Клонирование растений для спасения исчезающих видов

Сегодня расскажем про клонирование растений. Если обратиться к биологии, то под клоном следует понимать однородную по геному группу потомков, способ образования которых основан на бесполом размножении. Это потомки одной родительской формы, и по этой причине они имеют биологические признаки, свойства родительского организма.

Способы получения клонов растений

• вегетативное размножение растений посредством черенков, отводков, прививок;
• получение клона при помощи культуры клеток.

Клонирование растений, как инструмент спасения исчезающих видов

К сожалению, в нашей стране многие представители растительного мира находятся на грани полного исчезновения. Один из новаторских подходов к их сохранению и размножению – клонирование.

Список редких растений представлен

• маком прицветниковым;
• лотосом oрехоносным;
• лилией ложнотигровой;
• лилией кавказской;
• кубышкой японской;
• колокольчиком холодолюбивым;
• колокольчиком Комарова;
• гвоздикой акантолимоновидной;
• фиалкой надрезанной и другими растениями.

Инструменты защиты исчезающих растений

• законодательные мероприятия;
• охраняемые природные территории;
• ботанических сады, прочие учреждения, на базе которых выращивают редкие виды растений;
•  генные банки;
• контроль над реализацией исчезающих растений.

В природе клонирование растений, а так же животных, может происходить при бесполом и вегетативном размножении или в следствии амейотического партеногенеза. Само клонирование растений и животных — это точное повторение старых и получение новых объектов, изменение и изучение структуры генома, решение некоторых научных (и не только) задач.

Клонирование растений – это совершенно новая веха в современной науке, развивающаяся в конце 20-го – начале 21-го веков. Определение “клонирование” появилось в селекции и микробиологии и позднее перекочевало в генетику.

Также следует отметить тот факт, что организм, полученный в результате клонирования, не будет полностью идентичен с тем, что брался для опыта. Причиной этого могут быть такие факторы, как соматические мутации, случайные отклонения в онтогенезе, различие окружающих сред, влияющее на фенотип, эпигенетические изменения в наследственном материале.

Если говорить простыми словами, под клонированием растений также можно понимать всякий ход вегетативного размножения растений. В отличии от клонирования животных, у растений этот процесс гораздо более проще.

По причине того, что в отличие от животных, у растений по мере того как они растут (в ходе специализирования клеток), у их клеток не пропадают их тотипотентные свойства, а значит они не лишаются своих свойств использовать всю генетическую информацию, которая находится в ядре.

Поэтому любая клеточка растительного происхождения, у которой в процессе специализирования клеток сохранилось ядро, может подойти для проведения клонирования.

Для того, чтобы отдельная клетка начала делиться, ее надо поместить в среду, в которой содержатся источники углеводов, солей, гормонов и витаминов. В результате клетка начнет делиться. После образования культуры, ее можно репродуцировать и создать большое число биомасс.

Проблема состоит в том, что эти клетки вследствие своего активного деления и роста, не способны образовывать вторичные метаболиты (БАВ растений).

Клеточное соединение происходит с помощью некоторых способов, в которых применяются сливающиеся (фузогенные) агенты разного рода происхождений, таких как, например, физических (магнитное поле), химических (катионы и т. д.) и биологических (вирусы и др.). Перед соединением клетки растений перерастают в протопласты (клетки, у которых отсутствует жесткая стенка с внешней стороны).

Дальнейший контроль (скрининг) клеток гибридов, предоставляет возможность провести отбор тех из них, среди которых объединились геномы и части ДНК клеток родителей.

С помощью клеточной инженерии можно создавать штаммы гибридов, клетки и даже цельные растения (растения-регенераты), соединяя друг с другом эволюционно (филогенетически) отдаленные растения и другие организмы.

Асимметричные гибриды образуются при недостаточном соединении клеток (клетка-реципиент принимает не все участки ядерного генетического материала или кусочки клетки-донора (органеллы)). Этот способ увеличивает шансы выведения новейших сортов с/х, для выведения которых обычно применялись методики классической селекции.

