Биообъекты растительного происхождения

Царство растений Plantae включает подцарства багрянок (Rhodophyta), водорослей (Phycophyta) и высших растений (Embryophyta). У первых двух нет дифференциации тела на органы и ткани — они представляются слоевищем (thallus) и обитают главным образом в воде. Тело высших растений расчленено на органы и ткани. К настоящему времени насчитывают сотни тысяч видов растений, многие из которых используют в различных отраслях народного хозяйства.

Для растений характерны: способность к фотосинтезу, наличие целлюлозы, биосинтез крахмала.

Водоросли. К водорослям относятся: багрянки, пиррофитовые, золотистые, желто-зеленые, эвгленовые и харовые.Как правило, водоросли являются водными организмами, их насчитывают около 100 000 видов. Все они пигментированы за счет хлорофилла, каротиноидов, ксантофиллов, фикобилинов. Водоросли — важный источник различных полисахаридов и других биологически активных веществ. Размножаются они вегетативно, бесполым и половым путями. Как биообъекты используются недостаточно, хотя, например, ламинария под названием морской капусты производится промышленностью различных стран. Хорошо известны агар-агар и альгинаты, получаемые из водорослей.

Клетки высших растений. Высшие растения (порядка 300 000 видов) — это дифференцированные многоклеточные, преимущественно наземные организмы. В процессе дифференциации и специализации клетки растений группировались в ткани (простые — из однотипных клеток, и сложные — из разных типов клеток). Ткани, в зависимости от функции, подразделяют на образовательные, или меристемные (от греч. meristos — делимый), покровные, проводящие, механические, основные, секреторные (выделительные). Из всех тканей лишь меристематические способны к делению и за их счет образуются все другие ткани. Это важно для получения клеток, которые затем должны быть включены в биотехнологический процесс.

В зависимости от топологии в растении меристемы подразделяют на верхушечные, или апикальные, боковые, или латеральные и промежуточные, или интеркалярные.

В 1902 г. Г. Хаберландт впервые сделал попытки культивировать клетки растений. В середине текущего столетия промышленное производство декоративных и плодоовощных культур в ряде стран мира базировалось преимущественно на методе культур тканей и органов растений — были получены линии с заданными характеристиками. Здесь следует отметить, что Г. Хаберландт впервые выдвинул гипотезу о тотипотентности любой живой клетки растения. Тотипотентность – это свойство соматических клеток растений полностью реализовать свой потенциал развития вплоть до образования целого растения.

Любой вид растения может дать в соответствующих условиях неорганизованную массу делящихся клеток — каллус, особенно при индуцирующем влиянии растительных гормонов. Массовое производство каллусов с дальнейшей регенерацией побегов пригодно для крупномасштабного производства растений. Вообще каллус представляет собой основной тип культивируемой на питательной среде растительной клетки. Каллусная ткань из любого растения может длительно рекультивироваться. Кроме выращивания каллусов удается культивировать клетки некоторых растений в суспензионных культурах.

Важными биообъектами представляются также и протопласты растительных клеток. Методы их получения принципиально сходны с методами получения бактериальных и грибных протопластов. Последующие клеточно-инженерные эксперименты с ними заманчивы по возможным ценным результатам.

Клетки животных. Из царства Animalia биообъектами могут быть простейшие организмы — Protozoa и высшие животные. И если сегодня о биотехнологии Protozoa мало что-либо известно, то применительно к биотехнологии животных имеются внедренные развитые технологические процессы. Тем не менее, высокие дифференциация и специализация эукариотических клеток животных объясняют те трудности, с которыми приходится сталкиваться исследователям и практическим работникам, имея дело с подобным материалом.

Простейшие (Protozoa) — это одноклеточные микроскопиче­ские животные. Простейшие широко распространены в природе, некоторые из них обитают и в теле человека. По своему строению клетки их напоминают клетки животных и содержат все основные структурные элементы (органоиды и включения). Многие протозоа активно передвигаются с помощью ложноножек, жгутиков и ресничек. По типу питания они являются гетеротрофами, обладающими специальными структурами для захвата пищи или поглощают ее посредством фагоцитоза.

Культивирование протозоа in vitro не простое, однако доступно при необходимом усердии, а препарат "круцин" из Trypanosoma kruzi является свидетельством удачного использования этого организма в биотехнологии.

В начале XX в. Р. Гаррисон и А. Каррель установили факт возможного культивирования клеток животных in vitro, то есть они доказали способность животных клеток к независимой жизни в питательной среде вне живого организма.

С учетом всех особенностей животных клеток (в отличие, например, от растительных и бактериальных) порой невозможно отказаться от них во избежание каких-то чрезвычайных затрудне­ний, так как лишь только с их помощью можно получить какой-то особый продукт (вещество). Для примера назовем моноклональные антитела, получение трансгенных животных и т. д.

Дата добавления: 2015-07-07