- •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
Гібридизація тваринних клітин. Історія методу
Припущення про те, що соматичні клітини можуть зливатися одна з одною, було висловлено ще на початку ХIX століття у зв’язку з відкриттям багатоядерних клітин. В історичному аспекті становить інтерес та обставина, що відкриття полікаріонів як би підтверджувало помилкове уявлення Шлейдена, який вважав, що нові клітини зароджуються у вигляді пухирців усередині цитоплазматичної мембрани батьківських клітин. Поділявши цю точку зору Рудольф Вірхов представив в 1851 р. малюнок багатоядерної пухлинної клітини будучи впевненим, що ядра є ендогенними зачатками нових клітин. Крім того, відкриття полікаріонів підлило масла у вогонь боротьби із клітинною теорією. Противники її висунули гіпотезу, відповідно до якої організм являє собою єдину тканинну масу з безперервною цитоплазмою, а існування полікаріонів розглядали як підтвердження цієї гіпотези. Згодом перемогла клітинна теорія, а існування полікаріонів віднесли до розряду цікавих виключень.
Гібриди соматичних клітин були відкриті лише в 60-х роках ХХ століття. У 1960 р. Панський зі співробітниками повідомили про виділення лінії гібридних клітин. Гібридні клітини були отримані шляхом змішування двох ліній, виділених раніше з 1 клітини мишачої саркоми. Вихідні лінії відрізнялися за числом й морфологією хромосом, а також за здатністю до утворення пухлини при введенні їх мишам. Гібридні клітини містили число хромосом, що відрізнялося від вихідних клітинних ліній, а також містили поверхневі антигени клітин обох батьківських ліній. Далі було встановлено, що клітинні гібриди можна одержати, використовуючи клітини різних видів тварин. Як агент, індукуючого злиття виступав інактивований вірус HVJ, названий також вірусом Сендай. Із цього часу вірус Сендай став широко використовуватися в експериментах по злиттю клітин.
При вивченні міжвидових гібридних клітин, здатних до проліферації було зроблено два дуже важливих спостереження:
- у гібридах можуть виявитися обидва геноми;
- у довгоживучих міжвидових гібридах елімінуються хромосоми одного виду.
Злиття клітин не обов’язково повинно чимось стимулюватися. Як in vivo, так й in vitro воно може проходити й без додавання спеціальних агентів. Незважаючи на те, що всі злиття такого роду можна вважати спонтанними, деякі з них постійно відбуваються в процесі онтогенезу, а отже, еволюційно запрограмовані. Дотепер невирішеною залишається одна із найважчих загадок біології, що полягає в тому, що мембрани, які перебувають усередині клітини зливаються часто, тоді як мембрани, що розмежовують клітини, зливаються рідко. Наприклад, пухирці апарата Гольджи зливаються один з одним, утворюючи клітинні пластинки при цитокінезі в рослин, мембрани ендоплазматичного ретикулуму – з елементами апарата Гольджі при переносі тільки що синтезованих білків і т.д.
У той же час нормальні клітини в природних умовах украй рідко зливаються одна з одною. Виключення становить процес запліднення. Крім того, як подібне виключення виступає процес плазмогамії у вищих грибів, коли одноядерні гаплоїдні клітини зливаються, утворюючи двохядерні (дикаріони). Такі клітини розмножуються мітотично, залишаючись двоядерними, і в результаті утворюють всім добре відомі плодові тіла.
У природних умовах злиття клітин відбувається й у ссавців. Наприклад, клітини можуть зливатися при формуванні м’язових трубочок. Ще в XIX столітті було показано, що міофібрили поперечно-смугастих м’язів утворяться в полікаріонах – великих видовжених багатоядерних клітинах. Полікаріони – продукт злиття одноядерних міобластів. Злиття пухлинних клітин – досить звичайне явище, при цьому пухлинні клітини in vivo іноді зливаються й з нормальними. Експерименти по спонтанному злиттю клітин проводилися й in vitro. При проведенні подібних експериментів одержують так званих "химерних" або алофенних мишей – тварин, у тканинах яких містяться клітини різних генотипів (рис. 5).
Рис. 5. Одержання алофенних мишей