рефераты бесплатно

МЕНЮ


Современная генетика

organizat? ce cre?te repede. Оn cursul acestui proces se produce a?a-zisa

dediferen?iere a celulelor, revenirea lor la starea ini?ial?,

nespecializat?, dup? care este u?or s? le comut?m pentru efectuarea altor

func?ii.

Un fragment din acest ?esut poate fi separat oricвnd ?i mutat оntr-un

mediu nutritiv proasp?t. Astfel via?a plantei va continua la infinit. Оn

multe laboratoare din lume exist? culturi de celule, care tr?iesc mai bine

de 30 de ani.

Conform modului de nutri?ie, aceast? cultur? de celule nu seam?n?, оns?,

cu o plant? оntreag?, care poate s? se asigure singur? cu substan?e

organice, formвndu-le оn procesul fotosintezei. Atunci cвnd pentru ele se

creeaz? medii nutritive speciale, trebuie s? se ?in? cont nu numai de

componen?ii pe care planta оi absoarbe cu r?d?cinile din sol, dar ?i de

componen?ii sintetiza?i de frunze, adic? de glucide. Celulele sunt capabile

s? ve?uiasc? ?i s? se divizeze numai dac? mediul nutritiv con?ine toate

mineralele, glucidele ?i substan?ele stimulatoare (vitaminele ?i hormonii)

necesare.

Оn prezent a fost acumulat? o experien?? bogat? de cre?tere a ?esuturilor

diferitelor plante: tutunului, bradului, tomatelor, l?mоiului, gen?enului

?. a. m. d.

Ob?inerea produselor de valoare de origine vegetal? din biomasa celulelor

cultivate se bazeaz? pe capacitatea acestor celule de a sintetiza acelea?i

substan?e secundare, pentru care sunt cultivate aceste plante sau culese оn

natur?. Prezint? interes оn primul rвnd substan?ele folosite оn industria

alimentar?, medical? ?i parfumerie. Activitatea fiziologic? a acestor

culturi este foarte оnalt? ?i permite elaborarea de tehnologii rentabile.

Оn prezent este rentabil? cultivarea, bun?oar?, a celulelor de gen?en, care

con?in panaxozizii proprii vestitei «r?d?cini a vie?ii».

Au fost create оntreprinderi la care оn vase speciale sunt cultivate

celule de plante, ale c?ror rezerve оn lume sunt limitate sau se epuizeaz?.

Din ele fac parte оn primul rвnd rauvolfiea, dioscoreia, gen?enul,

eleuterococul ?. a. Rauvolfia este singura surs? a preparatului

medicamentos de valoare rezerpina; dioscoreia sintetizeaz? compu?ii

steroizi necesari pentru producerea cortizonei ?i a celorlalte preparate

hormonale. Planta rauvolfia, mai alee r?d?cinile ei, con?in o mare

cantitate de diferi?i alcaloizi din care cea mai mare r?spвndire o au

rezerpina ?i aimalina, necesare pentru tratamentul bolii hipertonice — ele

scad tensiunea arterial?. Rauvolfia este o plant? tropical?. Din cultura

celulelor ei, оns?, ace?ti alcaloizi se ob?in la noi оn ?ar?. Este

interesant c? celulele cultivate con?in mai bine de dou? ori mai mult?

aimolin? decвt celulele plantelor оntregi, ?i aceast? substan?? poate fi

ob?inut? pe parcursul оntregului an. C?ci pentru cre?terea celulelor «оn

eprubet?» nu e nevoie de un sol potrivit, nici de o clim? favorabil?.

?tim to?i care e valoarea gen?enului. R?d?cinile lui con?in multe

substan?e t?m?duitoare. Esen?ele de gen?en sunt folosite оn cazurile de

sc?dere a tensiunii arteriale, de oboseal?, de surmenare, la tratamentul

unor boli nervoase. Preparatele din r?d?cin? sunt folosite larg ?i оn

parfumerie. La fel de bine se ?tie, оns?, c? gen?enul s?lbatic cre?te

foarte оncet — оntr-un an spore?te cu 1 gram. Оn eprubet? celulele lui

formeaz? repede o mas? biolojic? mare: оn 21 de zile — aproape 100 de grame

la un litru de mediu nutritiv. Aceste celule sintetizeaz? aceea?i

panaxozizi ca ?i planta. Оn laboratoarele fabricilor din industria

microbiologic? s-a оnceput deja producerea artificial? a gen?enului. ?i

primele «livr?ri industriale» оi bucur? pe savan?i. Academicianul C. A.

