|
selecţie gametică şi celulară, care va realiza toate
cercetările. la nivelul celulei şi selecţia prealabilă a
celor mai reuşite forme recombinate de plante pentru selecţia
continuă.
În faţa colectivului de savanţi se pune o sarcină
dublă: a lărgi spectrul variabilităţii ereditare a
plantelor, apoi a selecta din sursele de gene pe cele mai de perspectivă.
Prima jumătate a acestei sarcini savanţii moldoveni o realizează
pe baza cercetărilor în domeniul recombinogenezei —
transmutării genelor în perioada formării polenului. Ei
reuşesc să obţină cu ajutorul unor inductori geneticii
speciali o mult mai mare variabilitate decât chiar după efectuarea
unor acţiuni externe puternice: de radiaţie, chimice, calorice
ş. a.
Bogata varietate de genotipuri mai trebuie însă şi
menţinută. Acesta este un lucru foarte anevoios. Mecanismele naturii
funcţionează astfel, încât masa principală de polen
cu combinări atipice de gene să nu producă
descendenţă. S-a constatat că acestui polen i se poate ajuta
aplicând substanţe biologic active. La selectarea acestor surse de
gene, s-a ţinut cont de o observaţie foarte importantă,
făcută de geneticiieni. Dacă în perioada polenizării
este secetă, grăuncioarele de polen, purtătoare a genei
rezistenţei faţă de ea, au mai multe şanse de a produce
descendenţă. Dacă este foarte frig, se transmit genele
rezistente la frig. Astfel se întâmplă aproape cu toţi
factorii ne favorabili ai mediului ambiant. Savanţii realizează
selecţia artificială în camere climaterice speciale,
reproducând diferite condiţii naturale extremale. În felul
acesta au fost crescute formele de tomate rezistente la salinizarea solului.
La selecţia celulară acţionează acelaşi principiu: la
început se induce variabilitatea, apoi se selectează cele mai
reuşite combinări de gene. Dar aceasta se face de acum cu celulele
obişnuite, care fac parte din anumite ţesuturi ale plantelor —
frunza, tulpina, rădăcina.
În prealabil cu ajutorul unor soluţii chimice speciale ei sunt
aduşi în stare «de suspensie», adică celulele încep
să trăiască separat unele de altele. Apoi din celule aparte se
formează plante întregi cu caractere ereditare programate în
prealabil. Astfel savanţii moldoveni au obţinut tomate rezistente la
variaţii considerabile de temperatură.
12.2 Industria celulelor vegetale
De multe ori celulele care au fost crescute un timp îndelungat în
afara organismului plantelor îşi menţin capacitatea de a
sintetiza substanţele active (alcaloizii, hormonii, fitoncizii, uleiul
eteric ş. a.), pe care ele le produc în plantă.
Înseamnă că pentru a obţine aceste produse de valoare
celulele vegetale pot fi cultivate în aparate speciale. Astfel, în
industria microbiologică ciupercile microscopice şi bacteriile produc
vitamine şi antibiotice. Aceasta este deosebit de important în
cazurile când materia primă vegetală necesară este
puţin accesibilă (plantele tropicale, speciile rare sau pe cale de
dispariţie) sau se cultivă greu.
Cultivarea celulelor trebuie să se folosească în industrie la
fel de larg ca şi microorganismele.
Celulele vegetale însă nu sunt bacterii. Mult timp experienţele
de cultivare a lor în medii artificiale eşuau. S-a constatat că
celulele plantei, care au determinat deja apartenenţa lor la diferitele ei
părţi, pierd capacitatea de a se diviza. Tocmai din această
cauză toate experienţele de creştere a unor celule aparte n-au
dat nici un rezultat.
Atunci savanţii au înţeles că experienţele cu
ţesuturi specializate sunt inutile. Şi au hotărât să
facă experimente cu celulele ce formează împreunări de
ţesuturi în locurile unde planta a fost vătămată. S-a
constatat că aceste ţesuturi sunt extrem de nepretenţioase
şi pot fi crescute cu uşurinţă în condiţii
artificiale. În continuare s-a constatat că în mediul nutritiv
poate fi pus un fragment de ţesut şi peste câteva zile în
locul tăieturii (rănii) va apare o suprapunere amorfă de
ţesut, a cărei celule se vor dezvolta apoi în retorte sau
epruvete, ca o masă ne organizată ce creşte repede. În
cursul acestui proces se produce aşa-zisa dediferenţiere a
celulelor, revenirea lor la starea iniţială, nespecializată,
după care este uşor să le comutăm pentru efectuarea altor
funcţii.
Un fragment din acest ţesut poate fi separat oricând şi mutat
într-un mediu nutritiv proaspăt. Astfel viaţa plantei va
continua la infinit. În multe laboratoare din lume există culturi de
celule, care trăiesc mai bine de 30 de ani.
Conform modului de nutriţie, această cultură de celule nu
seamănă, însă, cu o plantă întreagă, care
poate să se asigure singură cu substanţe organice,
formându-le în procesul fotosintezei. Atunci când pentru ele
se creează medii nutritive speciale, trebuie să se ţină
cont nu numai de componenţii pe care planta îi absoarbe cu
rădăcinile din sol, dar şi de componenţii sintetizaţi
de frunze, adică de glucide. Celulele sunt capabile să
veţuiască şi să se divizeze numai dacă mediul nutritiv
conţine toate mineralele, glucidele şi substanţele stimulatoare
(vitaminele şi hormonii) necesare.
