Информационный материал по курсу вуза «Биотехнология»

Hujayra hosildorligini oshirish nuqtai nazaridan suspenziya madaniyati afzalroqdir.
Bir qatlamli ekinlar ham bir qator afzalliklarga ega:
1. Yangi o'sadigan muhitni qo'shishdan oldin muhitni to'liq almashtirish va hujayralarni yuvish oson. Bu hujayra o'sishi ba'zi sharoitlarda, mahsulotning rivojlanishi esa boshqa sharoitlarda, masalan, hujayralarni sarum muhitidan sarumsiz muhitga o'tkazishda muhim ahamiyatga ega. Bundan tashqari, keraksiz komponentlarni butunlay olib tashlashingiz mumkin.
2. Ular yuqori hujayra zichligini ta'minlashga imkon beradi.
3. Ko'pgina hujayralarda, agar hujayralar substratga biriktirilgan bo'lsa, kerakli mahsulotning ifodasi samaraliroq bo'ladi.
4. Monoqatlamli kulturalar har qanday hujayra turi uchun ishlatilishi mumkin, bu esa tadqiqotning eng moslashuvchanligini ta'minlaydi.
5. Ba'zi hollarda, masalan, viruslarning tarqalishi uchun hujayralararo yaqin aloqalar talab qilinadi.
Bir qatlamli ekinlarning kamchiliklari:

• 
  katta maydon talablari;
  
• 
  kattalashtirish bilan qiymat va mehnat intensivligining oshishi;
  
• 
  namuna olish qiyinligi sababli etarli darajada samarali nazorat;
  
• 
  pH, kislorod kontsentratsiyasini aniqlash va nazorat qilishdagi qiyinchiliklar.
  

Shuni ta'kidlash kerakki, mikro tashuvchilardan foydalanish bu kamchiliklarni bartaraf etadi. Ushbu etishtirish usulining turli xil turlari mavjud. Uchta asosiy yo'nalishni ko'rib chiqing (rasm. 27):

