8-лпз. Практикалы сабаты таырыбы 8 протопласттардан регенерант сімдіктер алу технологиясы сомалы будандастыру дістері
 Скачать 28.26 Kb.
|
|
Практикалық сабақтың тақырыбы №8 ПРОТОПЛАСТТАРДАН РЕГЕНЕРАНТ ӨСІМДІКТЕР АЛУ ТЕХНОЛОГИЯСЫ.. СОМАЛЫҚ БУДАНДАСТЫРУ ӘДІСТЕРІ Практикалық сабақтың мақсаты мен міндеттері: Протопласттардан регенерант өсімдіктер алу технологиясын талдап игеру. Сомалық будандастыру әдістерін зерттеу. Сомалық будандарды сұрыптап алу әдістері. Будан өсімдліктерді талдау әдістері. Сомалық будандарды практикада пайдалану. Сомалық будандарды биохимиялық талдау әдістерін меңгерту. Практикалық сабақтың мазмұны: Жасушалық инженерия –жасушаларды in vitro өсіру, қайта құрастыру және будандастыру негізінде жасушаның жаңа типін жасау әдісі. Жасушаны қайта құрастыру (реконструкция) –жасушаның құрамына кіретін ядроны, цитоплазманы, митохондрияларды, хлоропластарды, хромосомаларды, бір жасушадан басқа жасушаға көшіру негізінде мүлдем жаңа жасушаны жасау. Протопласт- қабығы жоқ жасуша. Протопластарды көп мөлшерде бөліп алу, плазмолизге ұшыраған жасушаларды целлюлазаны ыдырататын ферменттермен өңдеу арқасында жүзеге асады. Осмостық қысым мөлшері, ферменттердің комбинациялары мен концентрациялары, олармен өңдеу уақытының ұзақтығы әр жолы тәжірибе арқылы іріктелініп алынады. Жасушалық инженерия – жасушаларды өсіру, оларды будандастыру және қайта құрастыру арқылы жасушаның мүлдем жаңа типін жасау әдістерінің негізінде қалыптасқан биотехнологияның саласы. Жасушаларды жасанды жолдармен будандастырғанда, сомалық жасушаларды бір-біріне қосқанда будан геном түзіледі. Будандастырудың бұл тәсілінің мәні мынада: аталық және аналық жасушалар ретінде жыныстық жасушалар (гаметалар) емес өсімдіктің дене жасушалары қосылады. Олардың алдын ала протопластарын бөліп алады, белгілі жағдайда олар бір-бірімен қйылысады. Пайда болған сомалық будан жасушадан кейін регенерация арқылы будан өсімдіктер өсіп шығады. Жасушаны қайта құрастыру (реконструкция) – жасушаның құрамына кіретін ядроны, цитоплазманы, митохондрияларды, хлоропластарды, хромосомаларды бір жасушадан басқа жасушаға көшіру негізінде мүлдем жаңа жасушаны жасау. Осындай әрекеттер нәтижесінде ядролық және цитоплазмалық гендер тіркестігі әдеттегідей емес, тіпті өзгеше жасушалар пайда болуы мүмкін. Одан да артық ғалымдарды қызықтыратыны, ол жеке хромосомаларды тасымалдау арқылы анеуплоидтық линияларды алу мүмкіншілігі. Протопласт бөтен ДНҚ-ны қабылдай алатын өте ыңғайлы жүйе. Сол ДНҚ жасушаға енгізіп және оның экспрессиясын қамтамасыз ету арқылы генетикалық өзгертілген өсімдіктерді алуға болады. сөйтіп, протопластарды бөліп алу, өсіру, қосу және оларға жасушалық органоидтарды, жеке хромосомаларды, тіпті ДНҚ енгізу генетиктер мен селекционерлерге будан өсімдіктердің алуан түрлілігін арттыруға мүмкіншілік туғызады. Протопластарды қосу арқылы будандастыруды әр түрлі атайды: сомдық будандастыру, парасексуальды будандастыпу, жыныстық емес будандастыру. Сонда да, көбінесе бірінші термин қолданылады, ал пайда болған будан сомалық будан деп аталады. Протопластарды бөліп алу. Протопласт – ферменттердің әсерімен немесе механикалық әдістермен қабығы түгел жойылған өсімдік жасушасы. Ағылшын ғалымы Э.