टिशू कल्चर की विधि आधुनिक जैव प्रौद्योगिकी के मुख्य उपकरणों में से एक है, जिससे पादप शरीर क्रिया विज्ञान, जैव रसायन और आनुवंशिकी की व्यावहारिक समस्याओं को हल करने की अनुमति मिलती है। सामग्री की कृत्रिम खेती कुछ शर्तों के अधीन की जाती है: नसबंदी, तापमान नियंत्रण और एक विशेष पोषक माध्यम के संपर्क में।
सार
टिशू कल्चर की विधि है उनका दीर्घकालिक संरक्षण और/या प्रयोगशाला स्थितियों में पोषक माध्यम पर कृत्रिम खेती। यह तकनीक आपको पौधों, मनुष्यों और जानवरों के शरीर के बाहर मौजूद कोशिकाओं में विभिन्न प्रक्रियाओं के अध्ययन के लिए एक जैविक मॉडल बनाने की अनुमति देती है।
पौधे ऊतक संवर्धन का पुनरुत्पादन टोटिपोटेंसी की संपत्ति पर आधारित है - कोशिकाओं की एक पूरे जीव में विकसित होने की क्षमता। जानवरों में, यह केवल निषेचित अंडों में महसूस किया जाता है (कुछ प्रकार के सहसंयोजकों के अपवाद के साथ)।
विकास इतिहास
पौधे के ऊतकों को विकसित करने का पहला प्रयास जर्मन वैज्ञानिकों द्वारा 19वीं-20वीं शताब्दी के मोड़ पर किया गया था।इस तथ्य के बावजूद कि वे असफल रहे, कई विचार तैयार किए गए, जिनकी पुष्टि बाद में हुई।
1922 में, W. Robbins और W. Kotte, एक दूसरे से स्वतंत्र रूप से, एक कृत्रिम पोषक माध्यम पर मकई और टमाटर की जड़ों की युक्तियों को विकसित करने में सक्षम थे। 1930 के दशक में कोशिका और ऊतक संवर्धन तकनीकों का विस्तृत अध्ययन शुरू हुआ। 20 वीं सदी आर. गौत्रे और एफ. व्हाइट ने साबित किया कि एक ताजा पोषक माध्यम में ऊतक संस्कृतियों के आवधिक प्रत्यारोपण के साथ, वे अनिश्चित काल तक बढ़ सकते हैं।
1959 तक 142 पौधों की प्रजातियों को प्रयोगशाला परिस्थितियों में उगाया जा रहा था। XX सदी के उत्तरार्ध में। बिखरी हुई (पृथक) कोशिकाओं का उपयोग भी शुरू हो गया है।
परीक्षण सामग्री के प्रकार
पौधे ऊतक संवर्धन के 2 मुख्य प्रकार हैं:
- बिना विनाश के उत्पादित और एक जीवित जीव में निहित विशिष्ट विशेषताओं को संरक्षित करना।
- प्राथमिक ऊतक से अवक्रमण (रासायनिक, एंजाइमी या यांत्रिक) द्वारा निकाला गया। एक या अधिक सेल कल्चर से बन सकता है।
निम्न विधियों को खेती की विधि द्वारा प्रतिष्ठित किया जाता है:
- "खिला परत" पर, जिसमें एक पदार्थ जो ऊतक वृद्धि को उत्तेजित करता है, उसी पौधे की प्रजातियों की कोशिकाओं को विभाजित करके स्रावित होता है;
- सुसंस्कृत कोशिकाओं के बगल में नर्स ऊतक का उपयोग करना;
- एक पृथक विभाजित कोशिका समूह से पोषक माध्यम का उपयोग;
- संयोजन में संतृप्त एक माइक्रोड्रॉपलेट में व्यक्तिगत एकल कोशिकाओं का बढ़ना।
एकल कोशिकाओं से खेती कुछ कठिनाइयों से भरा है। कृत्रिम रूप से उन्हें विभाजित करने के लिए "बल" देने के लिए, उन्हें पड़ोसी, सक्रिय रूप से कार्यरत कोशिकाओं से एक संकेत प्राप्त करना होगा।
शारीरिक अनुसंधान के लिए मुख्य प्रकार के ऊतकों में से एक कैलस है, जो प्रतिकूल बाहरी कारकों (आमतौर पर यांत्रिक चोट) के तहत होता है। उनके पास मूल ऊतक में निहित विशिष्ट विशेषताओं को खोने की क्षमता है। नतीजतन, कैलस कोशिकाएं सक्रिय रूप से विभाजित होने लगती हैं और पौधे के कुछ हिस्सों का निर्माण होता है।
