Методические указания по их выполнению. Учебно-методическим комплексом могут пользоваться студенты специального образования для самостоятельного выполнения межсессионных заданий по курсу «Микробиологии и вирусологии»

Muhokama uchun savollar:

1. 
   O’simlikshunoslikda gen muhandisligining ahamiyati
   
2. 
   Agrobakterium va uning ahamiyati
   
3. 
   Hujayra organoidlari, avtonom organoidlar
   
4. 
   Xloroplast va mitoxondriyaning tuzulishini taqqoslang.
   
5. 
   O’simlik gen muhandisligi uchun vektorlarning ahamiyati.
   

2-Asosiy savol. Hujayra muhandisligining mohiyati va kallus to’qima olish.
Ikkinchi asosiy savol bo’yicha dars maqsadi: Talabalarga xujayra muhandisligining mohiyati, kallus to’qima olish, klonlar yaratish, xujayra selektsiyasining ahamiyati haqida ma’lumot berish.
Identiv o’quv maqsad:

1. 
   Xujayra muhandisligining mohiyatini bilib oladi.
   
2. 
   Kallus to’qima va uni olish usullarini izohlay oladi.
   
3. 
   Xujayra selektsiyasining ahamiyati va vazifasini bilib oladi.
   

Ikkinchi asosiy savol bayoni
Xujayra muhandisligining mohiyati. Hujayra biotexnologiyasi hujayra, to’qima va protoplastlarning kulturasidan foydalanishga asoslangan. Hujayrani o’simliklardan ajratib, o’simlik organizmidan tashqarida yashab ko’payishi uchun zarur sharoit yaratish lozim.
Ajratilgan hujayra va to’qimalar kulturasining biotexnologiyadagi rolini uch yo’nalishda ko’rish mumkin.
1. O’simlik xujayralarining meditsina, parfyumeriya va kosmetika uchun zarur bo’lgan mahsulotlari, halq xo’jaligining boshqa tarmoqlari uchun ikkilamchi sintez moddalari, steroidlar, glokozidlar, garmonlar, efir yog’larini ishlab chiqarish hususiyati bilan bog’liq. Ikkilamchi moddalar sun’iy ozuqali muhitda o’stirilgan kallus to’qimasidan olinadi. Hujayralar texnologiyasi asosida bizning sharoitimizda o’smaydigan o’simliklardan yil bo’yi mahsulot olib, meditsina uchun preparatlar ishlab chiqarish mumkin.
2. Ajratilgan to’qima kulturalarini ko’paytirish va virussiz ko’chatlar olishda foydalanish. Bu usul o’simliklarni klonli mikroko’paytirish deb ataladi. Bu usul yordamida bitta meristemadan minglab o’simliklar olish mumkin.
3. Izolyatsiyalangan hujayralarni o’simliklar selektsiyasida ko’llab, tez rivojlanuvchi, noqulay tashqi faktorlarga qurg’oqchilikka, tuproqning sho’rligiga, past va yuqori haroratga, fitopatogenlarga chidamli o’simliklar olish mumkin. Shu bilan birga bu yo’nalish izolyatsiyalangan protoplastlarni bir biriga qo’shib somatik duragaylar olish yo’li bilan yangi o’simliklarni yaratish imkonini beradi. Gen muhandisligi usuli yordamida izolyatsiyalangan o’simlik protplastlariga begona genlarni kiritish, keyinchalik yangi hususiyatli o’simliklar olish, ajratilgan changdon va umurtqalilarni sun’iy muhitda o’stirish, gaploidlar olish, unmaydigan gibrid urug’larni o’stirib o’simliklar olish imkonini beradi.
Kallus to’qimalarini olish. Ajratilgan to’qimalar kulturasi deganda odatda kallus to’qimasi yoki shish to’qimasi tasavvur qilinadi.
Kallus bu dedifferentsiyalanmagan xujayralardan iborat ixtisoslashmagan massa. Kallusning hosil bo’lishi va o’sishi auksin, tsitogarmonlar tomonidan boshqariladi. To’qimaning differentsiyalangan xujayralari auksin ta’sirida dedifferentsirovkani engadi tsitokininlar ta’sirida esa aktiv bo’linishga o’tib, kallusli to’qima hosil qiladi. Kallus to’qimasi ikki hilda fitogarmon tutuvchi turli sun’iy ozuqa muhitlarida turli organlar urug’lar eksplantlarida aseptik o’suvchi urug’larda, poya va ildiz bo’laklarida izolyatsiyalangan parenxima bo’laklarida, tuganak to’qimalarda, izolyatsiyalangan poya murtagida, bargda oson hosil bo’ladi.
In Vitro kallus to’qimasi asosan oq yoki sarg’ish rangda bo’ladi. Kallus qariy boshlaganda fenol birikmalari to’planishi natijasida qo’ng’ir rangga kira boshlaydi.
Kallus to’qimasi amorf bo’lib, aniq anatomik tuzilishga ega emas. Lekin kelib chiqishiga, o’sish sharoitiga bog’liq holda kallus to’qima quyidagicha bo’ladi.

