Протопласт е това, което е в биотехнологията

Днешната биотехнология е обект на особено внимание и интерес сред обикновените жители. Многобройни псевдо-научни публикации в медиите плашат хората. Растителната биотехнология се основава на концепция, която изобщо не е страшна и абсолютно естествена. И това е протопластът на растителните клетки. Осъзнавайки, че това, като се запознаете с методите на растителната биотехнология, всички находки и постижения на напредъка няма да ви се струват толкова смущаващи.

Всички с изключение на черупката

Думата "протопласт" се формира от сливането на две гръцки думи pi-rho-Ātau-omicron- + pi-lambda-alpha-sigma-tau-oigmaf-, което в превод означава първото и образовано. За всички растителни клетки, някои L-бактерии и микоплазми, протопластът е цялото съдържание на клетката, с изключение на гъстата стена, образувана основно от целулоза. Това е тази стена растителни клетки сила и форма, изпълняващи ролята на скелета. След като я извадим, получаваме клетка с цялото му съдържание, покрита с мека мембрана (плазмолемата) - това е протопластът на растителната клетка.

Малко история

В биологичната терминология терминът дойде през 1880 г. благодарение на великия немски ботанист микробиолог Йоханес Лудвиг Емил Робърт фон Ханщайн (1822-1880 г.). Това беше неговата работа, която постави основата за целия клон на ботаника - растителна ембриология. Оттогава биоинженерната индустрия се движи далеч напред. Чрез сливането на протопласти първият хибрид от два вида тютюн бе приет от американския биолог Питър Карлсън през 1972 г. Но едва през 1985 г. за първи път бяха избрани за първи път мутантен сорт ориз Mitsui Baiosas № 1 и късният сорт ориз Hatsuyumi, избрани от японски биолози, използващи протопласти.

Характеристики и качества

Специфичните свойства на растителната клетка без обвивка са важни за растението в процесите на митоза и мейоза. Само при липса на обвивка клетките се разделят и се диференцират в структурни компоненти на тъканите. Характеристика на протоплазмената клетка е нейната потентност (множество възможности). Протопластите на клетката са способни да регенерират обвивката и в деленето те образуват калус (група от дедиференциирани клетки), образуващи целия организъм. Освен това протопластът е активно обменяща структура с околната среда (протеини, липопротеини и нуклеинови киселини). Тези характеристики на протопластите се използват от биотехнологиите и генетичните инженери.

Протопластна структура

Растителната клетка без обвивка, протопласт, обикновено се разделя на протоплазма и клетъчната мембрана. Протоплазмата включва:

• Хиалоплазма (колоидна система, състояща се от 90-95% вода и диспергиран компонент - протеини, мазнини, въглехидрати, нуклеинови киселини и разтворени неорганични съединения).
• Ядро (вътреклетъчна мембранна структура с хромозоми).
• Organelles (митохондрии, цитоплазмична мрежа, Golgi комплекс, вакуоли, центроли, рибозоми) и пластиди (хлоропласти, левкопласти или хромопласти).

Всички органели и пластиди се считат за производни на протопласти.

Движение и функции

Протопластът е сложен и много различен за различните тъкани на растенията. Освен това съдържанието му непрекъснато се движи ротационно или поточно, осигуряващо транспортиране на вещества в клетката и насърчаващо обменните процеси. Целият живот на клетката е концентриран в протопласта. Тъй като започва живота на клетките (в разделението), той носи всички житейски процеси и с него завършва живота на определена клетка (дехидратация и смърт).

Изолиране на протопласти

Има няколко начина за изолиране на протопласти. Това са:

• Механично - клетъчната стена се отрязва и протопластът излиза в сряда. Модерните механични методи са доста разнообразни, но всички те имат недостатъци: ниска производителност, това е процес, изискващ много работа и дълъг процес.
• Ензимно - отстраняването на протопласти се осъществява с помощта на ензими (целулаза, хемицелулаза, пектиназа). В този случай протопластът не е повреден или дехидратиран. Това е бърз и продуктивен начин (от 1 грам тъкан отделя до 10 милиона протопласти).

