Auch für die GRUNDLAGENFORSCHUNG erweisen sich Biotechnologien als wirksam, denn alles, was darauf abzielt, die Produktion des Sekundärmetaboliten zu optimieren, entspricht einem physiologischen Wissen eines bestimmten Organismus.
Ein Randthema der Biotechnologie ist die MIKROPROPAGATION: Unter diesem Begriff versteht man das Entfernen von Spitzen aus dem Stamm von amtlichen Pflanzen, die in vitro platziert werden, um ganze Pflanzen zu erhalten. Dieser Weg wird gewählt, um eine große Anzahl von Pflanzen für das Feld zu erhalten, die landwirtschaftliche Kultivierung zu verbessern und gesunde Zellen von einem erkrankten Organismus zu isolieren; aus diesem Grund wird es mit Biotechnologien in Verbindung gebracht.
Eine typische Definition eines biotechnologischen Elements ist die von PROTOPLAST: Pflanzenzelle ohne Wand, die in der Grundlagenforschung und bei der Regeneration von Nutzpflanzen verwendet wird. Protoplast ist die in vitro gezüchtete Pflanzenzelle, der die Wand durch Zugabe einer geeigneten Konzentration von Cellulase, einem Enzym, das die Celluloseketten hydrolysiert, entzogen wird. Physiologisch ist die Zellwand eine Struktur, die in der Lage ist, dem Druck des Zellturgors entgegenzuwirken, der durch die die Fähigkeit der Vakuole, Wasser anzuziehen und die Fähigkeit der Wand, diesen Druck dank ihrer halbstarren Struktur zu blockieren.Eine Pflanzenzelle ohne Wand in einer normalen Umgebung würde explodieren (logischerweise ist es eine Zelle, die in einem flüssigen Medium wächst).
Um die Protoplasten zu erhalten, werden die Pflanzenzellen in flüssiges Medium und dann in eine Lösung gegeben. Die Kulturmedien sind im Allgemeinen keine isoosmotischen Umgebungen, aber für die Kultivierung von Zellen ohne Wände ist es notwendig, die Osmolarität des Kulturmediums unter Kontrolle zu halten, damit sie wachsen können.
Die Kultivierung von sehr teuren und besonderen Protoplasten erfordert besondere biologische Fähigkeiten, denn der Protoplast hat zwar keine Wand, ist aber dennoch eine Zelle mit eigenem Katabolismus und Anabolismus. Das System muss ständig überwacht und modifiziert werden, um seine Osmolarität unverändert zu lassen. Aus diesem Grund wird der Protoplast von Forschungslabors zur Untersuchung des Zellstoffwechsels und zur Genese hochproduktiver Zellen verwendet.
Der Protoplast ist letztlich eine eukaryontische Tierzelle, die mit einer pflanzlichen Vakuole und Plastiden ausgestattet ist.
Es ist möglich, den Kern des Protoplasten anzugreifen und vegetative Elemente einzufügen, wodurch er in ein Verbesserungslabor umgewandelt wird; auf diese Weise werden kleine DNA-Anteile in Form von Wolfram-Mikroprojektilen in den Kern eingebracht und enthalten die notwendigen Informationen, um verbessern die Produktionsprozesse, werden in das Genom eingebaut und induzieren eine metabolische Veränderung Die gentechnisch veränderten Protoplasten können in eine normale Pflanzenzelle zurückgebracht werden, da ihnen die Wand, aber nicht ihre Fähigkeit zur Regeneration entzogen wurde, also wieder eingeführt wurde in ein flüssiges Medium ohne Cellulase, bauen sie die Zellwand wieder auf und kehren zu Pflanzenzellen mit verbessernden Nukleinsäureanhängen zurück.
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