Слияние - протопласт
Cтраница 1
Слияние протопластов - механизм обмена генетической информацией при непосредственном контакте участков цито-плазматической мембраны у бактерий, лишенных клеточной стенки. [1]
Слияние протопластов растений осуществляют с помощью ряда агентов, включая азотнокислый натрий, гидроксид кальция и ПЭГ. Наибольшая частота слияния наблюдается при действии ПЭГ, но гибриды, полученные в присутствии кальция, проще регенерировать в целое растение. [2]
Во время конъюгации происходит слияние протопластов двух клеток, которые выполняют здесь функцию гамет. В результате такого слияния, происходящего через специально образующийся канал, получается одноклеточная, покрытая толстой оболочкой зигота. Внешне две сливающиеся ( конъюгирующие) клетки совершенно неразличимы; физиологическая дифференциация на мужскую и женскую клетки хотя и определенна, но узнать ее можно лишь косвенно и спустя некоторое время - по положению зиготы. В том случае, когда скорости передвижения ( вернее, перетекания) сжавшихся протопластов-гамет одинаковы, зигота образуется в конъюгационном канале, иногда разрастаясь вплоть до степок конъюги-рующих клеток-гаметангиев. В этом случае разделение клеток на мужскую и женскую крайне условно, а сам процесс слияния равноценных по морфологии и скорости перетекания гамет принято называть изогамией ( греч. Эта форма полового процесса характерна для большинства водорослей-конъюгат. Но у более развитых в эволюционном отношении зигнемовых водорослей наряду с изогамией существует и физиологическая анизогамия, или гетерогамия ( греч. В этом случае зигота формируется только в воспринимающей ( женской) клетке. [3]
В клеточной инеяеенерии используют технику слияния протопластов, при которой получаются соматические ( неполовые) гибриды, наследующие свойства обеих родительских линий. В отличие от обычной половой гибридизации таким путем удается получить гибриды весьма далеких друг от друга микроорганизмов, например, грибов и бактерий. При получении протопластов мицелий или отдельные клетки гриба суспендируют в среде, содержащей стабилизатор осмотического давления - соль ( сульфат аммония и др.) или неионное вещество ( сорбит, маннит, сахароза и т.п.) в концентрации 0 3 - 0 6 М, чтобы после разрушения клеточной стенки образовавшиеся протопласты не лопались из-за перепада между высоким внутренним и низким наружным осмотическим давлением. Затем добавляют литические ферментные препараты, эффективно разрушающие полисахарид клеточной стенки гриба. Препараты литических ферментов, используемые для грибов T. Через несколько часов под действием этих ферментов клеточная стенка растворяется. [4]
Образование гибридов грибов с помощью слияния протопластов изучалось очень активно; этот метод нашел применение в промышленности при создании штаммов Cephalosporium acremo-nium, для которых характерны высокая скорость роста и большой выход цефалоспорина. Первые опыты по слиянию были выполнены с ауксотрофными мутантами Geotrichum candidum, у которых не обнаружено ни половой, ни парасексуальной систем. [5]
Таким образом, методы на основе слияния протопластов позволяют получать комбинации двух полных родительских геномов. Слияние протопластов двух скрещивающихся половым путем видов нередко приводит к образованию стабильных амфиплоидных гибридных клеток, из которых могут быть регенерированы растения - соматические гибриды. Надо сказать, что метод слияния протопластов пригоден для работы не только со столь близкими видами или гибридными клетками. [6]
Соматический клеточный гибрид - клетка или растение, возникшее от слияния протопластов соматических клеток, различающихся генетически. [7]
 |
Каллусы, образовавшиеся из протопластов Solatium brevidens на агаре. Снимок сделан примерно через месяц после получения протопластов. Для выращивания использована чашка Петри диаметром 9. [8] |
Было показано ( Као, Michayluk, 1974), что полиэтиленгли-коль с большой молекулярной массой также вызывает неспецифическое слипание, а затем и слияние протопластов растений. [9]
В отличие от механизмов переноса ДНК, описанных ранее, а именно конъюгации, трансдукции и трансформации, при которых ДНК передается от донора реципиенту, перенос генетической информации при слиянии протопластов не носит однонаправленного характера. [10]
Таким образом, методы на основе слияния протопластов позволяют получать комбинации двух полных родительских геномов. Слияние протопластов двух скрещивающихся половым путем видов нередко приводит к образованию стабильных амфиплоидных гибридных клеток, из которых могут быть регенерированы растения - соматические гибриды. Надо сказать, что метод слияния протопластов пригоден для работы не только со столь близкими видами или гибридными клетками. [11]
В двух опытах в протопласты растений была введена чужеродная ДНК, которая экспрессировалась, а в трех из протоклонов были получены мутантные растения. Способы применения метода слияния протопластов весьма многообразны. [12]
Определяющую роль в развитии генетики клеток растений и млекопитающих должно сыграть внедрение метода слияния леток. Обычным способом скрещивания у видов Streptomyces стало слияние протопластов, но при работе с грибами этот метод имеет пока второстепенное значение. Открытие межъядерного переноса генов у грибов позволит более сознательно использовать метод слияния протопластов. Есть основания считать, что генетическая инженерия привнесет важные изменения в медицину и сельское хозяйство, и в немалой степени потому, что технология рекомбинантных ДНК позволит нам глубже помять главные молекулярно-биологические особенности клеток растений и животных. [13]
Еще 15 лет назад был разработан метод гибридизации соматических клеток для проведения генетических исследований на клеточных культурах. На его основе была создана методика генетической рекомбинации путем искусственно вызываемого слияния протопластов; ее уже удалось с успехом применить на материале грибов и растений. Первичный продукт такого слияния-клетка, объединяющая в себе геномы обеих родительских клеток. [14]
Внедряются новые методы селекции продуцентов, их поддержания в активном состоянии и хранения. Например, для получения активных продуцентов у дрожжей и плесневых грибов применяют метод слияния протопластов, когда после удаления клеточной стенки и воздействия полиэтиленгликоля клеточная мембрана частично растворяется и может произойти слияние протопластов двух штаммов и последующая рекомбинация генетического материала. [15]
Страницы: 1 2