Култура протопласта
Сви живи делови унутар биљне ћелије једним именом се означавају као протопласт. Другим речима, протопласти су “голе” биљне ћелије лишене ћелијског зида, оивичене само ћелијском мембраном. Иако су без ћелијског зида, овакве биљне ћелије задржавају способност деобе и раста. Протопласти се могу изоловати из биљних ћелија различитим поступцима попут механичке или ензимске изолације. Култура протопласта (огољених ћелија без ћелијског зида) може се добити било из ћелијске суспензије, било директно из мезофила листа. Изоловању протопласта претходи плазмолиза биљне ћелије – процес у коме вода излази из ћелије, а ћелијски садржај се одваја од ћелијског зида биљне ћелије.
Ћелијски зид се најчешће уклања ензимски, дејством целулаза или пектиназа у раствору високог осмоларитета. Механичко уклањање ћелијског зида је такође могуће, али је проблематично, и често оштећује ћелије. Протопласти су осетљиви и ове културе се најчешће гаје у плитком медијуму (због аерације) са повишеним осмотским потенцијалом.
Изглед културе протопласта под миксроскопом (извор: Embibe)
Протопласти су погодан објекат за многе експерименталне поступке, као што су уношење ћелијских органела, микроорганизама или генетичког материјала са циљем добијања модификованих ћелија. Такође, уклањање ћелијског зида омогућава фузију протопласта и добијање хибрида истих или различитих биљних врста, па чак и код сексуално инкомпатибилних биљних врста.
Илустрација фузије протопласта различитих биљних врста и регенерација хибрида (извор: Sciencedirect)
Протопласти су такође и идеалан материјал за трансформацију помоћу различитих техника попут електропорације, микроињектирања или хемијске трансформације. Пребацивањем протопласта на чврст медијум добијају се калуси, а из калуса се могу регенерисати целе биљке.
Илустрација успостављања ин витро културе протопласта у лабораторијским условима (извор: Encyclopedia)
Научници данас посебну пажњу посвећују развоју техника за изолацију, културу и фузију протопласта. Култура протопласта је посебно занимљива због своје потенцијалне примене у оплемењивању биљних врста ћелијском модификацијом и соматском хибридизацијом. Истраживања су до данас показала да протопласти у култури могу бити подстакнути на регенерацију читавих биљака, при чему регенерисане биљке могу садржати туђе органеле или другачији генетски материјал. Додатно, култура протопласта се показала корисном за истраживање различитих проблема биљне физиологије, укључујући и вирусологију, патологију и цитологију.
У in vitro култури протопласта разликује се неколико фаза. То су: изолација протопласта, култура протопласта, регенерација новог ћелијског зида, улазак у ћелијску деобу, и регенерација биљака. Међутим, у пракси, неопходно је испитати сваку биљну врсту посебно, и утврдити најделотворнији и најрепродуктивнији поступак ин витро културе. Протопласти се могу одржавати in vitro и у течном и у чврстом медијуму, али треба утврдити који начин одговара којој биљној врсти и типу ћелије са којим се манипулише. Правилним ензимским поступцима протопласти се могу изоловати из било које биљне врсте или биљног ткива. Међитим, могућност да изоловани протопласти уђу у процес деобе, формирања калусног ткива, и регенерацију још увек је ограничена на релативно мали број биљних врста.
Употребом ензима који разрађују ћелијски зид омогућена је поуздана изолација протопласта у значајним количинама. Тотипотенција је у изолованим протопластима потврђена 1971. године када су Такебе и сарадници добили регенерисане биљке из протопласта дувана. Следеће године Карлсон и сарадници добијају први соматски хибрид фузијом протопласта. Након ових првих резултата убрзо је показано да код културе протопласта постоји велики раскорак између очекивања и стварно постигнутих резултата, а главна препрека у примени технике протопласта у оплемењивању култура су потешкоће у добијању регенерисаних биљака из изолованог протопласта.
Ензими који се користе за изолацију протопласта могу негативно утицати са вијабилност ћелија. Висок осмотски притисак у раним фазама културе и накупљање метаболичких продуката такође могу утицати на вијабилност протопласта, при чему може доћи до одлагања ћелијске деобе, накупљана фенолних једињења, и у најгорем случају, смрти саме ћелије.
Литература
Симоновић Ана. Биотехнологија и генетичко инжењерство биљака. 2011. ННК Београд
Сибила Јеласка. Култура биљних станица и ткива. 1994. Школска кљига, Загреб
Аутор: др Драгана Јаковљевић
Обрадио: Дејан Милошевић
БОТАНИЧКА БАШТА САЈТ, ФБ СТРАНА, ИНСТАГРАМ
ПМФ КРАГУЈЕВАЦ САЈТ, ФБ СТРАНА, ИНСТАГРАМ, ЈУТЈУБ
ПРВИ ПРВИ НА СКАЛИ ПОРТАЛ, ФБ СТРАНА, ТВИТЕР, ИНСТАГРАМ, ЈУТЈУБ
Добитници признања Зелени лист из Крагујевца, Ботаничка башта и удружење ПРВИ ПРВИ НА СКАЛИ јавности представљају заједничко стварање Еколумне на сајту Екологија Крагујевац и на порталу удружења.
Досадашње објаве:
УПОЗНАЈ ПРИРОДУ ДА БИ ЈЕ ВИШЕ ВОЛЕО
Извор: ПРВИ ПРВИ НА СКАЛИ
