- •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
Системи культивування клітин
Існує 2 основні системи культивування клітин.
1. Непротічні культури – тип культур, у якому клітини вводять у фіксований об’єм середовища. У міру росту клітин відбувається використання поживних речовин і нагромадження метаболітів, тому середовище потрібно періодично змінювати, що приводить до зміни клітинного метаболізму, або фізіологічної диференціації. Згодом, у результаті виснаження середовища відбувається припинення проліферації клітин.
Збільшити тривалість життя непротічних культур можна декількома способами:
-
переривчастий (частина культури замінюється рівним об’ємом нового середовища);
-
постійний (об’єм культури збільшується з постійною низькою швидкістю, а невеликі порції клітин періодично видаляються);
-
перфузійний (здійснюється постійне надходження нового середовища в культуру й одночасне видалення рівного об’єму використаного (безклітинного) середовища).
Перфузія може бути відкритою, коли із системи видаляється все середовище, і закритою, коли середовище, що видаляється проходить через додаткову судину, де відновлюється його рН і здійснюється аерування, і повертається в культуральну судину.
Всі системи непротічних культур характеризуються нагромадженням відходів у тій або іншій формі й мінливістю зовнішніх умов.
2. Протічні культури забезпечують справжні гомеостатичні умови без зміни концентрації поживних речовин і метаболітів, а також числа клітин. Гомеостаз обумовлений постійним надходженням середовища в культуру й одночасним видаленням рівного об’єму середовища із клітинами. Такі системи придатні для суспензійних культур і моношарових культур на мікроносіях.
Існує 2 великі напрямки в культивуванні тваринних клітин: моношарові культури й суспензійні культури.
Суспензійні культури доцільні з погляду збільшення виходу клітин.
Моношарові культури також володіють рядом переваг:
1. Легко провести повну заміну середовища й промити клітини перед додаванням нового поживного середовища. Це важливо в тих випадках, коли ріст клітин здійснюється в одних умовах, а виробництво продукту в інших умовах, наприклад при переносі клітин із середовища із сироваткою в безсироваткове середовище. Можна також повністю видаляти небажані компоненти.
2. Дозволяють забезпечити високу густину клітин.
3. У багатьох клітин експресія необхідного продукту здійснюється ефективніше, якщо клітини прикріплені до субстрату.
4. Моношарові культури можуть бути використані для будь-якого типу клітин, що забезпечує найбільшу гнучкість досліджень.
5. У деяких випадках, наприклад для поширення вірусів, потрібні тісні міжклітинні контакти.
Недоліками моношарових культур є: необхідність великого простору; зростання вартості й трудомісткості при збільшенні масштабу; недостатньо ефективний контроль, зумовлений труднощами добору проби; складнощі у визначенні й контролюванні рН, концентрації кисню.
Необхідно відзначити, що застосування мікроносіїв усуває ці недоліки. Існує багато різних різновидів цього способу культивування. Розглянемо три основних напрямки (рис. 1).