1. 
   po’k, alohida agregatlarga tez parchalanuvchi
   
2. 
   o’rta zichlikdagi, meristematik markazi yaxshi ko’rinadigan
   
3. 
   zich, kambiy elementlari differentsiyalanayotgan va sistemaga tushayotgan holatda.
   

Har bir hujayra o’sishning uchta fazasidan o’tadi. 1) bo’linish 2) cho’zilish 3) differentsirovka. Differentsiyalangan hujayralar ko’payishi ixtisoslashmagan ko’payishga, natijada kallus hosil bo’lishiga olib keladi.

Hujayralarning In Vitro differentsiyalangan holatdan differentsiyalangan holatga o’tishi va hujayralarning aktiv bo’linishi, genlarning aktivligining o’zgarishi bilan bog’liq. Ba’zi genlarning faollashuvi, ba’zilarining passivlashuvi hujayraning oqsil tarkibining o’zgarishiga olib keladi. Kallus hujayralarida spetsifik oqsillar paydo bo’ladi va bir vaqtning o’zida bargning fotosinteziga taaluqli oqsillari kamayadi yoki umuman yo’qolib ketadi. Differentsiyalangan hujayralar differentsiyalanib kallus hosil qilish jarayonida hujayrada biokimyoviy va tsitologik o’zgarishlar ro’y beradi. Differentsirovka zahira moddalardan foydalanib, hujayra organellalarining parchalanishidan boshlanadi. Differentsirovka infunktsiyasidan 6-12 soat o’tgandan so’ng xujayra qobig’i po’klashadi va shishadi. Erkin ribosomalar soni ortadi, golji apparati elementlarining o’lchami kattalashadi va soni ortadi.
Kallus xujayralarining qarshi bo’linish hususiyatlarini yo’qotmasliklari uchun eksplantda paydo bo’lgan birlamchi kallus 4-6 haftadan so’ng yangi ozuqali muhitga o’tkaziladi. Bu muolajaga passirlash deyiladi. Doimiy pasirlash yo’li bilan hujayralarning bo’linish qobiliyatini o’n yillab saqlab turish mumkin.
Kallus hujayralari In Vitro o’simlik organizmi normal xujayralarga xos bo’lgan fiziologik biokimyoviy hususiyatlarga ega bo’ladi. Ular ikklamchi metobolitlar sintez qilish qobiliyatini saqlab qoladi.
Kallus to’qimalari yuqori haroratga osmotik aktiv moddalarga chidamlilik hususiyatlari bilan normal o’simliklarga o’xshashdir.
Kallus hujayralari genetik geterogendir. Kallus xujayralari xromosomalar soni bilant farq qiladi. Meristematik to’qima In Vitro genetik turg’un bo’ladi. Kallus va suspenziya kulturalarida boshlang’ich o’simlikka xos diploid xujayralar to’plami 3,4,5 va undan ko’p xromosomalar to’plamli poliploid xujayralarni uchratish mumkin.
Undan tashqari kallus to’qimalari kulturasida aneuploidni ham kuzatish mumkin. Kallus xujayralari qancha uzoq o’stirilsa, ular ploidligi bilan shunchalik ko’p farq qiladi.
Tamaki kallus to’qimasini 4 yil o’stirilgandan so’ng diploid xujayralar umuman qolmaydi, hamma xujayralari poliploid yoki aneuploid bo’ladi.
Xujayra selektsiyasining ahamiyati va vazifalari. Somaklonlar (somaklon – o’stirilayotgan hujayralarning hohlagan shaklidan o’simlik olish) olishni xujayra selektsiyasi bilan birgalikda olib borilsa, yaxshi natijalarga erishish mumkin.
Xujayra selektsiyasini quyidagi uslublar bilan amalga oshirish mumkin:

• 
  to’g’ri selektsiya, bunda hujayralarning ma’lum alohida mutantlari yashashi kerak;
  
• 
  noto’g’ri selektsiya, bo’linayotgan yovvoyi tip hujayralarni tanlab yo’qotishga va metabolitik faol bo’lmagan xujayralarning yashab ketishiga, lekin ularda mutatsion o’zgarishlarning qo’shimcha identifikatsiyasiga asoslangan;
  
• 
  umumiy selektsiya, bunda hamma hujayra klonlari alohida o’rganiladi;
  
• 
  yuzaki selektsiya va noselektiv populyatsiyalar ichidan ko’rinishiga qarab yoki biokimyoviy usullar orqali aniqlanadi.
  

Yuqorida aytilgan usullardan to’g’ri selektsiya ko’proq tarqalgan usullardan bo’lib, gerbitsidlarga, antibiotiklarga toksinlarga, og’ir metallarga, tuzlarga va boshqa antimetobolitiklarga chidamli regenrat o’simliklar olishda foydalaniladi.