Bunky a tkanivá rastlín rastúcich v skúmavke

Vyššie rastliny sú zložené z mnohých článkov, medzi ktorými existuje presné rozdelenie práce. Bunky zelená listová tkanivo, napríklad produkujú organické látky, za použitia oxidu uhličitého, vody a slnečného žiarenia energie, z koreňovej bunky pohltiť pôda

Napriek skutočnosti, že všetky špecializované bunky vznikla v dôsledku rozdelenia jednej bunky - oplodneného vajíčka materskej rastliny, ktoré sa významne líšia vo svojej štruktúre a chemického zloženia. Koordinovaná práca jednotlivých buniek je riadený celý organizmus rastliny. každý varhany, každý tkanív a buniek spojené do jedného systému rôzne komunikačné: aktuálne živín, hormónov, prenos elektrických impulzov.

A ako sa bude správať bunky a tkanivá, ak sa oddeľujú od rastlín a prejsť na umelé médiách, poskytuje všetko, čo je potrebné pre ich živobytie? Či tieto bunky pokračovať v obvyklej práci, alebo ich tvaru a zmeny funkcie výrazne?

Takéto otázky vytýčili vedca na začiatku tohto storočia. K ich riešenie, budete musieť nájsť spôsob, ako zabezpečiť život izolovaný od rastlinných tkanív a bunky. Prvé pokusy boli neúspešné. Až v roku 1932, dva výskumníci - R. Gautheret vo Francúzsku a F. White v Spojených štátoch - sa nepodarilo zachrániť život izolovaných tkanív niektorých rastlín. ne uspel vybrať živná médiá a ďalšie podmienky, za ktorých sa bunky, ktoré tvoria izolovaný kúsok tkaniva by mohli množiť. Bolo zistené, že tkanivá izolovanú z rastlín, nesplnil svoju obvyklú prácu pre nich, ich štruktúra je jednoduchší, že sú "omladená" a začnú sa množiť a rast. je veľmi druh tkaniva v dôsledku bunkového delenia, ktorý sa nazýva mozoľ. Kalus sa môže izolovať z pôvodne prevzaté z rastlinnej tkaniva, rozdelí na malé kúsky a prenesené do čerstvého média. Tu tieto bunky pokračovať násobiť to deliť a rast.

V našej dobe rastúceho tkanive akéhokoľvek orgánu širokú škálu investičných celkov je dobre navrhnutý. Tkanivo izoluje z koreňovej vzácne a cenné liečivé rastliny ženšen a Rauwolfia, viac ako desať rokov pestuje v Ústave fyziológie rastlín Timirjazevova v Moskve.

Video: Mechanical rastlinná tkanivo

Vedci skúmajúci izolované tkanivá a rastlinné bunky, pracovať v špeciálnych boxy sterilné, starostlivo sterilizovaných ručné náradie, kultivačné médium. Koniec koncov, rastlinné bunky neudržujú boja proti rýchlo sa množiacich mikroorganizmy Prostredie pre živiny a razidlá. Ak je tkanivo izoluje včas (4-6 týždňov) a jemne, bez toho aby ich infikovať, transplantované do čerstvého média, ktoré môžu byť pestované na dlhú dobu. V roku 1938, R. Gautheret izolovaný kúsok tkaniva z koreňa mrkvy. Obvykle mrkva rastlina žije 2 roky a potomstvo bunky izolované z tkaniva sa udržujú v kultúre po viac ako 30 rokov, a môžu byť pestované do nekonečna týmto spôsobom (Obr. 1).

Obr. 1. Kultúra mrkvy koreňovej tkaniva, izolované R. Gautheret na 1938 až 30 dňoch kultivácie v živnom médiu.

Tkanivo môže byť pestovaná nielen na povrchu rastového média polotuhé, ale aj v kvapaline. Vytvorila špeciálne zariadenie, v ktorom je liečivý tekutina sa mieša, spôsobujúce tkanivové bunky prijímať vzduch a kyslík potrebný pre ich dýchanie (viď obr. 2).

Obr. 2. V takomto zariadení rast suspenzie tkanív a buniek v tekutom médiu.

Kvapalné médium je typicky vytvorený z tkaniny kaša skladajúci sa z jednotlivých voľne žijúcich buniek, skupín buniek a malé kúsky tkaniva. (Kaša alebo suspenzia -. Tekutiny obsahujúce jemne rozdelenú, sú veľmi pomalé usadzovanie pevných častíc) Jednotlivé bunky môžu byť zachytené pomocou tenkej sklenenej kapiláry a opäť prevedie do polotuhé živnom médiu. Ak jedna bunka na vytvorenie nevyhnutných podmienok pre kŕmenie, a ešte lepšie - dať sa k nej kus látky, ktorý bude dodávať bunky potrebné pre svoje rozdelenie látok (tento kus látky sa nazýva tkanina-zdravotná sestra), bunka začne rýchlo a čoskoro sa rozdelí tvoriť kolónie buniek, a potom sa tkaniny. Pre takéto tkaniny sa vyznačuje vysokou homogenitou.

