенез і регенерація рослин не є сполученими процесами, ймовірно, вони контролюються різними генетичними механізмами. Загальною закономірністю для культивованих тканин залишається ріст цитогенетичної варіабельності в процесі культивування. З цим корелює в більшості випадків втрата морфогенного потенціалу. Здатність до морфогенезу залежить і від стану ядра. Як правило, регенеруючі в культурі тканин рослини є диплоїдними, хоча тканини, з яких вони утворилися, мають різний рівень плоїдності.