Кокинг 1960-шы жылдардың басында жасушаның ішіндегі протопласты зақымдамай тірі күйінде бөліп алу әдісін жете зерттеп дайындады. Ол қызанақ тамырларының ұштарын, зең саңырауқұлақтар өсірген ортасына бөліп шығарған гидролиздік ферменттерімен өңдеп, протопластарды ферменттік әдісімен бөліп алды. Әдетте тірі жасушада протопласт жасушаның қабырғасына орталық вакуольдің тургор, яғни кернеулік қысымымен тығыз жанасып тұрады. Жасуша қабығы арқылы плазмалеммамен қоршалған цитоплазмалық жіңішке жіпшелер өтеді, солар арқылы көршілес жасушалардың протопластары біріне-бірі жалғасып жатады. Сондықтан жасуша қабығын ферментпен еріткен кезде протопластарға зиян келтірмей жасушаларда плазмолизді жұргізеді. Осмотик ретінде сахароза, маннит, сорбит қолданылады. Осы заттардың гипертониялық ерітінділері әсерінен вакуоль сусызданып жиырылып, протопласт көлемі кішірейіп, соңынан қабықтан алшақтайды. Кейде жасуша сопақ болғанда протопласт плазмолиз кезінде екі бөлініп кетууі мүмкін. Сондай ядросы жоқ субпротопласт цитопласт деп аталады. 1968 жылы жапон ғалымы Такебе темекі жапырағының мезофилл жасушаларынан протопластарды көп мөлшерде алудың тиімді әдісін жете зерттеп дайындады. Алдымен жапырақты 70%-тік этанолда стерильдейді, кейін 15-20 мин 10%-тік кальций гипохлоридінде ұстап, дистильденген суда шайып алады. Астыңғы эпидермисті алып таста, жапырақты майда бөліктерге кесіп, пектиназа ферментінің ерітіндісіне салады. Пектиназа жасушааралық қабаттың заттарын ерітеді, яғни мацерация өтеді. Одан кейін объект целлюлоза ферментінің ерітіндісімен өңделеді, бұл кезде целлюлозалық жасуша қабығы біржолата жойылады. Фермент ерітіндісіне осмостық зат қосылады. Осы әдіспен әр түрлі өсімдіктердің ұлпаларынан протопластар алынады. Қазіргі уақытта протопластарды бөліп алу үшін ферменттердің қоспасын пайдаланады. Бұл қоспаның құрамында ферменттердің үш түрі болатын пектиназалар, целлюлозалар және гемицеллюлозалар. Олар жасуша қабығының негізгі компоненттерін ыдыратады. Бұл ферменттерді кейбір бактериялар мен саңырауқұлақтар өздерін өсірген сұйық ортаға бөліп шығарады, сонымен қатар оларды ұлудың асқорыту сөлінен бөліп алады. Қазіргі уақытта пектиназалық және целлюлазалық әсері бар бірталай стандарттық ферменттер бар. Ферменттік ерітінділерді арнайы сүзгіден өткізу арқылы залалсыздандырады. Жасуша түрлерінде құрылымы мен құрамы жағынан айырмашылықтары болғандықтан, қоданылатын ферменттердің комбинациялары мен мөлшерінің ара қатынасы бірдей болмайды. Әрбір ұлпа үшін ферменттердің құрамы, концентрациясы мен ара қатынасы және өңдеу уақыты бөлек іріктеліп алынады. Бөлініп алынған протопластар ферменттік ерітіндіде мейлінше аз уақыт болуы керек, одан кейін ұқыпты түрде жуылуы қажет. Протопластарды бөлу кезінде аэрацияның маңызы зор. Сондықтан ортаны араластыратын жабдықтар қолданылады немесе ферменттік ерітінді түбіне ғана құйылған Петри табақшасында бөліп шығарады. Протопластарды ала көлеңкеде немесе қараңғыда бөліп алады. Ферменттік ерітіндіде инкубация уақыты ферменттердің үйлесуіне, рН