Ovcinicov indic? c?, datorit? eforturilor enorme depuse de «vвn?torii de

gen?en», industria medical? produce anual 250—300 kg de extract al

r?d?cinii-minune, pe cвnd оntreprinderile specializate de acum оn primul an

de produc?ie industrial? au fabricat aproape 5 tone de acest extract.

Experimentele biologice arat? c? nu exist? nici o deosebire оntre

efectele ob?inute de la preparatele din r?d?cina gen?enului ?i cele

ob?inute din masa lui celular?.

La ordinea zilei se afl? metodele de cultivare оn condi?ii industriale a

biomasei celulare de eleuterococ, care dup? complexul de substan?e cu

activitate biologic? se deosebe?te prea pu?in de gen?en. Pe baza

extractului de eleuterococ a fost creat? b?utura «Bodrosti». Esen?a lui se

vinde la farmacii ca tonifiant adaptogen ?i stimulator al muncii

intelectuale.

O alt? cale de dezvoltare a biotehnologiei celulare este crearea prin

metode genetice a liniilor celulare sau a clonilor supraproduc?tori de

substan?e valoroase. Se pune sarcina de a ob?ine mutan?i biochimici

supraproductivi la nivelul celular, care s? nu copie cele ce se produc оn

plant?. Probabil c? nu numai mutogeneza ?i selec?ia plantelor de mare

randament, dar ?i hibridizarea celulelor din diferite plante are

perspective frumoase ?i promite оn viitor crearea unor cloni

supraproductivi prin metodele ingineriei celulare.

Avantajul esen?ial pe care оl prezint? ob?inerea produselor de valoare

prin intermediul culturilor celulare const? оn faptul c? recoltele nu sunt

limitate de timp, sezon ?i clim?.

Culturile celulare au fost оnc? pu?in studiate ca produc?tori ai

substan?elor obi?nuite cu activitate fiziologic? ?i ca analogii ale lor,

care pot avea o activitate mai оnalt?. ?i оnc? un detaliu: celulele

cultivate sunt, de fapt, o materie prim? nou?, care trebuie studiat? pentru

a se eviden?ia compu?i activi neobi?nui?i, care n-au fost descoperi?i оnc?

оn natur?. Primele оncerc?ri de separare au condus la descoperirea

substan?elor cu activitate antivirotic? anticancerigen?, fitoncid?. Sper?m

c? cercet?rile acestea se vor solda cu succes.

Una dintre variantele de utilizare a culturilor celulare pentru ob?inerea

pe cale industrial? a produselor de valoare este folosirea lor pentru

transformarea biologic? a precursorului neactiv оntr-un produs activ.

Precum vedem, industria celulelor vegetale se afl? la оnceput de cale. De

ea ?in, оns?, multe orient?ri de perspectiv? оn domeniul cercet?rilor ?i,

nu оncape оndoial?, c? are un mare viitor.

12.3 Hibridarea celulelor somatice ?i ob?inerea hibrizilor asexua?i

Hibridizarea este un fenomen foarte r?spвndit оn natur?. To?i indivizii

de aceea?i specie se оncruci?eaz? liber оntre ei ?i dau o descenden??

fecund?. Deaceea putem alege pentru оncruci?are reprezentan?i ai

diferitelor linii, care se deosebesc dup? anumite caractere de valoare,

pentru a-i оmbina оn descenden?a hibrid?. Aceast? оncruci?are оntre

diferitele linii de plante ale aceleia?i specii poart? numele de

hibridizare intraspecific?. Ea se produce mereu оn natur?. Mult mai rar se

оncruci?eaz? plantele ce apar?in la diferite specii ?i cu atвt mai pu?in la

diferite genuri, iar dac? aceasta se оntвmpl? , ace?ti hibrizi оndep?rta?i

sunt sterili.

