Геномдық жəне хромосомалық инженерия əдістерін

136
олардың  жасуша  қабығы  алынып, протопластарға  айналуы (трансформациялануы)
қажет болады.
Протопласт
 (грекшеден protos – алғашқы, plastos – пайда  болған, жасалған)
дегеніміз – жасуша  қабықшасынан  айрылса  да  сақталып, зат  алмасу  қабілеттілігі
мен  қолайлы  жағдайда  қайтадан  қабықша  түзу  қабілеттілігін  жоғалта  қоймаған
жасушалық түпнұсқа.
Протопластарды  механикалық  жəне  биохимиялық (энзиматикалық) əдістер
арқылы алуға болады.
Бірінші əдіс бойынша жүргізілетін өсімдік жасушасының плазмолизінде 0,1%
сахароза  ертіндісі  қолданылып, эпидермисті  тілу  арқылы  қоректік  ортаға  босаған
протопластар жіберіледі.
Энзиматикалық  əдістерінің  протопластарды  алудағы  тиімділігі  əртүрлі. Бұл
əдістерде  əрбір  өсімдіктер  үшін  жекелей  ферменттер  таңдап  алынуы  тиіс, бірақ  та
көбінесе  целлюлазалар, пектиназалар, гемицеллюлазалары  жекелей  немесе  қоспа
түрінде  пайдаланылады. Мысал  алғанда,
Nicotiana tabacum
  өсімдігі  жапырағының
протопластарын  алу  үшін, эпидермистен  ада  болған  жапырақ  ұлпасын, құрамына
0,5% пектиназа, 2% целлюлаза  жəне 0,7 М  маннит  немесе  сорбит  ертіндісі  бар
ферменттер  қоспасын; жоңышқа  сұрыптары (клевер, люцерна) жапырақтарының
протопластарын  алу  мақсатында 2-5% гликаназ  бен  пептидазалардың  қоспалары
жəне т.б. пайдаланылады.
Салыстырмалы  түрде  протопластарды  алудың  энзиматикалық  əдісін  қолдану
жақсы  деп  есептелінеді. Бірақ  та  қайсібір  əдістерді  таңдап  алғанда  да  осмостық
қысымды  тұрақтандырғышты (стабилизатор) лайықтау  қажет, өйткені  онсыз
протопластардың
плазмоптизі
 (плазмолизге қарама-қарсы құбылыс) тез белең алуы
мүмкін. Осындай  тұрақтандырғыштар  ретінде  бейорганикалық  тұздардың (СаСl
2
,
КСl, N
2
HPO
4
) ертінділері, органикалық  гликольдер (маннит, сорбит), моно  жəне
дисахаридтер (гликоза, ксилоза, сахароза), жобамен  алғанда 0,3-0,8 м/л
көлемдерінде  жиі  қолданылады. Бірақ  та, протопластар  алынатын  өсімдіктер
түрлеріне 
байланысты, протопластардың 
жекелеген 
жағдайы (осмостық
тұрақтандырғыш, ортаның  рН  көрсеткіші, температурасы) жасалынады. Бұл
жағдайлардың  талаптары  каллусты  культуралар  мен  жасушалық  суспензиядан
протопластарды алуда да орындалады.
Бөлініп  алынған  протопластардың  тіршілікке  қабілетті  болып  шығуында,
бастапқы  өсімдік  материалдарының  физиологиялық  толыққандылығы  үлкен  роль
атқарады. Осындай мақсатта алынған суспензиялық культураларының логарифмдік
фазасының ақырғы кезеңдерінде (көбею кезеңі) алынғаны жақсы.
Жоғарыда  аталған  əдістер  арқылы  алынған  протопластарды  өсімдік
регенерациясы  үшін  немесе  гетерокариотикалық  гибридтер  алу  мақсаттарында
қолдануға болады.
Протопластар  арқылы  оңай  регенерацияланатын  өсімдіктер  қатарында
жертүйнек (картоп), жоңышқа (люцерна), маниок, рапс, темекі  сияқыларын
жатқызуға  болады. Топыраққа  егілген  осындай  протопластардан  регенерант-
өсімдіктерін алу үшін кемінде 16-18 апта қажет болады.
Протопластар  арқылы  өсіріліп  алынған  өсімдіктері  біздерді  қызықтыратын
көптеген: өнім  шығымдылығы, үлкендігі, жекелеген  бөліктерінің  морфололгиясы,