және температураға байланысты, 1-2 сағаттан 15-16 сағатқа дейін барады. Әрбір нақтылы ұлпа үшін ең тиімді температурамен өңдеу уақытын жеке іріктеп алу қажет. Температура әр деңгейде болады, мысалы бидайға 14°С болса, қызанаққа 27°С. Тіршілікке қабілетті протопластарды алу. Протопластарды нәтижелі бөліп алу көптеген факторларға байланысты: лпаның шығу тегі (жапырақ, тұқымжарнақ, тамыр, тозаң түйірі, каллус ұлпасы, суспензиядағы жасушалар), өсімдіктің түрі мен сорты, өсімдіктің физиологиялық күйі, ферменттердің құрамы, олардың сапасы, ортаның рН және осмостық заттың түрі. Протопластар суспензиясының сапасы тіршілікке икемді протопластардың санымен белгіленеді. Протопластардың саны Фукс-Розенталь камерасында есептеледі. Протопластың тығыздығы (суспензияның 1 мл-дегі саны) суспензияның маңызды сипаттамасы. Егер ұлпаның немесе өсірілген жасушалардың ылғалды массасының 1 граммынан 1х  тен 5х дейін тіршілікке икемді протопластар шықса, онда протопластар жақсы бөлініп алынды деп есептеледі.Протопластардың бөлініп алынатын мөлшері және олардың өміршеңдігі өсімдіктің түріне, жасына және физиологиялық күйіне, яғни генетикалық және эпигенетикалық ерекшеліктеріне байланысты. Протопластарды көп мөлшерде тұрақты алып отыру үшін өсімдіктерді белгілі бір жағдайда өсіру керек және олардың ең қолайлы өсу кезеңін, нақтылы бір мүшесін анықтап таңдап алу қажет. Протопласт деген ферменттердің әсерімен немесе механикалық әдістермен қабығы түгелдей жойылған өсімдік жасушасы. Протопластарды нәтижелі бөліп алу көптеген факторларға байланысты. Олар атап айтқанда ұлпаның шығу тегі ұлпасы, суспензиядағы жасушалар, өсімдіктердің түрлері мен сорттары, өсімдіктердің физиологиялық күиі, ферменттердің құрамы, олардың сапасы, ортаның рН және осмостық заттың түрі. Протопластардың тіршілікке икемділігін, олардың метобольиттік активілігін анықтайтын арнайы әдіс бар. Ол протоплпастардың фиуорецендиацятатпен (ФАД) боялуы. In vitro өскен жасушалар мен ұлпалардан протопластарды бөліп алудың мынадай өз артықшылықтары бар: стерильдік, in vitro жағдайында өсуге бейімділік. Бірақ жасуша қабықшасының химиялық құрамының күрделі болып өзгеруі және оның қалыңдауы ферменттік гидролизді қиындатады. Бүтін протопластардың бөлініп алынуы өсірген жасушалардың ішінде меристемалық жасушаларының сан жағынан үлесіне сай болады, ал ол үшін суспензиядағы жасушаларды жиі-жиі (2-3 тәулігінде) жаңа қоректіа ортаға көшіріп отыру керек. Суспензияда өсірген жасушалардан протопластарды алу үшін ең қолайлы мезгіл, ол жасушалардың өсу кезеңінің логарифмдік фазасының соңында. Осы мезгілде жасуша қабықшалары ферменттердің әсерімен оңай ыдырап, өміршең протопластарды береді. Протопластардың тіршілікке икемділігі оларды бөліп алу жағдайлары мен тәсілдеріне байланысты. Жасушаның плазмолиз кезінде сусыздандырылуы және қабығының бұзылуы оны шок күйіне (күйзеліске) душар етеді. Бұ жағдайда цитоплазманың вакуольденуі артады, көптеген липид тамшылары пайда болады, полисомалардың саны азаяды, ядро мен хлоропластар қоюланады. Фермент препаратының сапасы протопластардың бөліп алынған санына, мөлшеріне ғана емес, олардың