Totodat?, hibridizarea оndep?rtat? este unica metoda eficace prin

intermediul c?reia se realizeaz? cu succes «ingineria selec?ionar?» a

plantelor. Perspective deosebit de largi se deschid оn fa?a hibridiz?rii

оndep?rtate la оncruci?area plantelor culturi cu cele s?lbatice, cвnd

selec?ionatorul realizeaz? transmiterea programat? a unor caractere

valoroase din punct de vedere genetic ale speciilor s?lbatice ?i cultivate

unui nou hibrid.

Dac? la o hibridizare obi?nuit? оn limitele unei specii nu apare nimic

nou оn principiu, la hibridizarea оndep?rtat? se formeaz? plante cu totul

noi, nemaiv?zute, pe care le putem numi, pe bun? dreptate, specii noi.

Formele ob?inute pe aceast? cale reunesc propriet??ile a dou? specii ?i

genuri sau chiar a mai multora ?i prezint? un fond de acumul?ri a

materialului genetic, cu ajutorul c?ruia se poate «construi» оn

continuare, crea noi specii, variet??i ?i soiuri.

Precum se ?tie, оn celulele sexuale ale plantelor ?i animalelor se afl? o

garnitur? unic? (haploid?) de cromozomi. La diferitele specii num?rul de

cromozomi este diferit, dar el este constant la fiecare specie. De

exemplu, celulele sexuale ale grвului moale con?in 21 de cromozomi, ale

grвului tare — 14, ale sec?rii —7 ?. a. m. d. Fiecare cromozom este

purt?torul unei anumite garnituri de gene. Prin contopirea celulei paterne

cu cea matern? care poart? cвte o garnitur? de cromozomi se formeaz?

zigotul cu o garnitur? dubl?. O garnitur? dubl? cap?t? ?i fiecare celul? a

germenului ?i a organismului matur.

Savan?ii au оnv??at s? manipuleze dup? dorin?a lor cromozomii, s?

m?reasc? sau s? reduc? garniturile de cromozomi ale celulelor. Оn procesul

experiment?rii ei pot s? m?reasc? de dou? sau de trei ori num?rul de

garnituri cromozomice ale unei specii (acest fenomen a fost denumit

autopoliploidie); s? reuneasc? оntr-o celul? garniturile cromozomice ale

diferitelor specii (alopoliploidia); s? ob?in? organisme cu un num?r

ordinar de cromozomi (haploidia), precum ?i s? substitue o anumit? pereche

de cromozomi cu alta, s? insereze cromozomi suplimentari sau fragmentele

lor aparte, luate din alt soi ?i chiar din alt? specie. Aceste metode de

manipulare a materialului genetic au fost numite inginerie cromozomic?. Ele

sunt utilizate tot mai pe larg оn practica selec?iei plantelor. Nu оncape

оndoial? c? importan?a ingineriei cromozomice va cre?te tot mai mult pe

m?sura perfec?ion?rii metodelor ei. Se cunosc experien?ele savantului G. D.

Carpecenco, care a ob?inut pe aceste c?i un hibrid fertil din diferite

specii: varz? ?i ridiche — rafanobrasica. Оns?, din p?cate, acest hibrid

intergenic n-a prezentat interes practic. Iat? un alt exemplu: se ?tie c?

dintre toate culturile cerealiere secara este cea mai rezistent? la frig ?i

cea mai nepreten?ioas? fa?? de sol. Spicul ei este mai productiv, decвt cel

al grвului. Selec?ionatorii ?i-au pus drept scop s? оncruci?eze grвul cu

secara ?i s? ob?in? o cultur? cerealier? absolut nou?. Se prevedea unirea

оntr-o singur? plant? hibrid? a celor mai bune caractere ale grвului ?i

ale sec?rii.

Acest hibrid intergenic (el a fost numit triticale — de la оmbinarea

cuvintelor latine triticum— grвu ?i secale — secar?) se ob?ine prin

оncruci?area grвului cu secara, dublвndu-le оn continuare garnitura de

cromozomi la hibrid, tratвnd celulele lui cu alcaloidul colhicina. Astfel

cromozomii de grвu ?i secar? devin dubli ?i restabilesc fertilitatea

triticalei.

