Жасанды коректік  ортада  өсетін  жасушалардың  биологиясы

1.     Дедифференциялану  және  каллустың пайда  болуы.

2.     Өсірген  жасушалардың  әрекеттілігі.

3.     Жасушалардың  In vitro жағдайында  өсуі.

4.     Дедифференциация, морфогенез  және  регенерация.

Лайықты  коректік  ортада  кейбір клеткалар  бөліну  арқылы  көбейіп  каллус  үлпасына айналады. Каллус  дедифференциаланған  жасушалардан тұрады. Олай  болудың  себебі-әлдеқашан  бөлінуін тоқтатқан, дедифференциаланған  клеткалар In vitro жағдайында  қайтадан  бөліне  бастайды.Бөліну  қабілетінен  айырылған  мұндай жасушалардың  жаңадан пролиферация  жолына  түсіп  бөліне  бастауы, олардың дедифференциаланғанын көрсетеді.

Жасушалардың  құрылымы   мен  қызметі гендердің  активтілігіне  байланысты жасушалардың құрылымы  мен  атқаратын  қызыметі  өзгеруіне себепші  болатын, әртүрлі гендердің  (эксптессиясы) әрекеттесуіне байланысты организмнің  барлық  жасушаларында гендері бірдей болса да олардың бәрі бір мезгілді  әрекет-тенбейді. Әдетте  гендердің  5%-ғана  активті  болады. Ал  осы актвфті-гендерге биологиялық түр белгілерін анықтайтын және жасушалық  метаболизмді  іске  асырушы  гендер  кіреді. Бұдан  басқа, олардың  қатарына тек қана осы  мүшеде, ұлпада, жасушада активті  болатын гендер  және белгілі бір  кезеңде  активтелетін  гендер мен өзгерген  сыртқы жағдайлардың  әсерімен активтелген  гендер  кіреді.

Жасушаларда  атқаратын  қызметіне  байланысты  физиологиялық  және  құрылымдық  айырмашылықтардың  пайда болуын дедифференциалану процесі  деп  атайды. Дедифференциалану  деген  ұғым меристемалық жасушаның  маманданған  жасушаға  айналуын  көрсетеді. Құрылымы  және  қызметі біртектес  меристемалық жасушалар әртүрлі даму жолдарына түсіп,алуан түрлі  маман-данған жасушалар түзеді.Сөйтіп,жасушалардың бір-бірінен айырмашылығы, оларда  әртүрлі гендердің  жұмысқа  қосылуына байланысты  болады. Бірақ  өсімдіктердегі дедифференциалану процесі  шешімі  табылуы  қиын  процес.

Жаңадан  пайда болған  жасушаның одан әрі даму  мүмкіндіктері  әр  қилы. Әрбір     жасушаның   белгілі  тип  бойынша  дамуының  генетикалық  бағытын    д е т е р м и н а ц и я   деп  атайды. Ол  даму  физиологиясының негізі  болады. Жасушаның  белгілі  бір  даму жолына  түсуі ерекше  белоктардың жиынтығының  түзілуіне байланысты.Маманданған жасушада тек өзіне тән белоктар  синтез-деледі.Бұл  гендердің  дифференциалды активтілігіне байланысты  бұл  кезде  біреулері  экспрессияға ілінше,кейбіреулері  репрессияланған   күйінде  қалады. Сөйтіп  оның  фенотипі, оның  қызметі  белоктармен  белгіленеді.Ал  белоктар-дың  құрылымы  РНҚ  мен байланысты.

Сонымен, дедифференциаланған  кезде  жасушаның  құрылымы  мен метабо-лизмі өзгереді. Бірақ  биохимиялық түрге тән гендер жиынтығының құрамы өзге-ріске  ұшырамайды.

Даму  процесінде  белоктың синтезделуі  бірнеше  деңгейде  реттелуі  мүмкін.

1.     ДНҚ  синтезі,  яғни репликация.

2.     РНҚ   синтезі, яғни транскрипция

3.     Процессинг (алғашқы  РНҚ-ның  пісіп  жетілуі, белок синтезделуіне  дайын  болуы)

4.     РНҚ-ның  ядродан  цитоплазмаға  тасмалдануы (жетілген  РНҚ-лар  цитоплазмаға тасмалдануының  сұрыпталуы).

