El mètode de cultiu de teixits és una de les principals eines de la biotecnologia moderna, que permet resoldre problemes pràctics de fisiologia vegetal, bioquímica i genètica. El cultiu artificial del material es realitza amb determinades condicions: esterilització, control de temperatura i exposició a un medi nutritiu especial.
Essència
El mètode de cultiu de teixits és la seva preservació a llarg termini i/o cultiu artificial en condicions de laboratori en un medi nutritiu. Aquesta tecnologia us permet crear un model biològic per estudiar diversos processos a les cèl·lules que existeixen fora del cos de plantes, humans i animals.
La reproducció del cultiu de teixits vegetals es basa en la propietat de la totipotencia: la capacitat de les cèl·lules per convertir-se en un organisme sencer. En animals, això només es realitza en òvuls fecundats (a excepció d'alguns tipus de celenterats).
Historial de desenvolupament
Els primers intents de conrear teixits vegetals els van fer científics alemanys al tombant dels segles XIX-XX. Tot i que no van tenir èxit, es van formular diverses idees, que es van confirmar més tard.
El 1922, W. Robbins i W. Kotte, independentment l'un de l' altre, van poder fer créixer les puntes de les arrels de blat de moro i tomàquet en un medi nutritiu artificial. A la dècada de 1930 va començar un estudi detallat de les tècniques de cultiu cel·lular i de teixits. segle 20 R. Gautre i F. White van demostrar que amb el trasplantament periòdic de cultius de teixits a un medi nutritiu fresc, poden créixer indefinidament.
El 1959, s'estaven cultivant 142 espècies de plantes en condicions de laboratori. A la segona meitat del segle XX. també ha començat l'ús de cèl·lules disperses (separades).
Tipus de material de prova
Hi ha dos tipus principals de cultius de teixits vegetals:
- Produït sense destrucció i conservant els trets característics inherents a un organisme viu.
- Extret per degradació (química, enzimàtica o mecànica) del teixit primari. Es pot formar a partir d'un o més cultius cel·lulars.
Els mètodes següents es distingeixen pel mètode de cultiu:
- a la "capa d'alimentació", en la qual es secreta una substància que estimula el creixement dels teixits mitjançant la divisió de cèl·lules de la mateixa espècie vegetal;
- utilitzant el teixit d'infermera al costat de les cèl·lules cultivades;
- ús de medi nutritiu d'un grup de cèl·lules en divisió aïllada;
- creixent cèl·lules individuals individuals en una microgota saturat de composició.
El cultiu a partir de cèl·lules individuals està ple de certes dificultats. Per "obligar-los" artificialment a dividir-se, han de rebre un senyal de cèl·lules veïnes que funcionen activament.
Un dels principals tipus de teixit per a la investigació fisiològica és el call, que es produeix sota factors externs adversos (normalment lesions mecàniques). Tenen la capacitat de perdre les característiques específiques inherents al teixit original. Com a resultat, les cèl·lules del call comencen a dividir-se activament i es formen parts de la planta.
Condicions necessàries
L'èxit del mètode de cultiu de teixits i cèl·lules depèn dels factors següents:
- Compliment de l'esterilitat. Per al trasplantament, s'utilitzen caixes especials amb aire purificat subministrat, equipades amb làmpades ultravioletes. Les eines i els materials, la roba i les mans del personal s'han de sotmetre a un processament asèptic.
- L'ús de medis nutritius especialment seleccionats que contenen fonts de carboni i energia (normalment sacarosa i glucosa), micro i macronutrients, reguladors del creixement (auxines, citoquinines), vitamines (tiamina, riboflavina, àcid ascòrbic i pantotènic i altres).).
- Compliment de la temperatura (18-30 °C), condicions de llum i humitat (60-70%). La majoria de cultius de teixits de callositat es cultiven sota la llum ambiental, ja que no contenen cloroplasts, però algunes plantes requereixen retroil·luminació.
Actualment ja fetalineacions comercials (Murasige i Skoog, Gamborg i Eveleg, White, Kao i Mikhailyuk i altres).
Pros i contres
Els avantatges del mètode de cultiu de cèl·lules i teixits són:
- bona reproductibilitat dels resultats obtinguts;
- regulació de les interaccions intercel·lulars;
- baix consum de reactius;
- homogeneïtat genètica de les línies cel·lulars;
- possibilitat de mecanització del procés de cultiu;
- control de les condicions de la gàbia;
- emmagatzematge a baixa temperatura de cultius vius.
El desavantatge d'aquesta biotecnologia és:
- cal complir unes condicions d'asèpsia estrictes;
- inestabilitat de les propietats cel·lulars i la possibilitat de la seva barreja no desitjada;
- cost alt dels productes químics;
- equivalència incompleta de teixits i cèl·lules cultivades en un organisme viu.
Aplicació
Mètode de cultiu de teixit utilitzat per a la investigació:
- processos dins de les cèl·lules (síntesi d'ADN, ARN i proteïnes, metabolisme i influència amb l'ajuda de fàrmacs);
- reaccions intercel·lulars (el pas de substàncies a través de les membranes cel·lulars, el treball del complex hormonal-receptor, la capacitat de les cèl·lules d'adherir-se entre elles, la formació d'estructures histològiques);
- interaccions amb el medi (absorció de nutrients, transmissió d'infeccions, processos d'origen i desenvolupamenttumors i altres);
- resultats de manipulacions genètiques amb cèl·lules.
Les àrees prometedores de la biologia i la farmacologia, en el desenvolupament de les quals s'utilitza aquesta tecnologia, són:
- obtenció d'herbicides eficaços, reguladors de creixement per a cultius agronòmics, compostos biològicament actius per a la producció de medicaments (alcaloides, esteroides i altres);
- mutagènesi dirigida, cria de nous híbrids, superació de la incompatibilitat postgàmica;
- propagació clonal, que us permet obtenir un gran nombre de plantes genèticament idèntiques;
- creació de plantes resistents i lliures de virus;
- criopreservació del conjunt genètic;
- reconstrucció de teixits, creació de fonts de cèl·lules mare (enginyeria de teixits).
