Kultura protoplasta

Svi živi delovi unutar biljne ćelije jednim imenom se označavaju kao protoplast. Drugim rečima, protoplasti su “gole” biljne ćelije lišene ćelijskog zida, oivičene samo ćelijskom membranom. Iako su bez ćelijskog zida, ovakve biljne ćelije zadržavaju sposobnost deobe i rasta. Protoplasti se mogu izolovati iz biljnih ćelija različitim postupcima poput mehaničke ili enzimske izolacije. Kultura protoplasta (ogoljenih ćelija bez ćelijskog zida) može se dobiti bilo iz ćelijske suspenzije, bilo direktno iz mezofila lista. Izolovanju protoplasta prethodi plazmoliza biljne ćelije – proces u kome voda izlazi iz ćelije, a ćelijski sadržaj se odvaja od ćelijskog zida biljne ćelije.

Ćelijski zid se najčešće uklanja enzimski, dejstvom celulaza ili pektinaza u rastvoru visokog osmolariteta. Mehaničko uklanjanje ćelijskog zida je takođe moguće, ali je problematično, i često oštećuje ćelije. Protoplasti su osetljivi i ove kulture se najčešće gaje u plitkom medijumu (zbog aeracije) sa povišenim osmotskim potencijalom.


^{Izgled kulture protoplasta pod miksroskopom (izvor: Embibe)}

Protoplasti su pogodan objekat za mnoge eksperimentalne postupke, kao što su unošenje ćelijskih organela, mikroorganizama ili genetičkog materijala sa ciljem dobijanja modifikovanih ćelija. Takođe, uklanjanje ćelijskog zida omogućava fuziju protoplasta i dobijanje hibrida istih ili različitih biljnih vrsta, pa čak i kod seksualno inkompatibilnih biljnih vrsta.

^{Ilustracija fuzije protoplasta različitih biljnih vrsta i regeneracija hibrida (izvor: Sciencedirect)}

Protoplasti su takođe i idealan materijal za transformaciju pomoću različitih tehnika poput elektroporacije, mikroinjektiranja ili hemijske transformacije. Prebacivanjem protoplasta na čvrst medijum dobijaju se kalusi, a iz kalusa se mogu regenerisati cele biljke.


^{Ilustracija uspostavljanja in vitro kulture protoplasta u laboratorijskim uslovima (izvor: Encyclopedia)}

Naučnici danas posebnu pažnju posvećuju razvoju tehnika za izolaciju, kulturu i fuziju protoplasta. Kultura protoplasta je posebno zanimljiva zbog svoje potencijalne primene u oplemenjivanju biljnih vrsta ćelijskom modifikacijom i somatskom hibridizacijom. Istraživanja su do danas pokazala da protoplasti u kulturi mogu biti podstaknuti na regeneraciju čitavih biljaka, pri čemu regenerisane biljke mogu sadržati tuđe organele ili drugačiji genetski materijal. Dodatno, kultura protoplasta se pokazala korisnom za istraživanje različitih problema biljne fiziologije, uključujući i virusologiju, patologiju i citologiju.

U in vitro kulturi protoplasta razlikuje se nekoliko faza. To su: izolacija protoplasta, kultura protoplasta, regeneracija novog ćelijskog zida, ulazak u ćelijsku deobu, i regeneracija biljaka. Međutim, u praksi, neophodno je ispitati svaku biljnu vrstu posebno, i utvrditi najdelotvorniji i najreproduktivniji postupak in vitro kulture. Protoplasti se mogu održavati in vitro i u tečnom i u čvrstom medijumu, ali treba utvrditi koji način odgovara kojoj biljnoj vrsti i tipu ćelije sa kojim se manipuliše. Pravilnim enzimskim postupcima protoplasti se mogu izolovati iz bilo koje biljne vrste ili biljnog tkiva. Međitim, mogućnost da izolovani protoplasti uđu u proces deobe, formiranja kalusnog tkiva, i regeneraciju još uvek je ograničena na relativno mali broj biljnih vrsta.