Obr. 3. Formovanie ginseng korene handrou.

Typicky, vedci sa snaží vytvoriť podmienky pre dodávky tkanivách, v ktorých tkaniva rýchlo rastú a vytvorenie homogénnej hmoty, tak to, čo je uvedené na obrázku 1. Ak sa zmení zloženie kultivačného média k zvýšeniu jeho obsahu na stimuláciu látok, v závislosti od typu kardiostimulátora tkaniva začne tvoriť korene ,, alebo rozvoj púčik alebo embryo v podobe semeno (Obr. 3, 4).

Video: Bodies - zo skúmavky? - veda

Obr. 4. Tvorba tabaku kmeňových obličiek tkaniva.

Pripomeňme, že špecializovaná tkanivo, ktorá bola izolovaná z rastliny a dala vzniknúť kultúre. Jej aktivity sú vykonávané pod prísnym dohľadom, a to vykonal prácu, ktorá bola potreba celú rastlinu. Bunky a tkanivá, mimo tejto kontroly, a to sú len schopné množiť a rast - môžu viesť k celej rastliny (Obrázok 5). Omladenie týchto buniek sa tak ďaleko, že by mohli opakovať celý priebeh vývoja najprv preč, to je. E. Byť ako jediné bunky, z ktorého vyvinula rastlinu. V tomto prípade sú bunky pevne "pamätať" jeho pôvod a bez ohľadu na to, ako dlho bol tkaniva pestované v kultúre, sa bunky tvoriť tabak tabakové bud mrkvovej bunky - zárodok nového mrkvy rastlín.

Obr. 5. kvitnúce rastliny tabaku odvodené z jedinej bunky.

Takže z samostatné voľne žijúcich buniek môže byť in vitro na získanie tkanivovej kultúry a tkaniny - rastlín. Je ľahké si predstaviť, ako úžasné príležitosti sú otvorené pre vedcov - svedkom záhadu procesu transformácie buniek v závode! Koniec koncov, tento proces prebieha v skúmavke a do banky, kde sú všetky podmienky prísne kontrolované a ľahko sledovať všetky fázy.

Video: Externý Konštrukcia stonky

Kultúra izolovaných tkanív a buniek rastlín získal uznanie nielen ako metóda skúmania zložitú problematiku vývoja rastlín - nájde aj praktické využitie. Ukazuje sa, že tkanivo a liečivých rastlín v izolovanej bunkovej kultúre aj naďalej syntetizovať dôležitých látok v medicíne. Fabric ženšen, napríklad, obsahuje rovnaké látky, ktoré zvyšujú pevnosť unavený, rovnako ako on, slávny "koreň života". V blízkej budúcnosti v továrňach, ktoré vyrábajú lieky, bude existovať špeciálne dielne, kde bude syntéza liečiv zverený do rastlinnej tkaniva.

A aké príležitosti sa otvárajú genetikov a chovateľa, ktoré prinášajú nové odrody rastlín! Izolované tkanív a buniek ľahko spracovávať chemikálie alebo žiarenie, čo spôsobuje mutácie - zmeny genetického aparátu bunky. Z týchto tkanív a buniek produkoval rastliny s novými, niekedy veľmi cenných vlastností.

Video: Štruktúra stonky rastliny

V poslednej dobe, výskumníci používajú špeciálne enzýmy, naučil uvoľnenie rastlinné bunky puzdra pevnej celulózy, ktorá ich obklopuje. "Nahý" protoplastov (bunky bez membrány), môže byť nútený k zlúčeniu, obnovenie kože, začnú deliť pre vytvorenie tkaniny, a potom sa celá rastlina. Študujeme možnosť "cross" bunky takým spôsobom, veľmi vzdialenej s každým iných rastlinných druhov. A vy môžete snívať o pripojenie v jednom závode užitočných vlastností pšenice odolných a vytrvalých divokých tráv alebo paradajky a zemiaky.

Tkanivové kultúry pomáha chovateľom na prekonanie ťažkostí, ktoré vznikajú pri prechode vzdialenej formy rastlín. Z kvetu rastliny jedna z foriem, ktoré majú byť prešiel izolované vajíčko, dať na diétu a sú oplodnené peľom inej forme. Z oplodnených vajíčok kľúčik sa pestujú in vitro, ktoré potom môžu byť transplantované do prízemný.

Napokon, izolované tkanivové kultúry môžu byť použité pre "oživenie" kultivarov. Mnohí z nich žasnú vírusové ochorenie, ktoré ohrozujú k zničeniu tej či onej hodnotné odrody. Z klíčkov také rastliny, môžete si vybrať skupinu zdravých buniek a vyrastajú z nich rastlina, ktorá nebola ovplyvnená vírus, a potom ju vynásobiť vrstvenie, rezne alebo hľuzy.