кейбір қасиеттеріне де әсер етеді. Пектиндер мен целлюлозаларды гидролиздейтін саудалық фермент препараттарына қоспа ретінде протеазалар, липазалар, нуклеазалар және басқа ферменттер, фенолдық қосылыстар, тұздар кіреді. Олар плазмалемманың қасиеттерін өзгертуі мүмкін. Осы токсикалық заттардан құтылу үшін және протопластардың шығуын арттыру үшін ферменттерді тазалауға болады. Бірақ айта кететін мәселе, өте жақсы тазартылған ферменттер протопластарды көп мөлшерде алуға тиімсіз келеді. Кейде ферменттер ерітіндісіне қорғаушы заттар (протекторлар) қосылады, мысалы, декстранның немесе калий сульфатының 0,5% ерітінділері. Олар протеиндермен әрекеттесіп, ферменттердің зиянды әсерін төмендетеді. Инкубациялық ортада иондардың, әсіресе кальций мен магнийдің болуы, плазмалемманың тұрақтылығын арттырып, оқшауланған протопластардың сапасын жақсартады. Оқшауланған протопластар механикалық және осмостық стреске өте сезімтал болады. олар тек ішіне сіңіп кіре алмайтын осмостық заттың гипертониялық ерітіндісінде өздерінің осмостық тұрақтылығын сақтай алады. Ферменттік ерітіндісінен жуылып тазартылып алынған тіршілікке икемді протопластар шок күйінен шығып, біртіндеп өзінің ішкі жүйесіндегі бұзылған құрылымдары репарацияланып, қабығын қайта құруға дайындалады. Протопластарды in vitro түрлі тәсілдермен өсіруге болады. өсіру тәсілі тәжәрибенің мақсатына байланысты. Алдымен протопластарды қоректік ортада шайқап жуып ферменттерден тазартады. Содан соң олардың 1 мл санын есептеп алады. Жасалатын тәжірибеге байланысты олардың керек көрсеткішке жеткізеді. Ол үшін потопластарды әр түрлі көлемі бар ортаға салады. Протопластардың тығыздығын арттыру үшін оларды аз көлемді ортаға салады. Тығыздығын азайту үшін оларды қоректік ортасы мол құиылған ыдысқа көшіріледі. Протопластарды сұйық ортада өсірген кезде жасушаларды өсірген сияқты олардың тығыздығы жоғары болуы керек. Ісік ұлпалары алынған жасушаларды суспензияда өсірген кезде қоректік ортаға ауксин мен цитокин гормондары қосылмайды. Себебі бұл гормондар ісік жасушаларының өздерінде түзіледі. Ісік жасушаларынан бөліп алынған протоплпастарды суспензияда өсірген кезде қоректік ортаға міндетті түрде экзогендік ауксин мен цитокинді қосу керек. Себебі олардың өз эндогендік гормондары болмағандықтан жасушаларының қабығы болмағандықтан плазмалемадан шығып кетеді. Протопластардың жағдайларын жақсарту үшін оларға байытылған ортаны пайдаланады. Протоплпстардың өсірудің кең тараған әдісі, оларды жоғары ылғалдылықта көлемі 20-40 мкл тамшыларда өсіру. Потопластарды тек қана сұйық ортада ғана емес қоюланған ортада да өсіруге болады. Протопластарды агары бар қатты ортада да өсіруге болады. Ол үшін протопластар суспензиясын 1,2% агары бар жылы(450) көлемі бірдей ортамен араластырады. Жасуша қабығы қайта пайда болып жасушаның алғашқы бөлінуі үшін қоректік заттар орташа мөлшерде қажет болады. Ортаның рН жоғары болса, протопластардың күи жағдайы тіпті нашарлауы мүмкін. Протопластарды өсіру кезінде қоректік ортаны байытудың екі жолы бар. Жоғары рН қойылтылған ортаны тамшылап қосып отыру және қатты қоректік ортаны қолдану. Өсімдіктердің