Metoda e kulturës së indeve është një nga mjetet kryesore të bioteknologjisë moderne, duke lejuar zgjidhjen e problemeve praktike të fiziologjisë së bimëve, biokimisë dhe gjenetikës. Kultivimi artificial i materialit kryhet në varësi të kushteve të caktuara: sterilizimi, kontrolli i temperaturës dhe ekspozimi ndaj një mediumi të veçantë ushqyes.
Thelbi
Metoda e kulturës së indeve është ruajtja e tyre afatgjatë dhe/ose kultivimi artificial në kushte laboratorike në një mjedis ushqyes. Kjo teknologji ju lejon të krijoni një model biologjik për studimin e proceseve të ndryshme në qelizat që ekzistojnë jashtë trupit të bimëve, njerëzve dhe kafshëve.
Riprodhimi i kulturës së indeve bimore bazohet në vetinë e totipotencës - aftësinë e qelizave për t'u zhvilluar në një organizëm të tërë. Tek kafshët, kjo realizohet vetëm në vezët e fekonduara (me përjashtim të disa llojeve të koelenterateve).
Historiku i zhvillimit
Përpjekjet e para për të kultivuar inde bimore u bënë nga shkencëtarët gjermanë në kapërcyellin e shekujve 19-20. Pavarësisht se ato rezultuan të pasuksesshme, u formuluan një sërë idesh, të cilat u konfirmuan më vonë.
Në vitin 1922, W. Robbins dhe W. Kotte, në mënyrë të pavarur nga njëri-tjetri, ishin në gjendje të rritnin majat e rrënjëve të misrit dhe domates në një lëndë ushqyese artificiale. Një studim i detajuar i teknikave të kulturës së qelizave dhe indeve filloi në vitet 1930. Shekulli 20 R. Gautre dhe F. White vërtetuan se me transplantimin periodik të kulturave të indeve në një mjedis të freskët ushqyes, ato mund të rriten pafundësisht.
Në vitin 1959, 142 specie bimore po rriteshin në kushte laboratorike. Në gjysmën e dytë të shekullit XX. ka filluar edhe përdorimi i qelizave të shpërndara (të ndara).
Llojet e materialit testues
Ekzistojnë 2 lloje kryesore të kulturave të indeve bimore:
- Prodhuar pa shkatërrim dhe duke ruajtur tiparet karakteristike të qenësishme në një organizëm të gjallë.
- Ekstraktohet nga degradimi (kimik, enzimatik ose mekanik) nga indet parësore. Mund të formohet nga një ose më shumë kultura qelizore.
Me metodën e kultivimit dallohen metodat e mëposhtme:
- në "shtresën ushqyese", në të cilën një substancë që stimulon rritjen e indeve sekretohet nga ndarja e qelizave të së njëjtës specie bimore;
- përdorimi i indit infermieror pranë qelizave të kultivuara;
- përdorimi i mediumit ushqyes nga një grup i izoluar i qelizave ndarëse;
- rritje e qelizave individuale të vetme në një mikropikë të ngopur në përbërje.
Kultivimi nga qelizat e vetme është i mbushur me vështirësi të caktuara. Për t'i "detyruar" artificialisht ato të ndahen, ata duhet të marrin një sinjal nga qelizat fqinje, që funksionojnë në mënyrë aktive.
Një nga llojet kryesore të indeve për kërkime fiziologjike është kallusi, i cili ndodh nën faktorë të jashtëm negativ (zakonisht dëmtim mekanik). Ata kanë aftësinë për të humbur karakteristikat specifike të qenësishme në indin origjinal. Si rezultat, qelizat e kallusit fillojnë të ndahen në mënyrë aktive dhe formohen pjesë të bimës.
Kushtet e nevojshme
Suksesi i metodës së kulturës së indeve dhe qelizave varet nga faktorët e mëposhtëm:
- Pajtueshmëria me sterilitetin. Për transplantim, përdoren kuti speciale me ajër të pastruar të furnizuar, të pajisura me llamba ultravjollcë. Mjetet dhe materialet, rrobat dhe duart e personelit duhet t'i nënshtrohen përpunimit aseptik.
- Përdorimi i lëndëve ushqyese të zgjedhura posaçërisht që përmbajnë burime karboni dhe energjie (zakonisht saharozë dhe glukozë), mikro- dhe makronutrientë, rregullatorë të rritjes (auksina, citokinina), vitamina (tiaminë, riboflavinë, acid askorbik dhe pantotenik etj.)
- Pajtueshmëria me temperaturën (18-30 ° C), kushtet e dritës dhe lagështinë (60-70%). Shumica e kulturave të indeve të kallusit rriten nën dritën e ambientit pasi ato nuk përmbajnë kloroplaste, por disa bimë kërkojnë ndriçim të pasmë.
Aktualisht gatiformacione komerciale (Murasige dhe Skoog, Gamborg dhe Eveleg, White, Kao dhe Mikhailyuk dhe të tjerë).
Pro dhe kundër
Përparësitë e metodës së kulturës së qelizave dhe indeve janë:
- riprodhueshmëri e mirë e rezultateve të fituara;
- rregullimi i ndërveprimeve ndërqelizore;
- konsum i ulët i reagentëve;
- homogjeniteti gjenetik i linjave qelizore;
- mundësia e mekanizimit të procesit të rritjes;
- kontroll mbi kushtet e kafazit;
- ruajtje në temperaturë të ulët të kulturave të gjalla.
Disavantazhi i kësaj bioteknologjie është:
- duhet të pajtohen me kushtet strikte aseptike;
- paqëndrueshmëria e vetive të qelizave dhe mundësia e përzierjes së tyre të padëshirueshme;
- kosto e lartë e kimikateve;
- ekuivalencë jo e plotë e indeve dhe qelizave të kultivuara në një organizëm të gjallë.
Aplikacion
Metoda e kulturës së indit e përdorur për kërkimin:
- proceset brenda qelizave (sinteza e ADN-së, ARN-së dhe proteinave, metabolizmi dhe ndikimi në të me ndihmën e barnave);
- reaksionet ndërqelizore (kalimi i substancave nëpër membranat qelizore, puna e kompleksit hormon-receptor, aftësia e qelizave për t'u ngjitur me njëra-tjetrën, formimi i strukturave histologjike);
- ndërveprimet me mjedisin (thithja e lëndëve ushqyese, transmetimi i infeksioneve, proceset e origjinës dhe zhvillimittumoret dhe të tjerët);
- rezultatet e manipulimeve gjenetike me qelizat.
Fushat premtuese të biologjisë dhe farmakologjisë, në zhvillimin e të cilave përdoret kjo teknologji, janë:
- marrja e herbicideve efektive, rregullatorëve të rritjes për kulturat agronomike, komponimeve biologjikisht aktive për përdorim në prodhimin e barnave (alkaloide, steroid dhe të tjerë);
- mutagjenezë e drejtuar, mbarështimi i hibrideve të reja, tejkalimi i papajtueshmërisë postgamike;
- shumëzimi klonal, i cili ju lejon të merrni një numër të madh bimësh gjenetikisht identike;
- rritja e bimëve rezistente ndaj viruseve dhe pa viruse;
- krioruajtje e grupit të gjeneve;
- rindërtimi i indeve, krijimi i burimeve të qelizave staminale (inxhinieria e indeve).