आवश्यक शर्तें
ऊतक और कोशिका संवर्धन पद्धति की सफलता निम्नलिखित कारकों पर निर्भर करती है:
- बाँझपन का अनुपालन। प्रत्यारोपण के लिए, पराबैंगनी लैंप से सुसज्जित शुद्ध हवा के साथ विशेष बक्से का उपयोग किया जाता है। उपकरण और सामग्री, कपड़े और कर्मियों के हाथों को सड़न रोकनेवाला प्रसंस्करण के अधीन किया जाना चाहिए।
- कार्बन और ऊर्जा (आमतौर पर सुक्रोज और ग्लूकोज), सूक्ष्म और मैक्रोन्यूट्रिएंट्स, विकास नियामकों (ऑक्सिन, साइटोकिनिन), विटामिन (थियामिन, राइबोफ्लेविन, एस्कॉर्बिक और पैंटोथेनिक एसिड और अन्य) के स्रोतों वाले विशेष रूप से चयनित पोषक माध्यम का उपयोग)
- तापमान (18-30 डिग्री सेल्सियस), प्रकाश की स्थिति और आर्द्रता (60-70%) का अनुपालन। अधिकांश कैलस ऊतक संवर्धन परिवेश प्रकाश में उगाए जाते हैं क्योंकि उनमें क्लोरोप्लास्ट नहीं होते हैं, लेकिन कुछ पौधों को बैकलाइटिंग की आवश्यकता होती है।
वर्तमान में तैयारवाणिज्यिक लाइनअप (मुरासिगे और स्कोग, गैम्बोर्ग और एवेलेग, व्हाइट, काओ और मिखाइलुक और अन्य)।
नकारात्मक पक्ष
कोशिका और ऊतक संवर्धन पद्धति के लाभ हैं:
- प्राप्त परिणामों की अच्छी प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्यता;
- अंतरकोशिकीय अंतःक्रियाओं का विनियमन;
- अभिकर्मकों की कम खपत;
- कोशिका रेखाओं की आनुवंशिक समरूपता;
- बढ़ती प्रक्रिया के मशीनीकरण की संभावना;
- पिंजरे की स्थिति पर नियंत्रण;
- जीवित संस्कृतियों का कम तापमान भंडारण।
इस जैव प्रौद्योगिकी का नुकसान है:
- सख्त सड़न रोकनेवाला शर्तों का पालन करने की आवश्यकता है;
- सेल गुणों की अस्थिरता और उनके अवांछनीय मिश्रण की संभावना;
- रसायनों की उच्च लागत;
- एक जीवित जीव में सुसंस्कृत ऊतकों और कोशिकाओं की अपूर्ण समानता।
आवेदन
अनुसंधान के लिए इस्तेमाल की जाने वाली टिश्यू कल्चर विधि:
- कोशिकाओं के अंदर की प्रक्रियाएं (डीएनए, आरएनए और प्रोटीन का संश्लेषण, चयापचय और दवाओं की मदद से उस पर प्रभाव);
- अंतरकोशिकीय प्रतिक्रियाएं (कोशिका झिल्ली के माध्यम से पदार्थों का मार्ग, हार्मोन-रिसेप्टर कॉम्प्लेक्स का काम, कोशिकाओं की एक दूसरे का पालन करने की क्षमता, ऊतकीय संरचनाओं का निर्माण);
- पर्यावरण के साथ बातचीत (पोषक तत्वों का अवशोषण, संक्रमण का संचरण, उत्पत्ति और विकास की प्रक्रियाएंट्यूमर और अन्य);
- कोशिकाओं के साथ आनुवंशिक जोड़तोड़ के परिणाम।
जीव विज्ञान और औषध विज्ञान के आशाजनक क्षेत्र, जिनके विकास में इस तकनीक का उपयोग किया जाता है, वे हैं:
- प्रभावी शाकनाशी प्राप्त करना, कृषि फसलों के लिए विकास नियामक, दवाओं के उत्पादन में उपयोग के लिए जैविक रूप से सक्रिय यौगिक (अल्कलॉइड, स्टेरॉयड और अन्य);
- निर्देशित उत्परिवर्तन, नए संकरों का प्रजनन, विवाहोत्तर असंगति पर काबू पाना;
- क्लोनल प्रसार, जो आपको आनुवंशिक रूप से समान पौधों की एक बड़ी संख्या प्राप्त करने की अनुमति देता है;
- वायरस प्रतिरोधी और वायरस मुक्त पौधों का प्रजनन;
- जीन पूल का क्रायोप्रिजर्वेशन;
- ऊतक पुनर्निर्माण, स्टेम सेल स्रोतों का निर्माण (टिशू इंजीनियरिंग)।
