185-річчя клітинної теорії та клітинні технології сьогодні
Анотація
У статті коротко розглянуто історію створення у 19 ст. клітинної теорії та проаналізовано внесок її розробників, а саме Теодора Шванна (Theodor Schwann), Матіаса Шлейдена (Matthias Schleiden), Рудольфа Вірхова (Rudolf Virchow). Особливу увагу приділено розвиткові клітинної теорії і її практичному значенню, зокрема, започаткуванню у 20 ст. і подальшій розробці клітинних технологій. Наведено основні характеристики культивованих клітин і тканин in vitro як нової експериментально створеної біологічної системи, розглянуто особливості становлення штамів культивованих клітин рослин. На прикладі рослин проаналізовано геномну мінливість соматичних клітин як впродовж онтогенезу, так і в процесі їх вирощування в умовах in vitro. Припускається, що будь-яка соматична клітина з живим (функціонально активним) ядром при її ізоляції і подальшому вирощуванні в умовах культури in vitro у результаті процесів дедиференціювання і «сомаклональної» мінливості (остання, за припущенням, відбувається у рамках закону гомологічних рядів у спадковій мінливості М. І. Вавилова) може відновити у своїх нащадках, у тому числі серед рослинрегенерантів, генетичний поліморфізм, властивий цьому виду рослин. Постулюється, що рослина – це система клітинних популяцій, яка характеризується пластичністю свого генофонду, в основі якої лежить пластичність геному соматичних клітин, що за взаємодії з клітинним добором забезпечує адаптивність рослини як цілісного організму і створює можливість успадкування (передачі нащадкам) адаптивних геномних змін, набутих протягом онтогенезу. Зроблено висновок, що пристосовувальні ознаки організму визначаються адаптивними змінами клітин, із яких він складається. Розглянуто також основні напрями сучасних клітинних технологій і їх застосування у рослинництві, у медицині для лікування і створення нових органів із використанням стовбурових клітин, а також у харчовій промисловості на прикладі розробки технологій отримання штучного м’яса із використанням стовбурових клітин тварин тощо. Підсумовується, що проблема клітинних адаптацій і на сьогодні лишається однією із найважливіших і все ще недостатньо вивчених проблем сучасної біології.
Посилання
Schwann Th. Mikroskopische Untersuchungen über die Uebereinstimmung in der Struktur und dem Wachsthum der Thiere und Pflanzen. Berlin : Sander, 1839. 220 s.
Schwann Т. Mikroskopicheskie issledovaniia o sootvetstvii v strukture i roste zhivotnykh i rasteniy. Moskva-Leningrad: Izd-vo AN SSSR, 1939. 227 p. [in Russian].
Mazhuha P. M. To the 160th Aniversary of the Cell Theory. Vestnik zoologii. 1998. Vol. 32 (5-6). P. 3–14. [in Russian].
Kunakh V. A. Mobile genetic elements and plant genome plasticity. Kyiv : Logos, 2013. 288 p. [in Ukrainian]
White Ph. R. Potentially unlimited growth of excised plant callus in an artificial nutrients. Am. J. Bot. 1939. Vol. 26 (1). P. 59–64.
White Ph. R. The cultivation of animal and plant cells. N. Y. 1954. 239 p.
Torrey J. G. Experimental modification of development in the root. In: Cell, organism and milieu. N. Y. : Ronald Press. 1959. P. 189–222.
Mitra J., Mapes O., Steward F.C. Growth and organised development of cultured cells. Am. J. Bot. 1960. Vol. 47 (5). P. 357–368.
Kunakh V. A. On relation between ploidy of Crepis capillaris and Haplopappus gracilis strains and spontaneous organogenesis. Cytol. Genet. 1974. Vol. 8 (4). P. 303–308. [in Russian]
Gleba Iu. Iu., Sytnik K. M., Shoeman R. L. Protoplast fusion: genetic engineering in higher plants. Berlin : Springer-Verlag, 1984.
Sidorov V. A., Piven' N. M., Gleba Iu. Iu., Sytnik K. M. Somaticheskaia gibridizatsiia paslenovykh. Kyiv : Nauk.dumka, 1985. 132 p. [in Russian].
Sidorov V. A. Biotekhnologiia rasteniy. Kletochnaia selektsiia. Kyiv : Nauk. dumka, 1990. 280 p. [in Russian]
Kuchuk N. V. Geneticheskaia inzheneriia vysshikh rasteniy. Kyiv : Nauk. dumka, 1997. 152 p. [in Russian]
Kuchko A. A., Oleynik T. N. Somaklonal'naia izmenchivost' u kartofelia. Kyiv : Dovyra, 1998. 191 p. [in Russian]
Levenko B. A. Transgenic plants: present state, problems, perspectives. Kyiv : Doshkol'nik, 2000. 306 p. [in Russian]
Zdruykovskaia-Rikhter A. I. Embriokul'tura izolirovannykh zarodyshey, generativnykh struktur i poluchenie novykh form rasteniy. Yalta, 2003. 368 p. [in Russian]
Kunakh V. A. Biotechnology of medicinal plants. Genetic, physiological and biochemical basis. Kyiv : Logos. 2005. 730 p. [in Ukrainian]
Kushnir H. P., Sarnats'ka V. V. Mikroklonal'ne rozmnozhennia roslyn. Teoriia i praktyka. Kyiv : Nauk. Dumka, 2005. 272 p. [in Ukrainian]
Kunakh V. A. Plant biotechnology for human life improvement. Biotechnology (Biotechnologia Acta). 2008. Vol. 1 (1). P. 28–39. [in Ukrainian]
Cherevchenko T. M., Lavrentyeva A. N., Ivannikov R. V. Biotechnology of tropical and subtropical plants in vitro. Kyiv : Nauk. dumka, 2008. 560 p. [in Russian]
Ignatova S. A. Kletochnye tekhnologii v rastenievodstve, genetike i selektsii vozdelyvaemykh rasteniy: zadachi, vozmozhnosti, razrabotki sistem in vitro. Odesa: Astroprint, 2011. 224 p. [in Russian]
Mitrofanova I. V. Somaticheskiy embriogenez i organogenez kak osnova biotekhnologii polucheniia i sokhraneniia mnogoletnikh sadovykh kul'tur. Kyiv : Agrarna nauka, 2011. 344 p. [in Russian]
Gavrilov V. I. Perevivaemye kletki v virusologii. Moskva : Meditsina, 1964. 268 p. [in Russian]
Shamina Z. B., Butenko R. G., Tarasov V. A. Tsitologicheskoe izuchenie kul'tury tkani tabaka. Genetika. 1966. Vol. 1 (1). P. 70–76. [in Russian]
Sidorenko P. G., Kunakh V. A. Production of culture of isolated tissues of Haplopappus gracilis and Crepis capillaris and their cytogenetic characteric. Tsitologia i genetika. 1972. Vol. 6 (6). P. 483–486. [in Russian]
Vakhtin Iu. B. Genetika somaticheskikh kletok. Leningrad : Nauka, 1974. 260 p. [in Russian]
