Es gibt bestimmte sekundäre Stoffwechselwege, die durch die Anwesenheit von LICHT oder DUNKEL stimuliert werden können; hier gibt es neben dem Medium und der Kulturmethode weitere Faktoren, die die Produktion von Sekundärmetaboliten durch die Zellkultur beeinflussen.
Licht kann eine bestimmte Kultur in vitro positiv oder negativ beeinflussen, ähnlich wie in der Natur; dies wird daher auch in Bezug auf die Art des zu produzierenden Sekundärmetaboliten vorhanden sein oder nicht vorhanden sein.
Licht kann als Schalter angesehen werden, der es uns ermöglicht, bestimmte Stoffwechselwege ein- oder auszuschalten. Sie muss nicht nur nach An- oder Abwesenheit bewertet werden, sondern auch nach Intensität (Lichtmenge), Qualität (Wellenlängen) und Photoperiode (Stunden Licht und Dunkelheit über 24 Stunden).
Belüftung, also das Verhältnis von Sauerstoff und Kohlendioxid, kann die Produktion von Wirkstoffen anregen oder dämpfen, daher ist es gut zu wissen, ob das Halten der Zellen in Sauerstoffmangel das Endziel des Biotechnologen positiv beeinflusst.
Die optimale Temperatur einer In-vitro-Kultur schwankt zwischen 25 und 30 °C; es gibt jedoch fällige Ausnahmen. In jedem Fall stellt eine thermische Variation einen Stress dar, der in irgendeiner Weise in die Produktion von Sekundärmetaboliten eingreifen kann.
In einer In-vitro-Kultur ist der pH-Wert im Laufe der Zeit oft variabel, da die Zellen kontinuierlich anabolisieren und abbauen; aber eine drastische Variation davon kann wiederum die Produktion von Wirkstoffen beeinflussen; deshalb muss es ständig mit einem Chemostat überwacht werden.
Elicitation ist ein biotechnologischer Begriff, der den stressauslösenden Stimulus auf zwei Arten angibt: biotisch oder abiotisch.Die Auslösung, also die Induktion eines Stresses, entspricht abiotisch einem physikalischen Stress, wie UV-Bestrahlung oder der Verwendung von Schwermetallen, während die biotische Auslösung einem in vitro-Stress entspricht, der die Aggression von Phytopathogenen auf die Pflanze in der Natur nachahmt (Achten Sie darauf, dass die Zelle nicht krank wird). Sobald die Produktion von Sekundärmetaboliten als Reaktion auf den Angriff des Pathogens festgestellt ist, wird die Kultur daher einer Autoklaven-Desinfektion unterzogen, um unerwünschte Mikroorganismen zu zerstören.
All diese Faktoren zusammen mit der Kultivierungsmethode und der unterschiedlichen Zusammensetzung des Kulturmediums ermöglichen es der Kulturpflanze selbst, angemessen zu wachsen und ihre Sekundärmetaboliten zu produzieren. Jede in vitro kultivierte Pflanzenart erfordert die individuelle Optimierung all dieser Faktoren, darunter auch das Vorhandensein von Hormonen im Nährmedium Die im biotechnologischen Bereich am häufigsten verwendeten Hormone sind Auxine, Giberelline und Zytokine, Ethylen ist nicht sehr verbreitet. Abscisinsäure wird verwendet, um die Bildung von somatischen Embryonen zu induzieren.Das Vorhandensein oder Fehlen dieser Hormonklassen, ihre Konzentrationen und ihre quantitativen Verhältnisse bestimmen eher das Wachstum als die Produktion von Sekundärmetaboliten oder manchmal einen gewissen Differenzierungsgrad der In-vitro-Kultur. Das Vorhandensein von Hormonklassen ist daher unerlässlich, um die Zellen zum festgelegten Ziel zu führen.
Bevor man ein biotechnologisches Projekt in Angriff nimmt, ist es wichtig, alle Stoffwechselwege, gegen die Zellkulturen wirken können, genau zu kennen; auch weil diese Wege unidirektional sind und vom Primärstoffwechsel zum Sekundärstoffwechsel verlaufen (nie umgekehrt, weshalb die Primärmetaboliten Vorläufer der Sekundärmetaboliten sind.)
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