- •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
1. Клітини, іммобілізовані в або на інертному субстраті, утворюють біомасу набагато повільніше, ніж зростаючі в рідких суспензійних культурах.
Який же зв'язок між зростанням і метаболізмом? При чому тут клітинна організація та диференціювання? Припускають, що цей взаємозв'язок обумовлений двома типами механізмів. Перший механізм заснований на тому, що ріст визначає ступінь агрегації клітин, надаючи непрямий вплив на синтез вторинних метаболітів. Організація в даному випадку є результатом агрегації клітин, а достатня ступінь агрегації може бути отримана тільки в повільно зростаючих культурах. Другий механізм пов'язаний з кінетикою швидкості росту і припускає, що «первинний» і «вторинний» шляхи метаболізму по-різному конкурують за попередники у швидко і повільно зростаючих клітинах. Якщо умови середовища сприятливі для швидкого росту, то в першу чергу синтезуються первинні метаболіти. Якщо швидке зростання блоковане, то починається синтез вторинних метаболітів. Таким чином, низька швидкість росту іммобілізованих клітин сприяє високому виходу метаболітів.
2. Крім повільного росту іммобілізація клітин дозволяє їм рости в тісному фізичному контакті одине з одним, що сприятливо позначається на хімічних контактах.
У рослині будь-яка клітина оточена іншими клітинами, але її становище змінюється в ході онтогенезу в результаті розподілу як цієї, так і оточуючих клітин. Від положення клітини в рослині залежить ступінь і тип диференціації цієї клітини. Отже, фізичне оточення клітини впливає на її метаболізм. Яким чином? Регуляція синтезу вторинних метаболітів знаходиться як під генетичним, так і під епігенетичних (позаядерним) контролем, тобто будь-які зміни в цитоплазмі можуть призвести до кількісних і якісних змін в утворенні вторинних метаболітів. У свою чергу, цитоплазма являє собою динамічну систему, що знаходиться під впливом навколишнього середовища.
Із зовнішніх умов на метаболізм істотно впливають 2 важливих чинники: концентрація кисню і вуглекислого газу, а також рівень освітлення. Світло відіграє роль і в процесі фотосинтезу, і в таких фізіологічних процесах, як поділ клітин, орієнтація мікрофібрил, активація ферментів. Інтенсивність і довжина світлової хвилі визначається положенням клітини в масі інших клітин, тобто залежать від ступеня організованості тканини. У організованій структурі існують відцентрові градієнти концентрації О2 і СО2, які грають виключно важливу роль у процесі диференціації.
Таким чином, вторинний метаболізм у великих агрегатах клітин з невеликим відношенням площі до об'єму (S/V) відрізняється від таких ізольованих клітин і дрібних груп клітин в результаті дії градієнтів концентрації газів. Аналогічно діють градієнти регуляторів росту, поживних речовин, механічного тиску. Умови оточення у диспергованих клітин і клітин у вигляді агрегатів різні, тому шляхи метаболізму у них також різняться.
3. Регулювати вихід вторинних метаболітів можна також, змінюючи хімічний склад навколишнього середовища. Зміна складу середовища для каллусної і суспензійної культури супроводжується певними фізичним маніпуляціями із клітинами, що може призвести до пошкодження або забруднення культур. Ці труднощі можна подолати, використовуючи циркуляцію великих обсягів поживного середовища навколо фізично нерухомих клітин, що дозволяє здійснювати послідовні хімічні впливи.
4. У деяких випадках виникають проблеми з виділенням ідіолітов.
При використанні іммобілізованих клітин відносно легко здійснюється обробка їх хімічними речовинами, індукують вивільнення необхідних продуктів. Це також знижує інгібування за типом зворотного зв'язку, яке обмежує синтез речовин внаслідок накопичення їх усередині клітини. Культивовані клітини деяких рослин, наприклад, Capsicum frutescens виділяють вторинні метаболіти в навколишнє середовище, а система іммобілізованих клітин дозволяє відбирати продукти без ушкодження культур. Таким чином, іммобілізація клітин сприяє легкої ізоляції ідіолітов.