Triticale este primul gen de plant? ob?inut оn mod artificial, avвnd o

mare valoare practic?. Оn diferite ??ri s-au ob?inut de acum multe varia?ii

ale acestor plante. Cele mai frumoase rezultate оn acest domeniu le-au

ob?inut V. Pisarev, A. ?ulвndin ?i N. ?i?in оmpreun? cu colegii lor.

Deosebit de valoros s-a dovedit a fi triticale cu 42 de cromozomi (dintre

care 28 de grвu ?i 14 de secar?).

Оn ce const? valoarea triticalei? Cele mai bune soiuri ale acestei

culturi de peste hotare dau tot atвtea gr?un?e ca ?i grвul de toamn? moale,

dar ele se deosebesc printr-un con?inut sporit de protein?, prin оnalte

propriet??i de panifica?ie a f?inii. Afar? de aceasta, triticale este mai

rezistent? la boli decвt grвul. Gr?un?ele ei con?in mai mult aminoacid

indispensabil — lizin?, cu toate c? aceast? cultur? оnc? nu ocup? terenuri

mari, mul?i savan?i consider? c? anume triticalele sunt pвinea viitorului.

Se presupune c? recolta celor mai bune din formele ei va fi оn mediu de

70—80 centale la hectar.

Academicianul N. V. ?i?in a emis o alt? idee neobi?nuit?: de a оncruci?a

grвul cu du?manul lui оnr?it — cu pirul. De ce oare savantul a ales din

atвtea plante tocmai buruiana a c?rei numire оn traducere din latin? e

«pojarul cвmpurilor». Acest gramineu s?lbatic posed? multe propriet??i de

valoare, pe care n-ar strica s? le aib? grвul. El suport? minunat gerul de

50—55 de grade, nu sufer? de boli, iar gr?un?ele-i con?in 28—30 procente de

protein?, de dou? ori mai mult decвt cele mai bune soiuri de grвu.

Ob?inerea hibrizilor de grвu-pir (HGP) nu numai c? este un lucru

complicat, dar mai necesit? ?i un volum mare de munc?. Primul mare obstacol

este, precum оn cazul cu triticale, sterilitatea hibrizilor. Se cer multe

bra?e de munc?, de aceea vara la cultivarea lor particip? ?i ?colarii. Ei

separ? staminele de grвu, apoi izoleaz? spicul, iar peste dou?-trei zile

pun pe stigmatul grвului polenul de pir. Toamna apar ni?te semin?e

pl?pвnde, mici, care nu seam?n? nici cu grвul, nici cu pirul. Anul urm?tor

ele se seam?n? ?i cresc plante noi. Sunt sterile, оn anterele lor aproape

nu se formeaz? polen. Florile hibridului trebuie deja poleniza-te cu

polenul grвului. Pentru a ob?ine un gr?unte e nevoie s? se polenizeze 400

de flori. Hibrizii de genera?ia a doua se autopolenizeaz?, iar spicul

seam?n? ba cu cel al pirului, ba cu cel al grвului sau e ceva оntre grвu

?i pir. Hibrizii de genera?ia a treia au multe spice de tipul grвului, dea-

ceea оn continuare se selecteaz? numai plantele necesare.

Pe baza hibrizilor de grвu-pir au fost create multe soiuri de perspectiv?

de grвu de toamn?. Unul dintre acestea este Odin?ovscaia-75. El cre?te bine

pe solurile podzolice, este atacat de dou? ori mai pu?in de bolile

criptogamice ?i d? o recolt? de aproape 70 centale la hectar. Odin?ovscaia-

75 a fost ob?inut? prin оncruci?area hibridului PPG-186 cu Bezostaia-4 ?i

Mironovscaia-808. Ea a mo?tenit de la «p?rin?ii» s?i tot ce aveau ace?tia

mai bun. Odin?ovscaia se coace repede, are spice ?i boabe mari. Are ?i

propriet??i de panifica?ie minunate. Odin?ovscaea are protein? cu un

procent mai mult decвt celelalte soiuri de grвu. Numai cu un procent. Pare

pu?in. De fapt, оns?, aceast? cifr? minuscul? d? un surplus de 5—6 centale

de gr?un?e la hectar.

