Культура клеток и тканей
занимательные факты по биологии на тему

КУЛЬТУРА КЛЕТОК И ТКАНЕЙ.

Клеточная инженерия - это конструирование специальными методами клеток  нового типа.

Она основана на использовании принципиально нового объекта — изолированной культуры клеток или тканей эукариотических организмов, а также на тотипотентности — уникальном свойстве растительных клеток воспроизводить целый организм.

Выращивание изолированных клеток и тканей на искусственных питательных средах в стерильных условиях (in vitro) получило название метода культуры изолированных тканей.

Одна из наиболее интересных, но сложных проблем в биологии — развитие многоклеточных организмов. Изучение данного вопроса возможно несколькими путями. Так, большое распространение получило моделирование процессов онтогенеза на более простых системах. При этом используют изолированные ткани, клетки, протопласты, культивируемые в стерильных условиях. Преимущество этого процесса состоит в том, что нет необходимости постоянно учитывать результаты взаимодействия органов в целостной системе растительного организма. Кроме того, экспериментатор сам имеет возможность выбирать, изменять и повторять условия опыта в соответствии с поставленной задачей. После завершения дедифференцировки дальнейшее развитие каллусной клетки может идти в нескольких направлениях. Во-первых, это вторичная дифференцировка разной степени сложности. Во-вторых, в клетке может сформироваться состояние стойкой дедифференцировки («привыкание»), а следовательно, способность расти на безгормональной среде. В-третьих, каллусная клетка проходит свой цикл развития, завершающийся ее старением и отмиранием.

В культуре каллусных тканей морфогенезом называют возникновение организованных структур из неорганизованной массы клеток. Вторичная дифференцировка каллусной клетки может завершиться образованием в каллусной ткани отдельных дифференцированных клеток. Они имеют определенное строение и выполняют специфические функции. Примером служит образование эпибластов — клеток, в которых запасаются вторичные метаболиты. Это наиболее простой тип дифференцировки каллусной клетки.

Более сложная гистологическая дифференцировка завершается образованием в каллусе различных тканей: млечников, волокон, трихом, элементов ксилемы (трахеи и трахеиды) и флоэмы (ситовидные трубки и клетки-спутницы). К самым сложным видам вторичной дифференцировки относятся органогенез — образование органов и соматический эмбриогенез — образование из соматических клеток эмбриоидов, биполярных зародышеподобных структур. Все эти типы дифференцировки возможны только благодаря тотипотентности.

Все каллусные клетки, готовые ко вторичной дифференцировке, т. е. детерминированные, характеризуются общими чертами. Эти клетки — «клетки-инициали»— образуют утолщенную клеточную стенку, обособляясь от остальных каллусных клеток. Для них характерно более крупное ядро, большее количество запасных веществ, меньшие размеры вакуолей.

Преимущества метода клеточных культур:

1. Прижизненное наблюдение за клетками, их морфологическими и  биохимическими особенностями с использованием световой микроскопии.

2. Возможность оценки состояния клетки «прижизненно», а не «post faсtum»,  как в случае с опытами на животных.

3. Возможность изменения условий культивирования.

4. Оценка и получение результатов, при использованием небольшого количества  клеточного материала.

5. Использование клеточной культуры снимает множество этических проблем.

6. Клеточная культура доступна для различных биохимических манипуляций

7. При использовании клеточной культуры оценивается прямое воздействие  исследуемого вещества

8. Становится возможным рассчитать точную концентрацию тестируемого  вещества, вызываемого тот или иной эффект.

Основными направлениями использования клеточной культуры являются генетика, иммунология, биохимия, молекулярная биология, биотехнология и генная инженерия,  вирусология и трансформация клеток, фармакология и токсикология, определение  механизмов роста и дифференцировки.