În prezent a fost acumulată o experienţă bogată de
creştere a ţesuturilor diferitelor plante: tutunului, bradului,
tomatelor, lămîiului, genşenului ş. a. m. d.
Obţinerea produselor de valoare de origine vegetală din biomasa
celulelor cultivate se bazează pe capacitatea acestor celule de a
sintetiza aceleaşi substanţe secundare, pentru care sunt cultivate
aceste plante sau culese în natură. Prezintă interes în
primul rând substanţele folosite în industria alimentară,
medicală şi parfumerie. Activitatea fiziologică a acestor
culturi este foarte înaltă şi permite elaborarea de tehnologii
rentabile. În prezent este rentabilă cultivarea, bunăoară,
a celulelor de genşen, care conţin panaxozizii proprii vestitei
«rădăcini a vieţii».
Au fost create întreprinderi la care în vase speciale sunt cultivate
celule de plante, ale căror rezerve în lume sunt limitate sau se
epuizează. Din ele fac parte în primul rând rauvolfiea,
dioscoreia, genşenul, eleuterococul ş. a. Rauvolfia este
singura sursă a preparatului medicamentos de valoare rezerpina;
dioscoreia sintetizează compuşii steroizi necesari pentru
producerea cortizonei şi a celorlalte preparate hormonale. Planta
rauvolfia, mai alee rădăcinile ei, conţin o mare cantitate de
diferiţi alcaloizi din care cea mai mare răspândire o au
rezerpina şi aimalina, necesare pentru tratamentul bolii hipertonice — ele
scad tensiunea arterială. Rauvolfia este o plantă tropicală. Din
cultura celulelor ei, însă, aceşti alcaloizi se obţin la
noi în ţară. Este interesant că celulele cultivate
conţin mai bine de două ori mai multă aimolină decât
celulele plantelor întregi, şi această substanţă
poate fi obţinută pe parcursul întregului an. Căci pentru
creşterea celulelor «în eprubetă» nu e nevoie de un sol
potrivit, nici de o climă favorabilă.
Ştim toţi care e valoarea genşenului.
Rădăcinile lui conţin multe substanţe
tămăduitoare. Esenţele de genşen sunt folosite în
cazurile de scădere a tensiunii arteriale, de oboseală, de surmenare,
la tratamentul unor boli nervoase. Preparatele din rădăcină sunt
folosite larg şi în parfumerie. La fel de bine se ştie,
însă, că genşenul sălbatic creşte foarte
încet — într-un an sporeşte cu 1 gram. În eprubetă
celulele lui formează repede o masă biolojică mare: în 21
de zile — aproape 100 de grame la un litru de mediu nutritiv. Aceste celule
sintetizează aceeaşi panaxozizi ca şi planta. În
laboratoarele fabricilor din industria microbiologică s-a început
deja producerea artificială a genşenului. Şi primele
«livrări industriale» îi bucură pe savanţi. Academicianul
C. A. Ovcinicov indică că, datorită eforturilor enorme depuse de
«vânătorii de genşen», industria medicală produce anual
250—300 kg de extract al rădăcinii-minune, pe când
întreprinderile specializate de acum în primul an de producţie
industrială au fabricat aproape 5 tone de acest extract.
Experimentele biologice arată că nu există nici o deosebire
între efectele obţinute de la preparatele din rădăcina
genşenului şi cele obţinute din masa lui celulară.
La ordinea zilei se află metodele de cultivare în condiţii
industriale a biomasei celulare de eleuterococ, care după
complexul de substanţe cu activitate biologică se deosebeşte
prea puţin de genşen. Pe baza extractului de eleuterococ a fost
creată băutura «Bodrosti». Esenţa lui se vinde la farmacii ca
tonifiant adaptogen şi stimulator al muncii intelectuale.
O altă cale de dezvoltare a biotehnologiei celulare este crearea prin
metode genetice a liniilor celulare sau a clonilor supraproducători de
substanţe valoroase. Se pune sarcina de a obţine mutanţi
biochimici supraproductivi la nivelul celular, care să nu copie cele ce se
produc în plantă. Probabil că nu numai mutogeneza şi
selecţia plantelor de mare randament, dar şi hibridizarea celulelor
din diferite plante are perspective frumoase şi promite în viitor
crearea unor cloni supraproductivi prin metodele ingineriei celulare.
Avantajul esenţial pe care îl prezintă obţinerea produselor
de valoare prin intermediul culturilor celulare constă în faptul
că recoltele nu sunt limitate de timp, sezon şi climă.
Culturile celulare au fost încă puţin studiate ca
producători ai substanţelor obişnuite cu activitate
fiziologică şi ca analogii ale lor, care pot avea o activitate mai
înaltă. Şi încă un detaliu: celulele cultivate sunt,
de fapt, o materie primă nouă, care trebuie studiată pentru a se
evidenţia compuşi activi neobişnuiţi, care n-au fost
descoperiţi încă în natură. Primele
încercări de separare au condus la descoperirea substanţelor cu
activitate antivirotică anticancerigenă, fitoncidă. Sperăm
că cercetările acestea se vor solda cu succes.
Una dintre variantele de utilizare a culturilor celulare pentru obţinerea
pe cale industrială a produselor de valoare este folosirea lor pentru
transformarea biologică a precursorului neactiv într-un produs
activ.
Precum vedem, industria celulelor vegetale se află la început de
cale. De ea ţin, însă, multe orientări de perspectivă
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, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65
|