1. Yassi flakonlarda (matraslarda) etishtirish.
2. Aylanadigan butilkalarda etishtirish, har bir vaqtda shisha yuzasining 1520% o'sadigan muhit bilan qoplangan va hujayralar navbatma-navbat muhitda yoki havoda bo'lganda.
3. Diametri 35 mm bo'lgan zich o'ralgan, siljimaydigan shisha boncuklar, plitalar to'plami va boshqalar bo'lgan mikro tashuvchilardagi ustunlarda etishtirish va o'sayotgan muhit ularni yuqoridan pastga qarab yuvib tashlaydi.
Deyarli har qanday inson hujayralari madaniyatga kiritilishi va ko'plab biologik tadqiqotlarda vosita va ob'ekt bo'lib xizmat qilishi mumkin. Madaniyatdagi hujayralarning eng muhim afzalliklaridan biri bu mikroskop yordamida ularni umr bo'yi kuzatish qobiliyatidir. Bundan tashqari, ba'zi holatlar uchun hujayra madaniyati ko'ngillilarning ishtirokini talab qiladigan klinik eksperimentlarning teng o'rnini bosishi mumkin. Muayyan masalani aniqlash uchun 1000 kishidan foydalanishni talab qiladigan tajribalar 100 ta ekinga teng statistik ishonch bilan joylashtirilishi mumkin.
Hujayra madaniyati tufayli tadqiqot va diagnostika imkoniyatlari deyarli cheksiz ravishda kengayadi, chunki nafaqat morfologik va biokimyoviy o'zgarishlarni, balki hujayralar xatti-harakatlaridagi o'zgarishlarni, ularning turli agentlarga, shu jumladan dori ta'siriga bo'lgan munosabatini baholash mumkin. Madaniyatdagi hujayralar turli xil biokimyoviy manipulyatsiyalar uchun osonlikcha mavjud bo'lganligi sababli, ular bilan ishlashda radioaktiv prekursorlar, zaharlar, gormonlar va boshqa vositalar ma'lum bir konsentratsiyada va ma'lum bir davrda kiritilishi mumkin. Tekshirilayotgan birikmaning jigar tomonidan metabollanishi, mushaklar tomonidan saqlanishi yoki buyraklar tomonidan chiqarilishi xavfi yo'qoladi. Hujayra madaniyatidan foydalanganda, odatda, tekshirilayotgan moddaning hujayralar bilan aloqa qilish vaqtini, ma'lum vaqt davomida uning konsentratsiyasini o'zgartirish oson. Bu o'rganilayotgan birikmalarning qo'shilish yoki metabolizm tezligining haqiqiy qiymatlarini olishga imkon beradi.
Hujayra chiziqlari dorilar, yuvish vositalari, kosmetika, insektitsidlar, konservantlar sifatida ishlatilishi mumkin bo'lgan turli xil moddalarning ta'sir qilish mexanizmini sinash va o'rganish uchun ishlatiladi. Hujayra madaniyatidan olingan natijalarni butun organizmga ekstrapolyatsiya qilish mumkin emas, ammo agar o'rganilayotgan modda madaniy hujayralarning bir nechta qatorlarida zararli ta'sirga ega bo'lsa, unda inson tanasiga salbiy ta'sir ko'rsatishi kutilishi kerak.
Bundan tashqari, agar in vivo jonli ravishda hujayralarga xos bo'lgan nuqson bir necha avlodlarda ko'paysa, demak bu nuqson irsiydir. Genetik muhandislik imkoniyatlari tufayli hujayra genotipining o'zgarishi haqiqatga aylandi. Biz tanadan mutant hujayralarni ajratib olishimiz, nuqsonli genlarni in vitro bilan almashtirishimiz, sog'lom genetik modifikatsiyalangan hujayralar qatorini olishimiz va ularni yana tanaga kiritishimiz mumkin.
Fibroblast madaniyati eng keng tarqalgan. Irsiy kasalliklarning patogenezi va diagnostikasini o'rganish uchun fibroblastlardan keng foydalanish nafaqat ularni etishtirish qulayligi, balki asosiy hujayra elementi fibroblastlar bo'lgan biriktiruvchi to'qima tana vaznining muhim qismini tashkil etishi bilan ham bog'liq. Bundan tashqari, fibroblastlar ko'plab organlarning stromasini tashkil qiladi, ularning morfogenezining muhim ishtirokchilari bo'lib, ixtisoslashgan hujayralarning differentsiatsiyasi va ishlashi uchun zarur bo'lgan mikro muhit sharoitlarini yaratadi. Fibroblastlarda monoamin oksidaza fermenti mavjud bo'lib, uning faoliyatidagi o'zgarishlar ba'zi asab va ruhiy kasalliklarga xosdir. Fibroblastlarda glyukokortikoid gormonlari, insulin va ba'zi neyrotransmitterlar uchun retseptorlar mavjud.
Grinberg 1978 yilda in vivo sharoitda madaniy fibroblastlardan olingan ma'lumotlarni ekstrapolyatsiya qilish imkoniyatini isbotladi.

• 
  Birinchidan, in vitro fibroblastlar tanadagi hujayralarga xos bo'lgan eng muhim xususiyatlarni, shuningdek donor organizmning ontogenetik va individual genotipik xususiyatlarini saqlab qoladi.
  
• 
  Ikkinchidan, tana hujayralarining xususiyatlarini to'liq aks ettiradigan boshqa turdagi hujayralar mavjud emas.
  
• 
  Uchinchidan, fibroblastlar madaniyatga kiritilganda yuzaga keladigan o'zgarishlar tegishli sharoitlarni yaratishda osongina nazorat qilinishi va minimallashtirilishi mumkin.
  

