Պրոտոպլաստ
Պրոտոպլաստ (անգլ.՝ protoplast), կենսաբանական տերմին է, որը 1880թ. առաջարկել է Հանշտեյնը՝ ամբողջ բջջին նկարագրելու համար, բացառությամբ բջջապատի[1][2]։ Պրոտոպլաստներ կարելի է ստանալ՝ բույսերի[3], բակտերիաների[4][5] կամ սնկերի բջիջներից[5][6] հեռացնելով բջջապատը մեխանիկական, քիմիական կամ ֆերմենտային եղանակներով։
Պրոտոպլաստները սֆերոպլաստներից տարբերվում են նրանով, որ նրանց բջջապատը ամբողջությամբ հեռացված է[4][5]։ Սֆերոպլաստները պահպանում են իրենց բջջապատի մի մասը[7]։ Օրինակ՝ գրամ-բացասական բակտերիաների սֆերոպլաստների դեպքում բջջապատի պեպտիդոգլիկանային բաղադրիչը հեռացված է, բայց արտաքին թաղանթը՝ ոչ[4][5]։
Պրոտոպլաստների ստացման համար ֆերմենտներ
[խմբագրել | խմբագրել կոդը]Բջջապատերը կազմված են տարբեր տեսակի պոլիսախարիդներից։ Պրոտոպլաստները կարելի է ստանալ բջջապատերի համապատասխան պոլիսախարիդները քայքայող ֆերմենտների խառնուրդի միջոցով։
| Բջջի տեսակը | ֆերմենտ |
|---|---|
| բուսական բջիջներ | Ցելյուլազ, պեկտինազ, քսիլանազ[3] |
| Գրամ–դրական բակտերիա | Լիզոցիմ, N,O-դիացետիլմուրամիդազ, լիզոստաֆին[4] |
| Սնկային բջիջներ | Խիտինազ[6] |
Բջջապատի մարսման ընթացքում և դրանից հետո, պրոտոպլաստը դառնում է շատ զգայուն օսմոտիկ սթրեսի նկատմամբ։ Սա նշանակում է, որ բջջապատի մարսումը և պրոտոպլաստի պահպանումը պետք է իրականացվեն իզոտոնիկ լուծույթում՝ պլազմատիկ թաղանթի պատռվելուց խուսափելու համար։
Պրոտոպլաստների օգտագործում
[խմբագրել | խմբագրել կոդը]Պրոտոպլաստներն օգտագործվում են թաղանթային կենսաբանության ուսումնասիրության համար, ներառյալ մակրոմոլեկուլների և վիրուսների ներթափանցումը։ Դրանք նաև օգտագործվում են սոմակլոնալ վարիացիայի մեջ։
Պրոտոպլաստները լայնորեն կիրառվում են ԴՆԹ–ի տրանֆորմացիայի համար (գենետիկորեն մոդիֆիկացված օրգանիզմների ստեղծման նպատակով), քանի որ բջջապատը հակառակ դեպքում կխոչընդոտեր ԴՆԹ–ի անցումը բջջի մեջ[3]։ Բույսերի բջիջների դեպքում պրոտոպլաստները կարող են վերածվել ամբողջական բույսերի՝ սկզբում աճելով բուսական բջիջների խմբի, որը զարգանում է կալուսի մեջ, այնուհետև բույսերի հյուսվածքային կուլտուրայի մեթոդներով կալուսից ընձյուղների վերականգման միջոցով[8]։
Պրոտոպլաստների աճը կալուսի մեջ և ընձյուղների ձևավորումը պահանջում է բուսական աճի կարգավորիչների համապատասխան հավասարարակշռություն հյուսվածքային կուլտուրայի միջավայրում, որը պետք է հարմարեցվի բույսի յուրաքանչյուր տեսակի համար[9][10]։ Ի տարբերություն անոթավոր բույսերի պրոտոպլաստների, մամուռների պրոտոպլաստները, ինչպիսին է Physcomitrella patens-ը, ֆիտոհորմոնների կարիք չունեն վերականգնման համար և վերականգնման ընթացքում կալուս չեն առաջացնում։ Փոխարենը, դրանք ուղղակիորեն վերածվում են թելանման պրոտոնեմայի՝ նմանակելով ծլող մամուռի սպորին[11]։
Պրոտոպլաստները կարող են օգտագործվել նաև բույսերի սելեկցիայի համար՝ օգտագործելով պրոտոպլաստների ֆուզիայի տեխնիկան։ Տարբեր տեսակների պրոտոպլաստներին միմյանց հետ միաձուլվելու են ենթարկում՝ օգտագործելով էլեկտրական դաշտ կամ պոլիէթիլեն գլիկոլի լուծույթ[12]։ Այս տեխնիկան կարող է օգտագործվել սոմատիկ հիբրիդների ստեղծման համար հյուսվածքային կուլտուրայում։
Բացի այդ, ֆլուորեսցենտ սպիտակուցներ սինթեզող բույսերի պրոտոպլաստները կարող են օգտագործվել ֆլուորեսցենցիայով ակտիվացվող բջիջների տեսակավորման համար, որտեղ պահպանվում են միայն ընտրված ալիքի երկարության ֆլուորեսցենցիա ունեցող բջիջները։ Այս տեխնիկան, ի թիվս այլ բաների, օգտագործվում է կոնկրետ բջջային տեսակներ մեկուսացնելու համար (օրինակ՝ տերևների պահապան բջիջներ, արմատների պերիցիկլային բջիջներ), հետագա հետազոտությունների համար, ինչպիսիք են տրանսկրիպտոմիկան։
Ծանոթագրություններ
[խմբագրել | խմբագրել կոդը]- ↑ von Hanstein JL (1880). Das Protoplasma als Träger der pflanzlichen und thierischen Lebensverrichtungen für Laien und Fachgenossen. Heidelberg: Selbstverlag.