әр түрлерінен бөлініп алынған протопластардың өсуіне қолайлы көптеген қоректік орталар жете зерттеліп ұсынылады. Протопластар құйылысқанда алдымен олар бір бірімен тоғысып жабысады, оны агглютинация деп атайды. Содан кейін олардың мембраналары да қосылып екі протопластан үлкен бір протопласт пайда болады. Протопластардың құиылысуы үшін химиялық және электрлік әдістерді пайдаланады. Химиялық әдіс протопластардың құйылысуына жағдай жасайтын плозмолеманың электірлік зариядын өзгертетін заттарды суспензияға қосуға негізделген. Протопластарды жақындатып, тоғыстырудың тағы бір жолы протопластар суспензиясын капельяр арқылы өткізу. Электірлік құйылысу әдісі биік жиілігімен өзіне назар аударады. Бұл әдістін негізінде электір өрісі пайдаланады. Протопластар суспениясы екі электроттың ортасында орналасады. Х. Борынман әріптестерімен бірге рапс протопластарында химиялық және электірлік әдістерінің салыстырмалы зеттеуін өткізді. Протопластардың қосылуы бұл кездейсоқ құбылыс оған көптеген факторлар әсер етеді. Құйылысу жиілігі өсімдіктің түріне емес жасушаның ультра құрылымына байланысты. Жасушалық инженерия әдістеріне протопластарды қосып будандастырудан басқа жасушалардың жее бөліктерінен оларды қайта құрастыру да реконструкция жатады. Бірінші рет будан жасушалары 1960 жылдары in vitro өсіру әдісі жетілдірілгенде жануар жасушаларынан алынған жануар сомалық жасушаларын будандастыру әдісін биология мен медицинаның теориялық мәселелерін шешуге пайдаланады. Будан жасушалары биотехнологияларда кеңінен қолданылады мысалы гибридомаларжы пайдаланып моноклондық антиденелерді алу үшін. өсімдіктердің сомалық жасушаларын протопластары құйылысып, будан жасушалары алынады ал одан тоипатенттік қасиетке сүиенерегенерация будан арқылы организм шығады. Сондықтан бүл әдіс будан өсімдіктің құрамында нендей қасиеттерді паида болатынын білу үшін генетикалық талдау жасауға болады. Көне заманнан бастап мәдени өсімдіктердің селекциясы жыныстық будандастыруға және оның нәтижесінде шыққан алуан геотиптерді сұрыптап олардың арасынан ең құндыларын таңдап алуға негізделген. Будан ата аналық формалары ртінде тек биологиялық бір түрге жататын белгілі бір организмдер белгілі бір тіркесте пайда болады. Сомалық будандастыру будандастырудың жаңа әдісі оның арқасында будандастыру жыныстық процес арқылы емес тіпті басқа жолмен сомалық жасушалардың құйылысуы арқылы өтеді бұндай сомалық будандастыруды таксономиялық алшақтық шектемейді. Екі протоплас қосылғанда егер олардың ядролары қосылса нағыз будан жасуша пайда болады. Ядролары қосылмаған будан жасуша гетерокорион деп аталады. Субьпротопласт – протопластың бөлігі, цитоплазмалық мембранамен оршалған құрамында кейбір оргоноидтары бар ядросы болса ол нуклеопласт ядросы жоқ болса цитопласт, ядро мен цитоплазманың бөлігі болса мини –протопласт. Ата –ананың біреуінің ядросы бар және цитоплазмалық гендері екеуінен немесе біреуінен болса онда цитоплазмалық будан цибрид деп аталады. Ата-аналық біреуінен цитоплазмалық гендері иеленген будандарды цитоплазмалық гетерозиготалық будан цитогет. Сомалық будандастырудың принциптері. Бірінші рет