Yuqorida aytilganlarning barchasi, shuningdek, bir qator kasalliklar patogenezining uyali, biokimyoviy, molekulyar jihatlarini, shu jumladan asab tizimining irsiy nuqsonlari bilan bog'liq bo'lgan narsalarni o'rganish uchun fibroblastlardan foydalanishga yordam beradi.
Umurtqasiz hayvonlarning hujayra madaniyatiga bo'lgan qiziqish o'sish va metamorfozning xilma-xilligi va o'ziga xosligi bilan bog'liq bo'lib, ular hujayra differentsiatsiyasi va gen faolligini tartibga solishning asosiy jarayonlarini o'rganish ob'ekti bo'lishi mumkin. Boshqa tomondan, entomopatogen dorilarni olish usullarini ko'rib chiqayotganda, viruslar faqat tirik hasharotlar hujayralari yordamida ko'payishi mumkinligi ta'kidlandi, shuning uchun virusli dorilarni olish uchun zarur shart hasharotlar xostlarini oldindan ko'paytirish edi. Umurtqasiz hayvonlarning hujayra madaniyatlaridan foydalanish bu muammoni hal qilishga imkon beradi.
Hasharotlar hujayralarini etishtirishga birinchi urinishlar 20-asrning boshlarida qilingan. Biroq, olimlar orasida uzoq vaqt davomida madaniyatda umurtqasizlar hujayralarini etishtirish amaliy ahamiyatga ega emas degan fikr keng tarqalgan edi. Shu sababli hasharotlar hujayralari madaniyati bo'yicha tadqiqotlar etarlicha faol olib borilmadi. Muammoni intensiv o'rganish 60-yillarda, T. D. Greys evkalipt ipak qurti tuxumdon to'qimalaridan birinchi to'rtta tarjima qilingan chiziqni oldi. 1976 yilda hasharotlar hujayralarining 120 dan ortiq qayta tiklanadigan liniyalari mavjud edi va 1983 yilga kelib ularning soni 200 dan oshdi.
Umurtqasiz hayvonlarning hujayralari va to'qimalari madaniyatini olish uchun embrionlar, xayoliy disklar va hasharotlar organlari, homotsitlar, tuxumdonlar, yog ' tanalari ishlatiladi:

• 
  imaginal disklar (kattalar hasharotlar organlarining rudimentlari) in vitro differentsiatsiya jarayonlarini o'rganish uchun ishlatiladi;
  
• 
  qobig'i olib tashlangan embrionlar hasharotlar rivojlanishining dastlabki bosqichlarini o'rganish uchun ishlatiladi;
  
• 
  turli maqsadlar uchun alohida organlar, masalan, Diptera tuprik bezlari (pashshalar) - politenik xromosomalardagi puffing jarayonlarini o'rganish uchun (puf DNKni transkripsiyaga "qo'shganda" xromosomalarning shishishi, uning ayrim qismlari bo'shashganda va RNK sintez qiluvchi fermentlar RNK sintezini boshlaganda; hasharotlar eritilganda, puflar ma'lum bir ketma-ketlikda paydo bo'ladi)
  

Kultivatsiya qilingan hujayralarni olish uchun eng yaxshi manbalar hasharotlar lichinkalari va qo'g'irchoqlaridir.
Hasharotlar hujayralarining birlamchi madaniyatini olish usuli etarli darajada ishlab chiqilgan. U quyidagi bosqichlarni o'z ichiga oladi: hasharotlar yuzasini va o'stiriladigan to'qimalarni sterilizatsiya qilish; hujayralarning ajralishi; ularni o'sayotgan muhitga ko'chirish.
Birlamchi hujayra madaniyatlarining umri cheklangan. Ma'lum vaqtdan so'ng madaniyat qariydi, bu sitoplazmaning granulyatsiyasi, hujayralarning qisqarishi va yaxlitlanishi, hujayralar va qattiq substrat o'rtasidagi aloqalarning yo'qolishi bilan namoyon bo'ladi.
Virusologlarning sa'y-harakatlari barqaror hujayra liniyalarini olishga qaratilgan, ya'ni.cheksiz sun'iy ozuqa muhitida o'stirishga qodir hujayralar. Hozirgi vaqtda qishloq va o'rmon xo'jaligining lo'li kuya, karam metall qurti, paxta va tamaki qurti va boshqalar kabi muhim zararkunandalarining barqaror (qayta tiklanadigan) hujayra liniyalari olingan.
Hasharotlar hujayralari va to'qimalarini etishtirish uchun vositalar tarkibi jihatidan juda farq qiladi. Muhitni tuzishda gemolimfaning tarkibi to'g'risidagi ma'lumotlar qo'llaniladi. Muhitlar sutemizuvchilar hujayralari va to'qimalari muhitidan organik kislotalar, aminokislotalarning ko'payishi va osmotik bosimning oshishi bilan farq qiladi.
Biologik faol moddalarni olish uchun chiziqlari ishlatiladigan dengiz umurtqasizlari hujayralarini etishtirish usullarini o'rganish istiqbolli.
Hasharotlarning hujayra madaniyati biotexnologik ishlab chiqarish ob'ekti sifatida sutemizuvchilar hujayralariga nisbatan bir qator afzalliklarga ega: xona haroratida etishtirish imkoniyati, madaniy muhitning arzonligi, Co₂ inkubatoriga ehtiyoj yo'qligi, madaniyatda yuqori zichlik va boshqalar.

1.