- ↑ Sharp LW (1921). An introduction to cytology. New York: McGraw-Hill book Company, Incorporated. էջ 24.
- 1 2 3 Davey MR, Anthony P, Power JB, Lowe KC (2005 թ․ մարտ). «Plant protoplasts: status and biotechnological perspectives». Biotechnology Advances. 23 (2): 131–171. doi:10.1016/j.biotechadv.2004.09.008. PMID 15694124.
- 1 2 3 4 Cushnie TP, O'Driscoll NH, Lamb AJ (2016 թ․ դեկտեմբեր). «Morphological and ultrastructural changes in bacterial cells as an indicator of antibacterial mechanism of action». Cellular and Molecular Life Sciences. 73 (23): 4471–4492. doi:10.1007/s00018-016-2302-2. hdl:10059/2129. PMC 11108400. PMID 27392605. S2CID 2065821.
{{cite journal}}: Check|pmc=value (օգնություն) - 1 2 3 4 «Protoplasts and spheroplasts». www.encyclopedia.com. Encyclopedia.com. 2016. Վերցված է 2019 թ․ հուլիսի 21-ին.
- 1 2 Dahiya N, Tewari R, Hoondal GS (2006 թ․ օգոստոս). «Biotechnological aspects of chitinolytic enzymes: a review». Applied Microbiology and Biotechnology. 71 (6): 773–782. doi:10.1007/s00253-005-0183-7. PMID 16249876. S2CID 852042.
- ↑ «Definition of spheroplast». www.merriam-webster.com. Merriam-Webster. 2019. Վերցված է 2019 թ․ հուլիսի 21-ին.
- ↑ Thorpe TA (2007 թ․ հոկտեմբեր). «History of plant tissue culture». Molecular Biotechnology. 37 (2): 169–180. doi:10.1007/s12033-007-0031-3. PMID 17914178. S2CID 25641573.
- ↑ Sandgrind S, Li X, Ivarson E, Ahlman A, Zhu LH (2021 թ․ նոյեմբերի 16). «Establishment of an Efficient Protoplast Regeneration and Transfection Protocol for Field Cress (Lepidium campestre)». Frontiers in Genome Editing. 3 757540. doi:10.3389/fgeed.2021.757540. PMC 8635052. PMID 34870274.
- ↑ Li X, Sandgrind S, Moss O, Guan R, Ivarson E, Wang ES, Kanagarajan S, Zhu LH (2021-07-07). «Efficient Protoplast Regeneration Protocol and CRISPR/Cas9-Mediated Editing of Glucosinolate Transporter (GTR) Genes in Rapeseed (Brassica napus L.)». Frontiers in Plant Science. 12 680859. Bibcode:2021FrPS...1280859L. doi:10.3389/fpls.2021.680859. PMC 8294089. PMID 34305978.
- ↑ Bhatla SC, Kiessling J, Reski R (2002): Observation of polarity induction by cytochemical localization of phenylalkylamine-binding receptors in regenerating protoplasts of the moss Physcomitrella patens. Protoplasma 219, 99–105.
- ↑ Hain R, Stabel P, Czernilofsky AP, Steinbiß HH, Herrera-Estrella L, Schell J (1985 թ․ մայիս). «Uptake, integration, expression and genetic transmission of a selectable chimaeric gene by plant protoplasts». Molecular and General Genetics MGG. 199 (2): 161–168. doi:10.1007/BF00330254.
 | Վիքիպահեստն ունի նյութեր, որոնք վերաբերում են «Պրոտոպլաստ» հոդվածին։ |
| ||||||