будан жасушалары 1960-шы жылдары жасушаларды in vitro өсіру әдісі жетілдірілгенде жануар жасушаларынан алынған. Өсімдіктерде бұл мүмкіншілік кешірек, протопластарды бөліп алу және оларды қосу әдістері жете зерттелгенде жүзеге асты. Жануар сомалық жасушаларын будандастыру әдісі биология мен медицинаның теориялық мәселелерін шешуге пайдаланылады. Будан жасушалар биотехнологияда кеңінен қолданылады, мысалы, гибридомаларды пайдаланып моноклондық антиденелерлді алу үшін. Гибридома деген ол антидене түзетін жасушаның (В-лимфоциттің) ісік жасушамен қосылған будан жасушасы. Ісік жасушаларының құрамына енгізілген лимфоциттер организмнен тыс шексіз уақыт өсіп, антиденелерді түзеп, оларды қоректік ортаға мол мөлшерде шығарып жатады. Өсімдіктердің сомалық жасушаларының протопластары құйылысып, будан жасуша құрылады, ал одан тотипотенттік қасиетке сүйене регенерация арқылы будан организм шығады. Сондықтан бұл әдіс будан өсімдіктің құрамында нендей қасиеттердің пайда болатынын білу үшін генетикалық талдау жасауға ыңғайлы болады. сомалық жасушаларды будандастыру арқылы өсімдіктерді генетикалық жағынан жақсартуға болады. Көне заманнан бастап мәдени өсімдіктердің селекциясы жыныстық будандастыруға және соның нәтижесінде шыққан алуан генотиптерді сұрыптап, олардың арасынан ең құндыларын таңдап алуға негізделген. Бірақ жыныстық будандастыру генетикалық жағынан өте қатаң шектелген будандастыру жүйесі. Бұнда ата-аналық формалары ретінде тек биологиялық бір түрге жататын белгілі организмдер белгілі бір тіркесті пайдаланылады. Жыныстық будандастырудың нәтижесінде белгілі гендер жиынтығы бар ұрпақ пайда болады. жыныстық жолмен мәдени өсімдікке жабайы түрдің бағалы жеке бір ғана белгісін беру мүмкін емес. Жыныстық процесс симметриялық (аталық пен аналықтан ұрпаққа несие боп берілетін хромосомалар саны тепе-тең) болғандықтан, көздеген мақсат бойынша берілетін пайдалы қасиетпен қатарласып, көптеген тіпті зиянды белгілері де қосымша беріледі. Аталық пен аналықтың екеуінің де гаметалары қосылғанда зиготаға өздерінің ядролық генетикалық материалдың гаплоидтық жиынтығын бір мөлшерде қосады. Жабайы түрдің көптеген жарамсыз гендерінен аластау үшін алынған буданды дүркін-дүркін бастапқы мәдени өсімдік формасымен қайтара будандастыра беру қажет. Бұл жұмысқа көп жылдар кетеді, гендері біркелкі таза линия алып, одан сортты шығару үшін он реттен артық қайталап будандастыру өткізу керек. Жыныстық процесінде хлоропластар мен митохондриялардағы генетикалық ақпарат, яғни ядродан тыс ақпарат аналық жағынан тұқым қуалайды. Жыныстық будандастыру өсімдіктердің физиологиялық жақын түрлерімен ғана шектеледі. Болашақта селекцияның тиімділігін генетикалық базисті үдейі кеңейту жолымен ғана қамтамасыз етуге болады. екпе өсімдіктердің генетикалық базисын кеңейту жолы, ол түраралық және туысаралық будандаржды алу. Бірақ ондай таксономиялық алшақтық жыныстық жолмен будандастыруды шектейді. Дегенмен, жабайы өсімдіктердің пайдалы гендерін екпе өсімдіктерге ендіруге түраралық, туысаралық будандастырудың маңызы өте зор. Сомалық будандастыру – будандастырудың жаңа әдісі, оның арқасында