Този процес е разделен на три етапа: ензимно третиране, правилно изолиране на протопласти и отделяне от тях на увредени остатъци.

И какво следва?

След изолирането на протопласти от клетки, те се подлагат на култивиране и след това са готови да работят в областта на биотехнологията. Регенерирането и развитието на растението се извършва или чрез ембриогенеза, или чрез образуване на калус. За постигане на развитието на тялото може да се добавят хормони (ауксини и цитокинини), които индуцират морфогенезата на растителния организъм. И важни фактори при тези процеси са видовата специфичност на обекта, метода на разделяне на протопластите и гъстотата на тяхното засяване, съставът на семената за засяване.

Предмет на строителството

Областите на приложение на изолирани протопласти в биотехнологията включват теоретични и практически аспекти, а именно:

• Позволете да изучавате структурата и химията на самата клетъчна стена, когато тя се разрушава и синтезира.
• С тяхна помощ изследват свойствата на плазмалемата и естеството на трансмембранния транспорт.
• Възможност за меко изолиране на клетъчните органи и тяхното изследване.
• Проучване на диференциацията на всички видове клетки, ядрени и хиалоплазмени взаимодействия.
• Получаване и изучаване на соматични хибридни клетки.
• Въвеждане на чужди органели в структурата на клетките.
• Проучване на механизма на трансгенезата (въвеждане на чужди гени).

Генетично инженерство на растенията

Съвременната наука работи днес в следните области на биоинженерни технологии в растителната продукция:

• Приготвяне на растения, устойчиви на различни хербициди.
• Развитие на устойчивостта на растенията към насекоми вредители.
• Увеличете реколтата.
• Увеличаване на устойчивостта на културите към неблагоприятни условия на околната среда.
• Увеличете ефективността на асимилацията на микроелементи от растенията.

И това далеч не е от пълен списък на задачите, които биоинженеристите от страните по света определят.

Няколко изненадващи факти

Учените работят върху прехвърлянето на ягоди или ябълки ген африкански растение Dioscoreophyllum cumminisii, който е отговорен за синтеза на протеини в хилядите пъти по-сладък от захароза. Тъй като сладостта в този случай е протеин, а не въглехидрати, това наистина е находка за всички хора с диабет.

Сини хризантеми и рози, зелени лилии, лилави лалета - цветя, които днес никой не изненадва. Оранжевите ябълки портокали все още са любопитство.

Вече има тополи, които отстраняват до 91% трихлоретилен от разтвора и това е основният компонент на замърсяването на подземните води. Учените работят върху отстраняването на растения, които могат да абсорбират повече въглерод от въздуха и да ги съхраняват в корените - това би трябвало да намали скоростта на развитие на парниковия ефект върху планетата.

Но ние ще лекуваме болестите, като ядем банани. Вече има проучвания, които доказват, че когато модифициран патоген е въведен в младо дърво, клетките на дървото синтезират протеините на този вирус. По този начин, след като ухапеш такъв банан, можеш да предположиш, че си представил ваксина срещу тази болест.

Златният ориз, за ​​разлика от обичайния, съдържа въглехидрат бета-каротин, както при морковите. За хората, в които няма витамин А в храната (есенциални аминокиселини), това е просто божествена мисия.

През 2003 г. Пентагонът (САЩ) отличи биотехнологични специалисти, които изнесоха разнообразни боровинки, които променят цвета си, когато са изложени на токсични химични вещества от биологичен и антропогенен характер.

Всички постижения на науката носят на хората както ползи, така и дългосрочни промени в екосистемата на планетата. Ето защо във всички страни има толкова много законодателни актове и институции, които контролират тази индустрия. В Русия основата за изследване и мониторинг на техните резултати е Федералната институция "Институт по обща генетика, наречена след Н.В. Вавилов" от Руската академия на науките в Санкт Петербург. И от 1 юли тази година, задължителна регистрация на всички генетично модифицирани организми и продукти в съответствие със закона на Руската федерация № 358 от 3 юли 2016 г. Променяйки природата, трябва да помним, че тя вече е била измислена и балансирана много преди нас и нашето появяване на тази планета. Вниманието в действие е приоритет и мото на модерното генно инженерство.