Somatik füzyon - Somatic fusion - Wikipedia

Kloroplastlarla (bir yaprak hücresinden) ve renkli vakuolle (bir taçyaprağından) kaynaşmış protoplast (solda).

Somatik füzyon, olarak da adlandırılır protoplast füzyonu, bir tür genetik modifikasyon iki farklı bitki türünün yeni bir bitki oluşturmak için bir araya getirildiği bitkilerde melez her ikisinin de özelliklerine sahip bitki, bir somatik melez.^[1] Melezler, aynı türün farklı türleri arasında üretilmiştir (örneğin, çiçekli olmayanlar arasında) Patates bitkiler ve çiçekli patates bitkileri) veya iki farklı tür arasında (örneğin buğday arasında) Triticum ve çavdar Secale üretmek için Tritikale ).

Somatik füzyonun kullanımları arasında patates bitkilerinin patates yaprak kıvrımı hastalığı.^[2] Somatik füzyon yoluyla, mahsul patates bitkisi Solanum tuberosum - yaprak biti tarafından bulaşan viral bir hastalık nedeniyle verimi ciddi şekilde azalır vektör - yabani, yumrulu olmayan patatesle kaynaşmış Solanum brevidenshastalığa dirençli olan. Ortaya çıkan melez, her iki bitkinin de kromozomlarına sahiptir ve bu nedenle, poliploid bitkiler.Somatik hibridizasyon ilk olarak Carlson ve ark. içinde Nicotiana glauca.^[3]

Bitki hücreleri için süreç

Somatik füzyon süreci dört adımda gerçekleşir:^[4]

Her bitki türünün bir hücresinin hücre duvarının kullanılarak çıkarılması selülaz enzim üretmek için somatik hücre deniliyor protoplast
Hücreler daha sonra, hücreleri birleştirmek ve çekirdekleri bir araya getirmek için elektrik şoku (elektrofüzyon) veya kimyasal işlem kullanılarak birleştirilir. Ortaya çıkan erimiş çekirdek denir heterokaryon.
Hücre duvarının oluşumu daha sonra kullanılarak indüklenir. hormonlar
Hücreler daha sonra nasır daha sonra büyüdükleri bitkiler ve nihayet somatik melez olarak bilinen tam bir bitkiye.

Tohum bitkileri için prosedür yukarıda tarif edilmektedir, füzyon yosun protoplastlar elektrik çarpması olmadan başlatılabilir, ancak polietilen glikol (PEG). Dahası, yosun protoplastlarının fitohormonlar için yenilenme ve bir nasır.^[5] Bunun yerine, yenilenen yosun protoplastları şöyle davranır: filizlenen yosun sporlar.^[6] Daha fazla not sodyum nitrat ve yüksek pH'ta kalsiyum iyonu kullanılabilir, ancak sonuçlar organizmaya bağlı olarak değişebilir.^[7]

Hibrit hücrelerin uygulamaları

Somatik hücreler Hibrit hücreler elde etmek için farklı tipler kaynaştırılabilir. Hibrit hücreler, çeşitli şekillerde kullanışlıdır, örn.

(i) kontrolünü incelemek hücre bölünmesi ve gen ifadesi,

(ii) araştırmak kötü huylu dönüşümler,

(iii) elde etmek viral replikasyon,

(iv) için gen veya kromozom haritalama ve için

(v) üretimi monoklonal antikorlar üreterek hibridoma (ölümsüzleştirilmiş bir hücre ile bir antikor üreten lenfosit ), vb.

Somatik hücre hibridizasyonu yoluyla kromozom haritalama, esas olarak insan ve fare somatik hücreler. Genellikle insan fibrositler veya lökositler sürekli fare ile birleştirilir hücre hatları.

İnsan ve fare hücreleri (veya herhangi ikisinin hücreleri) memeli türler veya aynı türler) karışık, kendiliğinden hücre füzyonu çok düşük bir oranda (10-6) oluşur. Hücre füzyonu eklenmesi ile 100 ila 1000 kat artırılır. ultraviyole inaktive Sendai (parainfluenza) virüsü veya polietilen glikol (PEG).

Bu ajanlar, plazma membranları hücrelerin özelliklerini değiştirir ve özelliklerini, füzyonlarını kolaylaştıracak şekilde değiştirir. İki hücrenin füzyonu bir heterokaryon, yani füzyona giren hücrelerin her birinden birer tane olmak üzere iki çekirdekli tek bir hibrit hücre üretir. Daha sonra, iki çekirdek de tek çekirdekli bir hibrit hücre oluşturmak için birleşir.

Somatik hücre hibridizasyonu için genelleştirilmiş bir şema aşağıdaki gibi tarif edilebilir. Uygun insan ve fare hücreleri seçilir ve inaktive edilmiş Sendai virüsü veya PEG varlığında hücre füzyonunu desteklemek için karıştırılır. Bir süre sonra hücreler (insan, fare ve 'hibrit' hücrelerin bir karışımı) bir seçici ortam, Örneğin., HAT orta izin veren çarpma işlemi sadece hibrid hücrelerin.

Birkaç klonlar Hibrid hücrelerin (her biri tek bir hibrit hücreden türetilmiştir) bu şekilde izole edilir ve her ikisine de tabi tutulur sitogenetik ve uygun biyokimyasal analizler tespiti için enzim / protein /kişisel özellik soruşturma altında. Şimdi, özelliğin varlığı ve yokluğu ile bir karakterin varlığı ve yokluğu arasında bir bağlantı kurma girişiminde bulunulmaktadır. insan kromozomu melez klonlarda.

Bir mükemmel varsa ilişki bir insan kromozomunun varlığı ve yokluğu ile melez klonlardaki bir özelliğin varlığı arasında, özelliği yöneten genin ilgili kromozomda bulunduğu kabul edilir.

HAT ortamı, hibrit hücrelerin seçimi için kullanılan birkaç seçici ortamdan biridir. Bu ortam, hipoksantin, Aminopterin ve timidin, dolayısıyla HAT ortamı adı. Antimetabolit Aminopterin hücreyi bloke eder biyosentez nın-nin pürinler ve pirimidinler itibaren basit şekerler ve amino asitler.

Bununla birlikte, normal insan ve fare hücreleri, ortamda bulunan hipoksantin ve timidinden yararlanarak çoğalabilir. kurtarma yolu Normalde bozunmadan üretilen pürinleri ve pirimidinleri geri dönüştürür. nükleik asitler.

Hipoksantin, guanin enzim tarafından hipoksantin-guanin fosforibosiltransferaz (HGPRT), timidin ise fosforile tarafından timidin kinaz (TK); hem HGPRT hem de TK, kurtarma yolunun enzimleridir.

Bir HAT ortamında, yalnızca aktif HGPRT (HGPRT +) ve TK (TK +) enzimlerine sahip hücreler çoğalabilirken, bu enzimlerden (HGPRr- ve / veya TK-) eksik olanlar bölünemez (çünkü pürin ve pirimidin üretemezler) HAT ortamında bulunan aminopterin nedeniyle).

HAT ortamını seçici bir ajan olarak kullanmak için, insan hücreleri füzyon için kullanılan enzim HGPRT veya TK için eksik olmalıdır, fare hücreleri ise bu çiftin diğer enzimi için eksik olmalıdır. Bu nedenle, HGPRT eksikliği olan insan hücreleri (TK + HGPRr- olarak adlandırılır) TK eksikliği olan fare hücreleri (TK-HGPRT + olarak belirtilir) ile birleştirilebilir.

Füzyon ürünleri (hibrit hücreler) TK + olacaktır (insan kaynaklı gen ) ve HGPRT + (fare geninden dolayı) ve HAT ortamında çoğalırken, insan ve fare hücreleri bunu yapamaz. Diğer seçici medya ile deneyler de benzer şekilde planlanabilir.

Somatik hibridizasyon ve hibridizasyonun özellikleri

Somatik hücre füzyonu, iki farklı ebeveynin genomlar olabilir yeniden birleşmiş yapamayan bitkiler arasında cinsel olarak çoğaltmak (aseksüel veya steril).
Cinsel olarak steril protoplastlar (haploid, Triploid, ve anöploid ) bitkiler verimli üretmek için kaynaştırılabilir diploidler ve poliploidler.
Somatik hücre füzyonu, cinsel uyumsuzluk engellerinin üstesinden gelir. Bazı durumlarda, iki uyumsuz bitki arasındaki somatik melezler de uygulama alanı bulmuşlardır. endüstri veya tarım.
Somatik hücre füzyonu, sitoplazmik genlerin ve bunların aktivitelerinin çalışılmasında yararlıdır ve bu bilgi, bitki ıslahı deneyler.

Inter-spesifik ve inter-jenerik füzyon başarıları

Çapraz	İle geçti
Yulaf	Mısır
Brassica sinensis	B. oleracea
Torrentia fourneri	T. bailloni
Brassica oleracea	B. campestris
Datura innoxia	Atropa belladonna
Nicotiana tabacum	N. glutinosa
Datura innoxia	D. candida
Arabidopsis thaliana	Brassica campestris
Petunya melezi	Vicia faba

Tablo: Referans # 5 Not: Tabloda yalnızca birkaç örnek listelenmiştir, daha birçok çarpı işareti vardır. Bu teknolojinin olanakları harika; ancak, tüm türler protoplast kültürüne kolayca dahil edilmez.

Referanslar

^ Sink, K. C .; Jain, R.K .; Chowdhury, J.B. (1992). "Somatik Hücre Hibridizasyonu". Mahsul Bitkilerinin Uzaktan Hibridizasyonu. Teorik ve Uygulamalı Genetik Üzerine Monograflar. 16: 168–198. doi:10.1007/978-3-642-84306-8_10. ISBN 978-3-642-84308-2.
^ Helgeson JP, Hunt GJ, Haberlach GT, Austin S (1986). "Solanum brevidens ve Solanum tuberosum arasındaki somatik melezler: geç yanıklığa dirençli gen ve patates yaprağı kıvrılma direncinin ifadesi". Bitki Hücresi Rep. 5 (3): 212–214. doi:10.1007 / BF00269122. PMID 24248136.
^ Hamill, John D .; Horoz, Edward C. (1988). "Bitkilerin Somatik Hibridizasyonu ve Tarımda Kullanımı". Bitki Hücresi Biyoteknolojisi. 18: 21–41. doi:10.1007/978-3-642-73157-0_3. ISBN 978-3-642-73159-4.
^ Torrence James (2008). "Yüksek Biyoloji" (2. baskı). Hodder Gibson. Alıntı dergisi gerektirir | günlük = (Yardım).
^ Solvey Rother, Birgit Hadeler, José M. Orsini, Wolfgang O. Abel, Ralf Reski (1994): Bir Kaderi mutant somatik melezlerde makro kloroplast. patates herhangi bir karakter elde etmek yerine domates ile melezlendiğinde her iki karakter de Pomato Journal of Plant Physiology 143, 72-77 adında yeni bir bitki sergileyecek ve elde edecektir. [1]
^ S.C. Bhatla, Justine Kiessling, Ralf Reski (2002): sitokimyasal lokalizasyon ile polarite indüksiyonunun gözlemlenmesi fenilalkilamin bağlayıcı reseptörler yenileyici protoplastlar of yosun Physcomitrella patens. Protoplasma 219, 99-105. [2]
^ Mahesh. Bitki Moleküler biyoteknolojisi. 2009. Kitap.

[1] Sink, K. C .; Jain, R.K .; Chowdhury, J.B. (1992). "Somatik Hücre Hibridizasyonu". Mahsul Bitkilerinin Uzaktan Hibridizasyonu. Teorik ve Uygulamalı Genetik Üzerine Monograflar. 16: 168–198. doi:10.1007/978-3-642-84306-8_10. ISBN 978-3-642-84308-2.

[2] Helgeson JP, Hunt GJ, Haberlach GT, Austin S (1986). "Solanum brevidens ve Solanum tuberosum arasındaki somatik melezler: geç yanıklığa dirençli gen ve patates yaprağı kıvrılma direncinin ifadesi". Bitki Hücresi Rep. 5 (3): 212–214. doi:10.1007 / BF00269122. PMID 24248136.

[3] Hamill, John D .; Horoz, Edward C. (1988). "Bitkilerin Somatik Hibridizasyonu ve Tarımda Kullanımı". Bitki Hücresi Biyoteknolojisi. 18: 21–41. doi:10.1007/978-3-642-73157-0_3. ISBN 978-3-642-73159-4.

[4] Torrence James (2008). "Yüksek Biyoloji" (2. baskı). Hodder Gibson. Alıntı dergisi gerektirir | günlük = (Yardım).

[5] Solvey Rother, Birgit Hadeler, José M. Orsini, Wolfgang O. Abel, Ralf Reski (1994): Bir Kaderi mutant somatik melezlerde makro kloroplast. patates herhangi bir karakter elde etmek yerine domates ile melezlendiğinde her iki karakter de Pomato Journal of Plant Physiology 143, 72-77 adında yeni bir bitki sergileyecek ve elde edecektir. [1]

[6] S.C. Bhatla, Justine Kiessling, Ralf Reski (2002): sitokimyasal lokalizasyon ile polarite indüksiyonunun gözlemlenmesi fenilalkilamin bağlayıcı reseptörler yenileyici protoplastlar of yosun Physcomitrella patens. Protoplasma 219, 99-105. [2]

[7] Mahesh. Bitki Moleküler biyoteknolojisi. 2009. Kitap.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]