Sub conducerea direct? a lui N. V. ?i?in au fost create ?i prezint? o

deosebit? importan?? pentru teorie ?i practic? hibrizii ob?inu?i din trei

genuri de plante: grвu, pir ?i secar?. Aceast? оmbinare intensific?

caracterul multianual al soiurilor de grвu multianual din contul sec?rii

multianuale.

Celulele somatice ale acestor hibrizi «tripli» con?in cвte 35 de

cromozomi: 7 — de secar? de la hibridul multianual de secar?, 7 — de pir de

la pirul multianual ?i 21 — de grвu de la grвul multianual, Aceste plante

sunt puternice, formeaz? cвte 30—37 de spice pe o tulpin?, tipul lor de

dezvoltare este multianual, sunt foarte rezistente la bolile bacteriale ?i

criptogame, dar sunt sterile — nu formeaz? boabe. Dup? ce au fost tratate

cu colhicin? s-au ob?inut plante cu 70 de cromozomi ?i cu flori fertile.

Se efectueaz? lucr?ri interesante de оncruci?are оndep?rtat? a grвului

cu graminee s?lbatice (cu elimus), pentru a ridica brusc productivitatea

formelor hibride. Dup? оncruci??ri complicate ?i оn multe etape ale

elimusului moale cu grвul tare ?i grвul moale au fost ob?inu?i hibrizi cu

42 de cromozomi, care formeaz? semin?e dup? autopolenizare. Aceste forme de

var? ale plantelor au un spic puternic, care dep??e?te uneori 18 cm оn

lungime. El este

capabil s? sus?in? 120 ?i chiar mai multe boabe mari, ro?ii, sticloase.

Bobul are un procent foarte mare de protein? — 21—24% оn compara?ie cu

12—15% la soiurile obi?nuite de grвu, iar gluten brut оn f?in? — aproape

50—55%. Din aceast? f?in? se coace pвine de calitate оnalt?, asem?n?toare

cu cea coapt? din f?in? de grвu.

Putem afirma c? datorit? metodelor de hibridizare interspecific? a fost

creat? оnc? o cultur? nou?, care оn viitorul apropiat va ocupa un loc

destoinic printre principalele culturi cerealiere.

Precum se vede, posibilit??ile ingineriei de selec?ie, de reconstruire a

plantelor agricole pe baza hibridiz?rii оndep?rtate sunt cu adev?rat

nelimitate.

O direc?ie foarte interesant? ?i de perspectiv? a cercet?rilor оn acest

domeniu este transmiterea de la plantele s?lbatice a unor cromozomi aparte

sau a fragmentelor lor plantelor cultivate. Savantul american E. Sirs a

transferat оnc? оn anul 1956 cu ajutorul razelor rentghen un fragment de

cromozom al gramineului s?lbatic eghilops оn cromozomul grвului, asigurвnd

astfel grвului gradul de rezisten?? fa?? de rugina neagr? a frunzelor

proprii plantei s?lbatice.

Оn ultimul timp la «construirea» plantelor o importan?? tot mai mare o au

cercet?rile cu protopla?ti izola?i. Оn acest domeniu savan?ii din fosta

URSS au ocupat cele mai avansate pozi?ii оn lume. Aceste metode au fost

studiate fundamental ?i perfec?ionate de un grup de savan?i de la

Institutul de fiziologie a plantelor al A? al fostei URSS, condus de R.

Butenco.

Protopla?tii pot fi ob?inu?i din orice organ al plantei, dar оn

majoritatea cazurilor ei sunt separa?i din frunzele verzi. La оnceput

frunzele sunt supuse steriliz?rii, apoi sunt tratate cu fermen?i speciali

(celulaza, pectinaza ?. a.) care dizolv? anvelopa groas? :a celulelor, dup?

care con?inutul lor viu r?mвne оnv?luit оntr-o membran? sub?ire plazmatic?.

Sunt celulele «goale» sau protopla?tii.

Dup? izolare protopla?tii sunt transfera?i оntr-un mediu solid — оn

geloz?, unde peste cвteva ore оncepe s? se formeze peretele celulei. Prima

diviziune a celulelor noi оncepe, de obicei, peste 3—5 zile, a doua — peste

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38


Copyright © 2012 г.
При использовании материалов - ссылка на сайт обязательна.