С недавнего времени выведены сорта межродовых и межвидовых помесей табака, сои, турнепса, капусты, томата, картофеля. Применение открытий клеточной инженерии, в частности, позволяет создать методы выведения безвирусных растений (к примеру, томата) с помощью создания единого растения из отдельной соматической клетки. Биологи разрабатывают методики преобразования генотипов злаков.

Они внедряют специфические гены бактерий, у которых есть свойства, способствующие поглощению N из воздуха атмосферы, в генотипы растений. Основная цель этого решения – снизить расходы денег на приготовление удобрений из азота.

Биологические технологии в сфере растений имеют большое значение в урегулировании проблем с продовольствием. Биологические технологии предоставляют новейший монументальный прибор, который дополняет уже известные методы увеличения производительности с/х и, как вывод, увеличение экономического роста в странах третьего мира.

Но, в этот же момент как медицинские препараты уже обрели повсеместную славу, введение ГМО продуктов питания в нескольких богатых странах получило мощнейшее сопротивление, которое связано, в основном, с небольшим количеством накопленных знаний по генетике и, как итог, неоправданными страхами.

В то же время, некоторые опасения в создании трансгенных растений имеют место быть. Создание методов микроклонального размножения исчезающих и редких видов растений – новейшее направление в этой области.

Выведены микроскопические растения в культуре in vitro кодонопсиса, родиолы, василистника, гиностеммы, метаплексиса, назабудочника, кирказона, женьшеня и некоторых других редких и исчезающих растений. Получение такого необычного «хранилища» флоры способствует сохранению редких в природе видов.

По мере создания методик регенерации экосистем природы эти хранилища будут задействованы для заселения типичными растениями в природных местообитаниях. Получение гибридов – отдельное направление клеточной инженерии.

Клонирование растений позволяет поучить гибрд. Гибрид – клетки, которые появляются при соединении клеток родителей из единого организма, и в то же время с различными программами развития и дифференциации. Этими клетками могут быть клетки из различных видов тканей или клеток опухолей.

Мощнейшее продвижение гибридономный способ получила в нахождении миниклональных антител (МкАТ). Технология были создана Мильштейном и Келлером. В этом способе гибридному получают между нормальной антителообразующей клеткой и клеткой опухоли, клеткой плазмоцитомы. Плазмоцитомная клетка была получена по той причине, что эта клетка лучше соответствует АОК по типу дифференцировки.

Преобразования коснулись синтетического аппарата – его переключили на продуцирование иммуноглобулинов. Но в то же время, появились проблемы с тем, как разъединить данную гибридому от находящихся в системе отдельно не соединившихся клеток и от гибридов другого состава или другой специфики, чем те, что требуются.

Для свершения этой цели разработчики технологии создали специфическую цепь. Вначале был выведен особенный мутантный вариант плазмоцитомы мышей. Его рост определялся составом питательного субстрата.

Было определено несколько подходов к синтезу приемников нуклеиновых кислот. Речь идет о резервном и основном синтезе. Во втором случае образуются новые звенья, причисленные к нуклеиновым кислотам. Этот подход реализуется в несколько этапов.

Для его блокирования используется аминоптерин (препарат против опухоли), которые не оказывает пагубного влияния на клетки, потому, что они располагают резервным путем, в основе которого лежит создание нуклеиновых кислот и нуклеотидов, повторное использование продуктов распада.

Поликлональные антитела используются повсеместно для установления гормонов, ядов, клеточных рецепторов, ростовых факторов, белков крови и т. д.

Моноклональные антитела по причине своей высокой специфики, обычности и методичности выведения отлично замещают и действуют так же, как иммунные сыворотки. Потом гибродомы получают специфические свойства в целях аналитики: они используются как «иммунологический микроскоп» с очень хорошим разрешением.

Гибридомы имеют очень важную роль в углубленной и утилитарной иммунологии. Они были выведены с помощью клонально-селекционной теории и стали окончательным и бесповоротным ее доказательством.

Гибридомы помогли в создании предполагаемых клонов антителообразующих тканей и клеток и осуществили возможность нахождения их в организмах до подачи соответствующих антигенов.

Гибридомы усовершенствовали иммунологическую отрасль и получили в ней принципиально новейшие области. Технология гибридом свободно вошла во многие отрасли иммунологии.

Вот такая свежая информация про клонирование растений для сохранения видов.