5.     Транспяция  деңгейі (РНҚ-да     жазылған  мәліметке  сай  рибосомаларда  белок  түзіледі).

Дедифференциалану  мен каллустың  пайда  болуының  механизмдерін  темекі  сабағының  өзекті  паренхимасындағы  жасушаларында  жүргізілген.Р.Г.Бутенко-ның  зерттеуі  бойынша  темекінің паренхима  жасушаларында In vitro өтетін дедифференциалану   процесі қордағы  заттарды пайдалануынан  және  кейбір органеллалардың  бөлінуінен  басталады.Дедифференциалану  басталғаннан  соң  6-12  сағаттан  кейін  жасуша  қабығы  жұмсарып  ісіп, органоидтардың саны  артып,  көлемі  өседі.Тасмалдаушы  РНҚ-ның және  рибосомалық РНҚ-ның  синтезі  күшейіп,ДНҚ-ның  синтезі  басталып, жаңадан  синтезделген  белоктар  көбейеді.Жасушадағы пайда  болатын  процестің бәрі ауксин  мен цитокининнің  қатысуымен  жүзеге  асады.Ал 48-72  кейін  жасуша  бөліне  бастайды.  Егер  жасушада  тек  қана  ауксин  болса  РНҚ  мен  ДНҚ  синтезі  күшейіп, бірақ  жасушалар  бөлінбейді.Ал цитокинин болған кезде нуклеин  қышқылдарының  синтезі өзгермеген.Демек   жасуша  бөліну  үшін екі  фитогормон  қажет  екендігі дәлелденді.Бұл  процес  былай  өтеді.Ауксиннің  ықпалымен  жасуша мембранасы плазмалеманың  өткізгіштігі артады  және  қасиеттері  өзгереді.Одан  кейін  бұрыннан бар  РНҚ-ларда немесе  жаңадан  синтезделген  РНҚ-да   цитоплазмалық  белоктар  цитоплазмадан  ядроға өтіп  гистондармен  ерекше  байланысады.Соның арқасында рибосомалық  және  тасымалдаушы  РНҚ-ларды   синтездейтін  гендер репрессияланған жағдайдан активті  күйге көшеді. РНҚ мөлшері жасушада белгілі бір деңгейге жеткен соң ғана ДНҚ-ның репликациясы басталады.Ал кинетин жоқ кезде митоздық циклдің өтуі тежеледі.Клеткаға митозды бастауға және бөлінуді аяқтауға қажет арнайы РНҚ мен белоктардың синтезін тек цитокинин бақылайды.Жасуша бөліну үшін митоз басталмай тұрып өзінің РНҚ-дан синтезделетін ерекше бір белоктың болуы жануар жасушасында көрсетілген.

Каллус жасушаларының көлемі мен қалпы бастапқы эксплант ұлпасының жасушаларының да,бір-біріне де ұқсамайды,ядроларының саны мен формасы өзгереді.Каллустың жас жасушалары майда болса ал кәрі жасушалары өте ірі болады.Жасушалар мен ядролардың қалпы мен көлемдерінің өзгеруі көбінесе плоидтылықтың (хромосомалар саны) өсуіне байланысты.Клеткаларды ұзақ өсір-генде олардың плоидтылығы ұдай арта береді.

Өсірген жасушалардың полиморфизмі әртүрлі факторларға байланысты , түрі-нің және жасының ерекшеліктері,плоидтылығы,қоректік ортаның және өсіру жағ-дайының әсері.

Физиология жағынан жасушалардың әртектілігі оладың әртүрлі физиологиялық күйінде болуына байланысты.Мұндай жасуша популяциясы  а с и х р о н д ы  деп аталады.Популяцияны синхронды болғызу,яғни барлық жасушалардың жасуша циклінің бір кезеңінде болу тіпті мүмкін емес.Себебі бөлінетін жасушалардың саны көбейту жолдары бар.

