Protoplast
Protoplast (grč. πρωτόπλαστος - prōtóplastos = prvoformirano) je termin koji se inicijalno odnosio na prvo ljudsko ili, općenitije, na prvo organizirano tijelo jedne vrste.[1][2][3][4]
Definicija
U modernoj biologiji, on ima nekoliko definicija:
- Protoplast je biljna, bakterijska l ili gljivična ćelija koja je imala svoj ćelijski zid, koji je u potpunosti ili djelomično uklonjen ili mehanički ili enzimskih sredstvima.
- Protoplast: Ćelijski zidovi su u potpunosti uklonjeni, a izvedeni su iz gram + (gram-pozitivnih) formi.
- Sferoplast: Ćelijski zidovi su samo djelomično uklonjeni sa gram – (gram-negativnih).
Glavnina protoplasta se odnosi na onu jedinicu biologije koja se sastoji od ćelijjskog jedra i okolnog protoplazmatskog materijala.
Enzimi za prepariranje protoplasta
Ćelijski mzid je sastavljen od različitih polisaharida. Protoplast nastaje degradacijom zida, pomoću mješavine odgovarajućih enzima za njihovu razgradnju.
| Tip ćelija | Enzim |
|---|---|
| Biljne ćelije | Celulaza, pektinaza, ksilanaza |
| Gram-pozitivna bakterija | Lizozim (+EDTA) |
| Gljivične ćelije | Hitinaza |
Tokom i nakon razgradnje ćelijskog zida, protoplast postaje vrlo osjetljiv na osmotski stres. To znači da za taj postupak i skladištenje protoplasta mora biti učinjeno u izotoničničnom rastvoru za sprečavanje rupture plazma membrane.
Upotreba protoplasta
Protoplasta može se koristiti za proučavanje bioloških membrana, uključujući i uzimanje makromolekula i viruse. U tu svrhu se koristi somaklonalna varijacija.
Protoplasti se naširoko koriste i za DNK transformaciju, prilikom kreiranja genetički modificiranih organizama, jer ćelijski zid bi inače blokirao prolaz DNK u ćeliju. U slučaju biljnih ćelija, protoplast se može može regenerirati u cijele biljke, tako što prvo raste u grupu biljnih ćelija koja se razvija u kalus, a zatim regeneracijom izdanaka (kaulogeneza) iz kalusa metodom proizvodnje [[kultura biljnih tkiva]|kulture biljnih tkiva]]. Rast protoplasta u kalusu i regeneracija izdanaka zahtijevaju odgovarajuću ravnotežu regulatora rasta biljaka u kulturi tkiva i medij koji se mora prilagoditi za svaku vrstu biljaka. Za razliku od protoplasta vaskularnih biljaka, protoplast Mossa, kao što je Physcomitrella patens , ne treba fitohormon e za regeneraciju, niti oni formiraju kalus tokom regeneracije. Umjesto toga, oni se regeneriraju direktno u filamentozne protoneme oponašajući klijanje spora mahovine.
Protoplasti mogu se koristiti i za oplemenjivanje biljaka, koristeći tehniku koja se zove fuzija protoplasta. Protoplasti različitih vrsta se stimuliraju za spajanje, pomoću električnog polja ili rastvorom polietilen glikola. Ova tehnika se može koristiti za generiranje somatskih hibrida u kulturi tkiva.
Pored toga, protoplast biljaka sa ispoljavanjem fluorescentnih proteina u pojedinim ćelijama možda se koristi za fluorescentno aktivirano ćelijsko sortiranje (FACS), gdje se zadržavaju samo fluorescentne ćelije odabrane valne dužine. Između ostalog, ova tehnika se koristi za izoliranje specifične vrste ćelija (npr, pokrovne ćelije iz lišća, ćelije pericikla iz korena) za dalje istraživanje, kao što je transkriptomika.[5][6][7]