137
фотопериодтылығы  жəне  т.б. белгілері  бойынша  өте  айқын  түрде  ерекшеленуі
мүмкін. Көбінесе  бұл  құбылысты  хромосомалар  саны  мен  олардағы  қайта
құрылымдық  өзгерістер  нəтижелерімен  байланыстырады. Сондықтан  өсімдік
протопластары мутагенез үдерістерін зерттеуде таптырмайтын зерзат бола алады.
Протопластарды  гибридизациялау  жұмыстарын, тек  қана  бастапқы
материалдар жынысты көбею мүмкіндіктеріне ие өсімдіктеріне ғана емес, сонымен
бірге біріктіруге арналған жасушалары жыныстық жолмен қосылуы мүмкін еместігі
алдын-ала белгілі болған өсімдіктерге де жүргізуге болады. Мұнда назарға ұстайтын
бір жағдай, сомалық гибридтеу жұмыстарының барлық түрлерінде алынған өнімнің
гибридті екендігін нақты анықтау мақсатында, қосылатын өсімдіктердің қайсібірінің
маркерлік  генге (биохимиялық  немесе  басқадай) ие  болуын  қадағалау  қажет.
Осындай мақсатта ауксотрофты мутанттарын пайдалану ыңғайлы келеді.
Гетерокариоттық
сомалық
гибридтерді 
микроманипуляторларын,
капиллярлық  микропипетка  мен  істік (шприц) пайдалану  арқылы  қолмен  немесе
флуоресцендік жүйелерін пайдалану негізінде автоматты түрде бөліп алуға болады.
Қазіргі  кезде  бірталай  өсімдік  протопластарынан, олардың  тонопластық
мембранамен  қоршалған  жəне  құрамына  ядродан  тыс  генетикалық  материалдар
кіретін, ядросыз  бөлшектері –
микропластары
  алынған. Сомалық  гибридтеу
тəсілдерін  қолдана  отырып, микропластарды  реципиенттік  протопластармен
біріктіруге  болады. Сондықтан, микропластар  фитобиотехнологиядағы  жасушалық
инженерия  жұмыстарының  мүмкіндіктерін  арттыруда  үлкен  маңызға  ие. Сонымен
бірге, қазіргі  кезде  өсімдік  протопластарын  микроорганизмдер  мен  жануарлар
жасушаларымен де гибридтеу жұмыстары мүмкін болды.
Хромосомалық  инженерия  мəселесіне  келетін  болсақ, жүгері  жəне  бидай
сияқты  қос  жарнақты  өсімдіктердің  полиэтиленгликольмен  өңделген  реципиентті
протопластарына, жекелеген  метафазалық  хромосомаларының  кіре  алатындықтары
дəлелденген. Енді  трансгенді  өсімдіктерін  шығару  барысында, зерттеушінің
ұйғарымы  бойынша, қосымша  генетикалық  мəліметтерді  енгізудің  тура  жолдары
ашылды. Жат  текті  ДНҚ-ын  протопластарға  тіке  тасымалдау  жолдары  енді
микроиньекция, трансформация, липосомдарға  орау  жəне  кейіннен  оларды  өсімдік
протопластарымен  эндоцитоз  жасау  немесе  электропорация (жоғары  кернеулі
электр импульстары) арқылы да атқарылуы мүмкін.

жүктеу 4,09 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: