Федеральне агентство з освіти
Державне освітня установа вищої професійної освіти
Петрозаводський державний університет
Медичний факультет
Курсова робота
по фармакогнозії
В«Культури ізольованих клітин і тканин як нове джерело для отримання лікарського сировини В».
Панкрашкіна Поліна
3 курс 320 група
Керівник:
К.б.н., ст. викладач
Морозова К.В.
Петрозаводськ 2007р.
Зміст
Введення
1. Історія створення культури клітин і тканин
2. Культивування рослинних клітин і тканин
2.1 Поняття культури клітин і тканин
2.2 Синтез вторинних метаболітів
2.3 Вплив генетичних, фізичних і хімічних факторів на ріст і розвиток культур і синтез вторинних метаболітів
3. Культура тканини рослин і синтез вторинних метаболітів
3.1 Освіта поліфенолів в культурі тканини чайної рослини
3.2 Освіта b-карболиновой алкалоїдів в культурі тканини гармали звичайної
3.3 Накопичення алкалоїдів в культурі тканини раувольфії зміїної
3.4 Алкалоїди калюсних клітин Мака приквіткових
3.5 Освіта вторинних метаболітів в культурі тканини роду Rutaceae
Висновок
Література
Введення
Рослини є незамінним джерелом отримання дуже багатьох практично важливих речовин. При цьому слід підкреслити, що промислове отримання деяких сполук, наприклад, серцевих глікозидів, флавоноїдів, кумаринів, ефірних масел досягається тільки шляхом виділення їх з рослинної сировини. Тим часом можливості отримання так званих " метаболітів інтересу "в достатній кількості часто обмежені. Це пов'язано зі скороченням ресурсів деяких цінних дикорослих рослин, приналежністю багатьох лікарських рослин до груп ендемів, рідкісним і зникаючим видам. У зв'язку з цим великий інтерес в якості джерела біологічно активних речовин являють культури рослинних клітин.
Мета мого дослідження - привернути увагу до актуальності цієї теми, як наприклад злиття високих технологій, науки та економічно вигідного способу отримання лікарської сировини. Збір дикорослого сировини завдає шкоди екологічній обстановці регіону та всієї планеті в цілому, а при неправильному зборі може і зовсім призвести до виродження заростей. Культивувати ціле рослина також не практично якщо в якості сировини використовується, наприклад, тільки його кореневища або коріння. Це означає, що вся надземна частина в кращому випадку йде на корм тваринам або просто викидається. Культивування ізольованих клітин і тканин дає можливість отримувати саме ту сировину яке необхідно, а крім того дозволяє збільшити кількість і якість самих біологічно активних речовин.
1. Історія створення культур клітин і тканин
Історія розвитку методу культури тканин починається на рубежі XIX-XX ст. з дослідів німецьких учених Фехтінг, Рехінгера і Хаберландта, які намагалися вирощувати на розчинах сахарози ізольовані з рослин шматочки тканин, групи клітин, волоски. Не досягнувши експериментальних успіхів, ці дослідники, проте, висловили низку важливих ідей і гіпотез, які були підтверджені значно пізніше. У 1947 р. Телл і Готра вперше показали здатність синтезу вторинних сполук, а саме алкалоїдів, в клітинній культурі блекоти чорної. У нашій країні систематичні дослідження в цій області були розпочаті Р.Г. Бутенко у 1957 р. в Інституті фізіології рослин ім. К.А. Тімірязєва АН СРСР, яка отримала клітинні культури женьшеню і ряду інших лікарських рослин. До початку 70-х років спектр сполук, утворених клітинними культурами в кількостях, характерних для цілого рослини, був дуже обмежений. Це Nicotiana tabacum, в якій деякі дослідники спостерігали синтез стосовно великих кількостей нікотину (0.7%), Dioscorea deltoidea, накопичує до 1.6% діосгенін, Ammi visnaga, містить в 20 разів більше віснагін в культурі тканини, ніж в рослині, і деякі інші. Експериментальні дані, накопичені до цього періоду, вказували, що біосинтез багатьох сполук в недиференційованих тканинах сильно пригнічений, а поява продуктів у багатьох випадках було пов'язано з регенерацією коренів, пагонів і інших морфологічних структур, тобто з процесом диференціації тканини. З початку 70-х років список фармакологічно цінних вторинних продуктів біосинтезу, виявлених в культурах тканин, значно розширився. У 80-ті роки на основі методу культури тканин виникли нові напрямки біотехнології, найважливішим з яких була клітинна інженерія - генетичне конструювання нових форм.
2. Культивування рослинних клітин і тканин
Культури рослинних клітин можуть синтезувати самі різноманітні за хімічною природою речовини. Серед них ефірні масла, фенольні сполуки, алкалоїди, стероїди, терпеноїди та ін Але незважаючи на те, що біомаса культивованих клітин з початку 80-х років використовується в якості джерела економічно важливих продуктів, ряд труднощів і невирішених питань стримує широкомасштабне застосування культивованих клітин, обумовлює нерентабельність біотехнологічних виробництв багатьох цінних видів рослин. Зміст практично важливих вторинних метаболітів у вищих рослинах визначається активністю їх синтезу, ефективністю транспорту та депонування в органах запасу рослини. Всі ці ознаки визначаються генетично, знаходяться під контролем розвитку організму і максимально реалізуються в оптимальних зовнішніх умовах.
2.1 Поняття культури клітин і тканин
У самому загальному сенсі культура клітин і тканин - це штучне in vitro індукування поділів клітин або вирощування в пересадочною культурі тканин, що виникли шляхом проліферації клітин ізольованих сегментів різних частин рослини.
Всі об'єкти, культивовані in vitro, вирощуються стерильними. Стерилізуються вихідні шматочки тканини рослин (експланти), живильне середовище; антисептично в спеціальних боксах стерильним інструментом проводяться маніпуляції з вирощування об'єктів. Судини в яких культивуються тканини і клітини, закриваються так, щоб запобігти інфікуванню протягом тривалого часу. У культурі тканин лікарських рослин можна виділити три головні напрями: одержання недиференційованої калюсних маси, створення джерел генетичної різноманітності форм рослин, а так само клітинну селекцію і клонального мікророзмноження рослин. У природі каллусообразованіе - природна реакція на пошкодження рослин. У культурі ізольованих тканин при приміщенні експлантов (тобто фрагмента тканини або органа) на живильне середовище його клітини дедіфференціруются, переходять до поділу, утворюючи однорідну недиференційовану масу - каллус. В асептичних умовах каллус відділяють і поміщають на поверхню агаризованому живильного середовища для подальшого зростання. У результаті отримують культуру калюсних тканини, яку можна підтримувати необмежено довго, періодично розділяючи її на трансплантати та пересаджуючи її на свіжу середу. Калюсу легко утворюються на експлантов з різних органів і частин рослин: відрізків стебла, листка, кореня, проростків насіння, фрагментів паренхіми, тканин бульби, органів квітки, плодів, зародків і т. д. Культивування калюсних клітин проводять головним чином двома способами: на щільних поживних середовищах або різних гелеобразующіх підкладках (силікагель, біогель, поліакриламідні гелі, пінополіуретан та ін) і в рідкому живильному середовищі. У рідкому живильному середовищі каллус легко розпадається на окремі агрегати клітин і дає початок так званої суспензійний культурі.
калюсних клітини в культурі in vitro схильні значною генетичної мінливості. Мінливість геномів може призводити до генетичних змін у рослин-регенерантів, отриманих з культури калюсних клітин, клітинних суспензій або ізольованих протопластів. Такі рослини одержали назви сомаклональної варіантів. Сомаклональної варіанти, зберігаючи основні властивості прототипу, часто вигідно відрізняються від нього стійкістю до хвороб, екологічним с...
