Charakteristik pflanzlicher ZK, Kultivierungbedingungen.
ZHAW Pflanzenzellkulturtechnik (Lektion 1)
ZHAW Pflanzenzellkulturtechnik (Lektion 1)
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Lernkarten
Warum PCTCs statt klassischer Feldanbau?
- Abhängigkeit von Bodenbeschaffenheit, Bodenverfügbarkeit und Bearbeitungsintensität
- Abhängigkeit von biotischen Störfaktoren (Krankheiten, Frassfeinden)
- Abhängigkeit von abiotischen Störfaktoren (Klima, Wetter, Jahres- und Tageszeit)
- Keine Möglichkeit der Stoffproduktion in geschlossenen Systemen unter kontrollierbaren, reproduzierbaren und validierbaren Bedingungen (GMP)
Was ist der Unterschied zwischen einer Pflanzenzelle und einer Tierischen Zelle
pflanzen haben zusätzlich
- Zellwand
- Mittellamelle
- Plasmodesmen
- Chloroplasten
- Vakuolen
- (Chromoplasten) --> Farbe
- (Leukoplast) --> Speicher für Stärke
Welches sind die Charakteristika von Pflanzenzellen?
- Kugelförmige oder Stäbchen ähnliche Morphologie
- Totipotenz
- Grösse von 10 bis 100 µm
- Verdopplungszeiten von Tagen (Ausnahme BY-2)
- Intrazelluläre Produktakkumulation von Sekundärmetaboliten (0.025 bis 1 g d-1 L -1)
- Häufig Sekretion von r-Proteinen/Glykoproteinen/PMPs (< 1g L-1)
- Zellwand
- Geringere Sensitivität gegenüber Scherstress
Welche Kultivierungsbedingungen benötigen pflanzenzellen?
Temperatur zwischen 23 und 29 °C
pH zwischen 5.0 und 6.0 --> Keine Regulation mit Säure oder Lauge
Belüftung (0.1 bis 0.5 vvm ) (0.1 bis 5% CO2 )
Licht (0.6 bis 10 kLux, kontinuierlich oder 8 h dunkel/16 h hell )
Hohe Inokulationsrate (10%)
Was ist wichtig beim Metabolismus der Pflanzen?
- Keine oder vernachlässigbare Photosysntheseaktivität --> benötigen C-Quelle für Glykolyse
- Benötigen N-Quelle (Nitrat, Ammonium, Aminosären)
- Cystein- und Cysteinsulfat sind die gebräuchlichsten S-Quelle
Welche Bestandteile enthält das Nährmedium zur das zur Pflanzenzellkultur genutzt wird?
- C-Quelle (Saccharose, Glukose, Fruktose, Sorbitol): 2 bis 5%
- Organische Supplemente (Aminosäuren, Vitamine und Co-Faktoren)
- Anorganische Supplemente
- Mikroelemente - in µM Konzentrationen Fe, Mn, Zn, Cu, Mo, I, B, Co
- Makroelemente - in mM Konzentrationen N, S, P, K, Mg, Ca
- Deionisiertes Wasser (95%)
- Phytohormone
- Auxine (IAA, 2.4 D, NAA)
- Cytokinine (BAP, Kinetin, Purin, Adenin)
- Support-Matrix (Agar, Agarose, Phytagel, Gelrite)
Wie heisst das Medium das für die Pflanzenzellkulturen eingesetzt wird?
MS (Murashige and Skoog)-Basalmedium
Was ist Pflanzliche Zell- und Gewebekulturtechnik (PCTCs)
Kulturtechnik, die von mikrobenfreiem Pflanzenmaterial ausgeht
Grundlage: Totipotenz (Fähigkeit aus differenzierten Zellen wieder Organe und schliesslich ganze Pflanzen zu bilden)
Biotechnologische Wirkstoffproduktionen: Sekundärstoffe, r-Proteine und Vakzine als „rote” Applikationen und Sekundärstoffe für die Kosmetik als «grün-weisse» Applikationen
Für was wird die Zell- und Gewebekulturtechnik eingesetzt? Welche Produkte gewonnen?
Einsatz pflanzlicher und animaler Zellen/Gewebe für die in vitro Herstellung von
- Wirkstoffen für Therapeutika und Diagnostika
- Zellen, Geweben und Organen
Einsatz animaler Zellen/Gewebe für Zytotoxizitätstests
- Reduktion und Ersatz von Tierversuchen