будандастыру жыныстық процесс арқылы емес, тіпті басқа жолмен - сомалық жасушалардың құйылысуы арқылы өтеді. Сомалық будандастырудың арқтықшылығы мынада: 1) әдеттегі жыныстық жолымен будандаспайтын филогенезде түпкі тектері алыс жатқан өсімдік түрлерін будандастыру; 2) асимметриялық будандарды ылу, оларда аналық немесе аталық әйтеуір екі біреуінің гендер жиынтығы толығымен болса, екіншісінің бірнеше хромосомалары (немесе гендері, органоидтары мен цитоплазмасы) болады; 3) үшеу және одан да көп ата-аналық жасушалардың құйылысуы; 4) ата-аналық идиотиптері толығымен болатын будандарды алу; 5) ядродан тыс цитоплазмалық гендері бойынша гомозиготаларды алу; 6) генеративтік жүйелерінің сыйымсыздығын жеңу; 7) морфогенезде гаметогенездегі аномалиялар салдарынан жыныстық процесс өте алмайтын өсімдіктердің будандарын алу; 8) эпигенетикалық программалары әр түрлі жасушалардың будандарын алу (Ю.Ю.Глеба, К.М.Сытгик, 1982). Сонымен, сомалық немесе парасексуальдық будандастыру ядролық және цитоплазмалық гендерді тасымалдайтын бірегей әдіс. Оның көмегімен өсімдіктердің жыныстық сыйымсыздық мәселесін шешуге болады. Екі протопласт қосылғанда, егер олардың ядролары қосылса, нағыз будан жасуша (ядролық будан) пайда болады. Ядролары қосылмаған будан жасуша гетерокарион деп аталады. Гетерокарионды ата-аналық біреуінің немесе екеуінің субпротопластарын будандастыру үшін пайдалануға болады. Субпротопласт – протопластың бөлігі, цитоплазмалық мембранамен қоршалған құрамында кейбір органоидтары бар; ядросы болса – ол нуклеопласт, ядросы жоқ болса – цитопласт, ядро мен цитоплазманың бөлігі болса –мини-пртопласт. Хлоропластар мен митохондрияларды бір жасушадан екіншісіне көшіру үшін цитопластарды пайдалануға болады. Ата-ананың біреуінің ядросы бар және цитоплазмалық гендері екеуінің немесе біреуінен болса, онда цитоплазмалық будан (цибрид) деп аталады. Ата-аналық біреуінен цитоплазмалық гендері иеленген будандарды цитоплазмалық гетерозиготалық будан (цитогет) деп атайды. Жасушада цитоплазмалық гендер хлоропластар мен митохондрияларда болғандықтан және кейбір ядролық және цитоплазмалық гендері жойылу (сегрегация) арқасында, сомалық будандастыру нәтижесінде будандардың 27 түріне дейін алуға болады. Оқшауланған протопластар қоршаған ортадан макромолеккулалар мен жасушаның құрамындағы кішігірім бөлшектерді өздеріне сіңіре алады. Шамасы, бұл табиғи эндоцитоз құбылысы немесе олар плазмалемманың үзілген жерінен өтеді, жаңадан бөлініп алынған протопластарда мембрананың бұзылған жерлері болып жатады. Будан жасушаларды өсірсе одан каллус шығады, ал каллуста морфогенез процестері өтсе будан регенерант өсімдігі шығады. Осы жолмен 1972 жылы П.Карлсон әріптестерімен жоғары сатыдағы өсімдіктің бірінші буданын алды, ол темекінің Nicotiana glauca мен N.langsdorfii түраралық буданы еді. Шыққан регенерант өсіп, дамып, гүлдеген кәдімгі өсімдікке айналды. Бұл өсімдіктердің морфологиясы, хромосомалар саны, жыныстық жолмен алынған амфидиплоидтармен (ата-ананың әрқайсысынан хромосомалардың бір диплоидтық жиынтығы қосылған) бірдей болды. 1974 жылы Г.Мельхерс пен Г.