I kirish II. Asosiy qism: Hujayra muhandisligining moddiy asoslari

Hujayra muhandisligining moddiy asoslari
Biotexnologiyaning yangi bosqichi noan'anaviy obyektlar — ko'p hujayrali yuksak organizmlar to'qima va hujayralarining kulturalarini hamda mikroorganizmlarning xususiyatlari oldindan belgilangan, yuqori faollikka ega bo'lgan kulturalarni oUsh imkonini berdi. Mikroorganizmlar kulturalariga nisbatan yuksak organizmlar kulturalari biotexnologiyaning yangi obyekti hisoblanadi. O'sim-liklar kulturasini olish metodi XX asrning 70-yillarida yaratilgan.
O'simlik hujayralarining kulturasini olishning asosiy turi kallus to'qimasini, ba'zida esa o'simliklaxning o'sma hujayralari kulturasini oiishdir. O'sma hujayralari kulturasi chuqur (suyuq oziqada) va yuzaki usulda ekilganda, tashqari ko'rinishdan va morfologiк jihatdan deyarli farq qilmaydi. Ularning asosiy farqi shundaki, o'sma hujayralari gormonga bog'liq emas, shuning uchun ularning oziqa muhitiga fitogormonlar qo'shish kerak emas. Undan tashqari, o'sma hujayralardan organogenez jarayonida ildiz yoki kurtaklar unmaydi. Kallus hujayralari kulturasi esa to'satdan gormonga bog'liq bo'lmay qolish xususiyatiga cga. Kallus hujayralarining bo'linishi natijasida (yuksak o'simliklarga xos bo'lgan hujayra differensiatsiya-sining bir turi) kallus to'qimalari yoki kallus hosil bo'ladi.
Kallus hujayralari kulturasini olish uchun yuksak o'simliklar-ning turli organlari (eksplantlar)dan bir qism (fragment) olib, sterillik qoidalarini saqlagan holda uni probirka, kolba yoki Petri likobchasidagi sun'iy oziqa muhitiga ekiladi.
Eksplant hujayralarining dedifferensiyalanishi va kallusogenez jarayonining xususiyatlari olingan to'qimaning xususiyatlariga bog' liqdir. O'simliklarning maxsus to'qimalari (parenxima, ildiz va poya, barg va b.)ning hujayralari oziqa muhitida o'ziga xos funk-siyalarini yo'qotib dedifferensiyalashishi va faol bo'linadigan hujayra holatiga kelisbi kerak. O'simlik hujayra va to'qimalari kulturalari o'stiriladigan oziqa muhit tarkibida mineral tuzlar (makro va mikroelementlar), uglerod manbayi (saxaroza yoki glukoza), vitaminlar va o'sishni boshqaruvchi moddalar (regulyatorlar) bo'-lishi kerak. Zarur hollarda oziqa muhitiga turli kompleks birikmalar (kazein gidrolizati, aminokislotalararalashmasi, achitqi ekstrakti, turli o'simlik ekstraktlari) qo'shiladi. Yangi obyekt bilan ishla-yotganda oziqa muhitlarining optimal tarkibini tanlay bilish katta aharniyat kasb etadi.
Yuza usulda ekilgan kallus to'qimalarining rangi oq, sarg'ish, yashil, qizil, aniq bir anatomik strukturaga ega bo'Imagan amorf massaga ega boiib, konsistensiyasi jihatidan ham farqlanadi.
Suyuq oziqa muhitida o'stirilgan o'simlik hujayralari kulturalari suspenzion kulturalar deyiladi. Suyuq oziqa muhitida o'stirilgan o'simlik hujayralari kulturalari kallus kulturalarining yuza ekish usulidan afzallikka ega. Suyuq muhitda metabolizm va hujayra populyatsiyasi o'sishiga turli ekzogen omillar bilan ta'sir etish mumkin. Suspenzion kulturalar biokimyoviy va molekulyar-biologik tajribalar fermentlar induksiyasi, genlarning ekspres-siyasi, mutantlarni yaratish va ularni tavsiflash uchun qulay.
Suspenzion kulturalar uchun hujayralar kallus to'qimalaridan olinadi. So'ng ular doimiy ravishda aralashtirib turilgan holda suyuq oziqa muhitiga o'tkaziladi. Suspenzion kulturalarni o'simlik to'qimalaridan ham olish mumkin, faqat bu usul ko'p vaqttalab qiladi. Buning uchun eksplant hujayrasi awal biriamchi hosil qilishi kerak, so'ngra esa oziqa muhitida ko'payib, suspenziya ko'rinishida o'sadigan hujayra qatorlari uchun manba bo'iib hisoblanadi.
Hujayra kulturalarida o'simliklar uchun xo's bo'lgan birikmalar: alkaloidlar, glikozidlar, polisaxaridlar, efir moylari, pigmentlar va boshqalar mavjud. O'simlik hujayralaridan ferment preparatlarini ishlab chiqarish maqsadida foydalanish tabiiy yoki sun'iy manba-lardan qimmatli mahsulotlarni olish imkonini bcradi.
Mutant, gibrid yoki transformatsiyalangan hujayralarning klo-nal seleksiyasida alohida qilib ajratib olingan hujayralar va regene-ratsiyalangan protoplastlami o'stirish metodi orqali amalga oshiriladi.
O'simlik protoplastlari - membrana bilan chegaralangan, ichki hujayraviy organellalarining tarkibi saqlangan strakturaviy tuzilmadir.
Protoplastlar 2 usulda ajratib olinadi:

1. 
   Mexanik usul. Birinchi bor o'simlik hujayrasining protoplastlari 1892-yili telorez suv o'simligi hujayrasidan plazmoliz hodi-sasini o'rganish jarayonida ajratib olingan. Buning uchun o'simlik to'qimasidan kesma olingan va 0,1 M li saxaroza eritmasiga solin-gan. Prptoplastlar «bujmayib» hujayra devoridan ajralgan, so'ng skalpel 'yordamida kesma kesilib, protoplastlar muhitga ajratib chiqarilgan.
   
2. 
   Fermentativ usul. Hujayra devori maxsus fermentlar yordamida eritiladi. Bunda 3 xil tip fermentlar sellulaza, gemitsellulaza va pektinazadan foydalaniladi.