Өсірген жасушалардың әрекеттілігі генетикалық,эпигенетикалық және модификациялық өзгергіштікке себеп болады.Генетикалық өзгерістер,генотиптің өзгеруіне әкеледі де,тұқым қуалайды.Мутация гендік,хромосомалық,геномдық деңгейде өтеді.Гендік немесе нүктелік мутациялар – ДНҚ молекуласының белгілі бір бөлігінде нуклеотидтердің қатар тізбегінің өзгеруі-геннің өзгеруі.Гендік мута-циялар жасушалардың морфологиялық,биохимиялық және физиологиялық қа-сиеттерінің өзгеруіне әкеледі.

Хромосомалық мутациялар бұлар хромосомалардың жүйелік өзгеруі. Хромосомалық қайта құрулар инверсия,делеция,дупликация,транслокация, транс-позиция нәтижесінде пайда болады.

Геномдық мутациялар-жасушалардағы хромосомалар санының өзгеруі.

Генетикалық өзгергіштіктің себептері де әртүрлі.

1.Алғашқы эксплантты өсімдіктен бөліп алғанда коррелятивті байланыстардың бұзылуы,яғни организмнің бақылауы болмауы.

2.Қоректік ортаның компоненттерінің әсері.

3.Қоректік ортада жиналатын метаболизм өнімдерінің әсері.

4.Бастапқы экспланттың өзіндегі әрекеттілік және белгілі бір жасушалардың селекциясы.

Хромосомалық өзгергіштік митоздың бұзылуы салдарынан пайда болады.

Эндомитозда хромосомалар шиыршықталып бұратылады,бірақ ядроның қабығы сақталады,ұршық бұзылады,хромосомалар ажырамайды.Сондықтан, хромосома-лардың саны көбейеді,ядро мен жасушаның көлемі ұлғаяды.

Эндоредупликацияда ДНҚ-ның мөлшері ядрода көбейседе хромосомалар екі еселенбейді де ядро бөлінбейді.Сонымен қатар,митоздың бөлінуіне байланысты хромосомалар дұрыс таратылмауы есебінен де полиплоидты және анеуплоидты жасушалар пайда болады.

Жасушалардың бөлінуі мен өсу жылдамдығы,қолайсыз жағдайларға төзімділігі олардың плоидтылығына байланысты.Соның салдарынан жасушалардың арасын-да бәсеке басталып,кейбіреулері басым өсе бастайды. Осындай популяциядағы жасушалардың белгілі бір типі үнемі басым өсуін ж а с у ш а л ы қ  с е л е к ц и я   деп атайды.Басым өсу кейбір жасушалардың (бастапқы бар жасушалардың көбеюі арқылы жасушалар мен ұлпалардың жаңадан пайда болуы)пролиферациясымен сипатталады.Мұндай селекцияның  а в т о с е л е к ц и я   деп атайды,мұнда сырттан стресс факторлары әсер етпейді.

Цитогенетикалық әрекеттіліктің пайда болуына өсіру жағдайына тигізетін әсерін зерттегенде жапырақтың жасыл паренхимасы,тамырлар мен түйнектердің қорлы ұлпалары көбінесе полиплоидты болып келеді.Егер алғашқы материал ретінде диплоидтық меристемалық жасушаларды алып,оларды ағынды ашық жүйеде өсірсе,бұл генетикалық тұрақтылықты сақтаудың шарты болады.Клонның генетикалық тұрақтылығы сақталуы көп массалы ұлпаларды өсіргенде,одан маңызды заттарды бөліп алу үшін өте қажет.Сонымен қатар өсірген жасушалардың,оларды бөліп алған өсімдіктен генетика жағынан бұзылмауы бағалы бірегей жасушаларды көбейтуге маңызы зор.

Дегенмен , жасушалардың генетикалық әрекеттілігін тиімді құбылыс ретінде де бағалауға болады.Өйткені ол жасушалардың бейімделу мүмкіншіліктерін арттырады.Жасушалар популяциясында полиплоидты жасушалар өзінен - өзі сұрыпталады.Сондықтан олар тіршіліктің жаңа жағдайларына тезірек бейімделіп келеді.Өзімен - өзі немесе қандай да бір фактордың ықпалымен пайда болуы жасушалардан бастапқы өсімдікке ұқсамайтын регенерант алуға болады.Мұндай өсімдіктер сомаклондың варианттар деп аталады. Олардың ауыл шаруашылығы дақылдарының сорттарын асылдандыру үшін қолдануға болады.