Лабиб темекінің екі сортының гаплоидтық протопластарын құйып қосты. Бұл сорттардың хлоропластарының жарыққа сезімталдық кемістігі бар еді. Будан жасушадан өсіп шыққан будан өсімдіктің хлоропластарында ондай ақау болмады, осындай хлоропластар жыныстық жолымен алынған буданда да болды. 1976 жылы Д.Пауэр қызметтестерімен Petunia hybridа мен P.Parodii түраралық будан алды. Д.Дудил 1977 жылы сәбіздің Daucus carota мен D.capillifolius түраралық сомалық буданын алды. Бұл ғалымдар сомалық будандардың нағыз будан екендігін дәлелдеді және олардың жыныстық будандарымен фенотипі бірдей екендігін көрсетті. Сөйтіп, протопластарды бөліп алу, өсіру, оларды қосу және оларға жеке жасушалық органоидтарды енгізу, генетиктер мен селекционерлерге алынған будан өсімдіктердің әр алуандығын кеңейтуге мүмкіндік береді. Оқытудың техникалық құралдары: интерактивті тақта, проектор сызба-кестелер, бейнефильмдер, слайдтар, фотосуреттер Оқытудың әдістері мен түрлері: баяндау, пікірталас, сұхбат, түсіндіру Деңгейлік тапсырмалар: Күрделі деңгей: Сомалық будандастыруда хлоропласт пен митохондриялық гендердің тағдыры. Протопластардың тіршілікке икемділігі қалай анықталады? Қандай факторлар оған әсер етеді? Жыныстық будандастырумен салыстырғанда сомалық будандастырудың артықшылықтары Орта деңгей: Протопластардың тіршілікке икемділігі қалай анықталады? Қандай факторлар оған әсер етеді? Протопластарды қалай өсіреді? оларды қалай бөліп алады? Жеңіл деңгей: Жасушалық инженерияны селекция үдерісінде пайдалану. Сомалық будандастыру принциптері қандай? ОБМӨЖ тапсырмалары: Жануарлар селекциясының биотехнологиясы МӨЖ тапсырмалары: Жануарлар биотехнологиясы Пайдаланған әдебиеттер тізімі: Негізгі әдебиеттер: Ресурс РМЭБ http://rmebrk.kz қазақ тілінде 1.Түрашева С.Қ. Т 86 Жасушалық биотехнология: Окулық. Алматы: ЖШС РПБК «Дәуір», 2011 - 260 бет. http://library.psu.kz/fulltext/transactions/3575_turasheva_s._kh_kletkalikh_biotehnologiya.pdf 4.Биотехнология негіздері / Әлмағамбетов, Қ. Х., - Астана : [б. ж.], 2007 . - 203 б http://kazneb.kz/site/catalogue/view?br=1108622 5.Каллус жасушаларын алу және өсіру Өсімдік жасушаларын өсіру | Презентация - Stud.kz stud.kz › prezentatsiya 9. Тулемисова К.А. Биотехнология. Теория и практика. - Степногорск, Национальный центр по биотехнологии, 2002. - 119 с. 10. Турашева С.К. Основы биотехнологии: биотехнология высших и низших растений. Учебник. –Алматы: Қазақ университеті, 2016. -402 с. 11. Турашева С.К., Оразова С.Б., Валиханова Г.Ж. Учебно-методическое пособие для самостоятельной работы студентов по дисциплине «Основы биотехнологии: биотехнология растений». –Алматы: Қазақ университеті, 2014-258 с. 14. Алмагамбетов, К. Х. Основы биотехнологии: научное издание - Астана : НЦБ МОН РК, 2006. - 224с. Қосымша әдебиеттер: 18 Турашева С.К. Прикладные аспекты биотехнологии растений: монография. –Алматы: Қазақ университеті, 2015.- 115 с. 6. Тихонов И.В., Рубан Е.А., Грязнева Т.Н. и др.; под ред. Е.С. Воронина. Биотехнология: учебник для ВУЗов.: СПб: ГИОРД, 2010. 704 с. 7. Загоскина Н.В. Биотехнология: теория и практика: учеб. пособие для ВУЗов. М.: Издательство ОНИКС, 2009. -469 с. |