Upotrebom enzima koji razrađuju ćelijski zid omogućena je pouzdana izolacija protoplasta u značajnim količinama. Totipotencija je u izolovanim protoplastima potvrđena 1971. godine kada su Takebe i saradnici dobili regenerisane biljke iz protoplasta duvana. Sledeće godine Karlson i saradnici dobijaju prvi somatski hibrid fuzijom protoplasta. Nakon ovih prvih rezultata ubrzo je pokazano da kod kulture protoplasta postoji veliki raskorak između očekivanja i stvarno postignutih rezultata, a glavna prepreka u primeni tehnike protoplasta u oplemenjivanju kultura su poteškoće u dobijanju regenerisanih biljaka iz izolovanog protoplasta.

Enzimi koji se koriste za izolaciju protoplasta mogu negativno uticati sa vijabilnost ćelija. Visok osmotski pritisak u ranim fazama kulture i nakupljanje metaboličkih produkata takođe mogu uticati na vijabilnost protoplasta, pri čemu može doći do odlaganja ćelijske deobe, nakupljana fenolnih jedinjenja, i u najgorem slučaju, smrti same ćelije.

Literatura

• Simonović Ana. Biotehnologija i genetičko inženjerstvo biljaka. 2011. NNK Beograd
• Sibila Jelaska. Kultura biljnih stanica i tkiva. 1994. Školska kljiga, Zagreb

Autor: dr Dragana Jakovljević
Obradio: Dejan Milošević

• doc. dr Snežana Branković: 1) ŠTA PREDSTAVLJAJU BOTANIČKE BAŠTE; 2) BOTANIČKE BAŠTE SRBIJE; 3) BOTANIČKA BAŠTA U KRAGUJEVCU; 4) POSEBNI PRIJATELJI BOTANIČKE BAŠTE
• prof. dr Marijana Kosanić: 1) O GLJIVAMA; 2) NUTRITIVNA SVOJSTVA GLJIVA; 3) TROVANJE GLJIVAMA; 4) JESTIVE GLJIVE I NJIHOVE OTROVNE "DVOJNICE"; 5) GLJIVE KAO LEK; 6) NAJPOZNATIJE LEKOVITE GLJIVE
• Nenad Zlatić, asistent: 1) FORENZIČKA BOTANIKA; 2) UPOTREBA BILJAKA U FORENZICI; 3) PRIMENA BILJAKA U FORENZICI; 4) KORIŠĆENJE BILJAKA U FORENZICI; 5) KORIŠĆENJE POLENA U FORENZICI; 6) POLEN U FORENZICI
• prof. dr Gorica Đelić: 1) LEKOVITO BILJE; 2) LEKOVITO BILJE II; 3) LEKOVITO BILJE III; 4) LEKOVITO BILJE IV; 5) LEKOVITO BILJE V
• dr Filip Grbović: 1) INVAZIVNE BILJNE VRSTE I NJIHOVA STANIŠTA; 2) INVAZIVNE BILJNE VRSTE SRBIJE I UTICAJ NA STANIŠTA; 3) HEMIJSKE INTERAKCIJE IZMEĐU BILJAKA – ALELOPATIJA; 4) ZNAČAJ ALELOPATIJE ZA EKOLOGIJU I PRIMENJIVOST U PRAKSI; 5) JALOVIŠTE RUDNIKA AZBESTA "STRAGARI" – VIŠEDECENIJSKI EKOLOŠKI PROBLEM
• prof. dr Biljana Bojović: 1) HLOROFIL - ZELENO ZLATO; 2) BILJKE IZ EPRUVETE; 3) POKRETI BILJAKA; 4) NOBELOVE NAGRADE ZA OTKRIĆA U OBLASTI PROCESA FOTOSINTEZE; 5) STARENJE BILJAKA
• dr Dragana Jakovljević: 1) BILJNE MATIČNE ĆELIJE; 2) I BILJKE NOSE OŽILJKE; 3) KULTURA BILJNIH ĆELIJA I TKIVA; 4) KULTURA BILJNIH ĆELIJA I TKIVA II

UPOZNAJ PRIRODU DA BI JE VIŠE VOLEO

STRANICA KOJA SE ČUJE - ZORAN MODLI
PRVI PRVI NA SKALI FB STRANA, TVITER, INSTAGRAM 

PODRŽI PPNS!

• DONACIJE I SPONZORSTVA
• REKLAMNE USLUGE
• STATUT PPNS
• IMPRESUM
• O IMENU I SADRŽAJU