Totipotenz - Das Wunder der Stammzellen in Pflanzen

Totipotenz - Das Wunder der Stammzellen in Pflanzen

Das Thema Stammzellen wird derzeit diskutiert und ist nicht frei von Kontroversen. In Pflanzen jedoch ist die Existenz von Zellen, die irgendeine Art von Pflanzengewebe oder sogar eine ganze Pflanze produzieren k√∂nnen, f√ľr die Pflanzenvermehrung und das √úberleben von entscheidender Bedeutung. Lesen Sie weiter f√ľr mehr √ľber dieses faszinierende Thema...

In Diesem Artikel:

Die Vielen von dem Einen

In einem fr√ľheren Artikel √ľber Mitose und Meiose habe ich beschrieben, wie der Prozess der Zellteilung funktioniert. In beiden F√§llen kann eine einzelne Zelle einen Teil der Pflanzenstruktur oder eine ganze Pflanze hervorbringen. Hier werde ich mich auf die F√§higkeit normaler Zellen im Pflanzenk√∂rper konzentrieren, sich zu reproduzieren und eine ganze Pflanze ohne sexuelle Mittel zu erzeugen. Diese F√§higkeit wird aufgerufen , und es ist eine Eigenschaft bestimmter Arten von Gewebe in Pflanzen, genannt .

Totipotente Zellen erf√ľllen die gleiche Rolle in Pflanzen, die Stammzellen in Tieren tun. Sie werden in Spross - und Wurzelwachstumsspitzen als gefunden , und in der (die Zellschicht zwischen der Rinde und dem Holz) von Geh√∂lzen und B√§umen. Die Aktivit√§t dieser meristematischen Regionen f√ľhrt zu neuen Wurzeln, St√§ngeln, Bl√§ttern und Bl√ľten oder Fruchtstrukturen in Pflanzen sowie zu einer Vergr√∂√üerung des Durchmessers von Geh√∂lzen und √Ąsten von verholzenden Pflanzen. Alle Strukturen, die in einer reifen oder wachsenden Pflanze gefunden werden, sind das Ergebnis von Zellmaterial, das von meristematischem Gewebe produziert wird. Das Wissen hilft dabei, zu verstehen, wie ein Schnitt Wurzeln schlagen kann oder wie Gewebekulturlabore Hunderte oder Tausende junger Pflanzen produzieren k√∂nnen, indem sie nur die meristematischen Zellen verwenden.

Klonen herum

Einige Pflanzen haben Zellen, die in der Lage sind, aus einem strukturierten, oder umzuwandeln , Zustand zu einem totipotenten Zustand. Ein Beispiel ist das ZZ-Werk (). Diese Pflanze ist so zellul√§r fr√ľhreif, dass nur ein St√ľck Blatt oder Stengel verwendet werden kann, um eine neue Pflanze anzubauen. Andere Pflanzen und B√§ume k√∂nnen spontane Knospen am Stamm oder am Stamm erzeugen. Diese treten aus der T√§tigkeit des meristematischen Gewebes der Kambiumschicht hervor, und da sie keine Knospen sind, die normalerweise in den Achseln von Bl√§ttern produziert werden, werden sie genannt . Dies kann auch dann passieren, wenn der fragliche Baum nicht von Stecklingen stammt. Die Bildung von Adventivknospen beginnt mit der Produktion eines , die im Wesentlichen ein undifferenzierter Zellklumpen ist, der einem kleinen Tumor √§hnelt (siehe Kallusgewebe in der obigen Abbildung, rechts). Durch genetische und hormonelle Prozesse differenzieren sich die Zellen zu wachsenden Punkten, aus denen dann neue St√§ngel mit Bl√§ttern entstehen. Ein √§hnlicher Prozess kann auch zu Adventivwurzeln f√ľhren.

Fortschritte im Verst√§ndnis der Totipotenz und wie Zellen stimuliert werden k√∂nnen totipotent zu werden, haben zu einer ganzen Industrie gef√ľhrt, dem Gesch√§ft der Mikropropagation oder was allgemein als "Gewebekultur" bezeichnet wird. W√§hrend Mikropropagationslabors Kulturgewebe (meristematisches Gewebe) produzieren, ist diese Arbeit nicht die gleiche wie in einem Labor f√ľr wissenschaftliche Gewebekulturen. Die Arbeit in wissenschaftlichen Labors ist viel esoterischer und erstaunlicher. Ich studierte die Wissenschaft der Gewebekultur, als ich die Graduiertenschule besuchte, und wir machten Dinge wie die Isolierung einzelner Zellen von einem Kallus und das Entfernen der Zellwand mit Hilfe von Enzymen, um eine nackte Pflanzenzelle, genannt . Diese sind in der wissenschaftlichen Forschung wichtig, weil Gene leichter in Pflanzenzellen eingef√ľgt werden k√∂nnen, wenn sie keine Zellwand um sich herum haben. Wir z√ľchteten reine Kalluskulturen und Zelllinien, die im Wesentlichen alle totipotenten Zellen waren. Mit den richtigen Kombinationen von Pflanzenhormonen k√∂nnten wir dann bewirken, dass die Zellen zu Pflanzensprossen mit Wurzeln werden. Diese und andere Experimente, die in wissenschaftlichen Gewebekulturlabors durchgef√ľhrt werden, sind nicht die Arten von Aktivit√§ten, die durch Mikropropagationsvorg√§nge durchgef√ľhrt werden, aber sie demonstrieren anschaulich die Kraft der Totipotenz beim Pflanzenwachstum.

Im Gegensatz dazu besteht die kommerzielle Gewebekultur darin, viele tausend Klone bestimmter Pflanzen unter Verwendung von meristematischem Gewebe herzustellen. Verschiedene Pflanzen ben√∂tigen unterschiedliche Medienformulierungen, da die f√ľr eine Pflanze ideale Rezeptur bei einigen anderen Pflanzen keine Ergebnisse bringt. Herk√∂mmliche Mikropropagation erfordert eine sterile oder aseptische Umgebung, und die Betriebskosten einer solchen Einrichtung sind betr√§chtlich. Ohne Totipotenz w√§re dies jedoch nicht um jeden Preis m√∂glich.

Videoergänzungsan: Stammzellenforschung - Totipotente & Pluripotente Stammzellen & Embryonenschutzgesetz.


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