- •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
Використання культури клітин людини
Практично будь-які клітини людини можуть бути введені в культуру й служити засобом й об’єктом у багатьох медико-біологічних дослідженнях. Одна з найважливіших переваг клітин у культурі – можливість прижиттєвого спостереження за ними за допомогою мікроскопа. Немало важно й те, що культури клітин у ряді випадків можуть бути рівноцінною заміною клінічних експериментів, для яких потрібна була б участь добровольців. Експерименти, що вимагають для з’ясування того або іншого питання використання 1000 чоловік, можуть бути з рівною статистичною вірогідністю поставлені на 100 культурах на покривних скельцях.
Завдяки культивуванню клітин можливості дослідження й діагностики розширюються майже безмежно, тому що є можливість оцінки не тільки морфологічних і біохімічних змін, але й змін у поводженні клітин, їхньої реакції на різні агенти, у тому числі й на вплив ліків. Оскільки клітини в культурі легко доступні для різних біохімічних маніпуляцій, то при роботі з ними радіоактивні попередники, отрути, гормони й інші агенти можуть бути введені в заданій концентрації й протягом заданого періоду. Зникає небезпека того, що досліджувана сполука метаболізується печінкою, запасається м’язами або екскретується нирками. При використанні клітинних культур, як правило, легко встановити час контакту досліджуваної речовини із клітинами, зміну його концентрації протягом даного періоду часу. Це забезпечує одержання реальних значень швидкості включення або метаболізму досліджуваних сполук.
Рис. 1. Основні напрямки способів культивування: 1. Культивування в пласких флаконах (матрацах). Чашка Колле з клітинами на дні. 2. Культивування в суліях, які постійно обертаються, коли в кожен момент часу 15 – 20% поверхні сулії вкрито поживним середовищем, а клітини перебувають поперемінно те в середовищі, то в повітрі. 3. Культивування в колонках на мікроносіях, у якості яких виступають щільно упаковані скляні намистини діаметром 35 мм, що не зміщуються, стопка пластин й ін., а поживне середовище омиває їх, протікаючи зверху вниз.
Клітинні лінії застосовують для тестування й вивчення механізму дії різних речовин, які можуть бути використані як лікарські препарати, детергентів, косметичні засоби, інсектициди, консерванти. Результати, отримані на клітинних культурах, не можна екстраполювати на цілий організм, але якщо досліджувана речовина має пошкоджуючу дію у декількох лініях культивованих клітин, то варто очікувати й несприятливого ефекту на організм людини.
Крім того, якщо в ряді поколінь відтворюється дефект, властивий клітинам in vivo, значить це дефект спадковий. Завдяки можливостям генної інженерії зміна генотипу клітин стала реальністю. Ми можемо виділити з організму мутантні клітини, замінити in vitro дефектні гени, одержати лінію здорових генно-модифікованих клітин й ввести їх знову в організм.
Найбільше поширення одержали культури фібробластів. Широке використання фібробластів для вивчення патогенезу й діагностики спадкових хвороб зумовлено не тільки легкістю їхнього культивування, але й тим, що сполучна тканина, головним клітинним елементом якої є фібробласти, становить значну частину маси тіла. Крім того, фібробласти становлять строму багатьох органів, є важливими учасниками їхнього морфогенезу й створюють умови мікрооточення, необхідного для диференціації й функціонування спеціалізованих клітин. У фібробластах є фермент моноаміноксидаза, зміни активності якої характерні для деяких нервових і психічних захворювань. Фібробласти містять рецептори до глюкокортикоїдних гормонів, інсуліну, деяких нейромедіаторів.
Грінбергом у 1978 році була доведена можливість екстраполяції даних, отриманих на культивованих фібробластах, на умови in vivo.
По-перше, фібробласти in vitro зберігають найважливіші риси, властиві клітинам в організмі, а також онтогенетичні й індивідуально-генотипові властивості організму-донора.
По-друге, не існує іншого такого типу клітин, що повною мірою міг би представляти властивості клітин організму.
По-третє, зміни, які виникають при введенні фібробластів у культуру, можна легко контролювати й звести до мінімуму при створенні відповідних умов.
Все перераховане вище також сприяє використанню фібробластів для вивчення клітинних, біохімічних, молекулярних аспектів патогенезу ряду хвороб, у тому числі й пов’язаних зі спадковими дефектами нервової системи.