I. Khái niệm công nghệ tế bào
- Công nghệ tế bào là quy trình kĩ thuật ứng dụng phương pháp nuôi cấy tế bào hoạt mô trên môi trường dinh dưỡng nhân tạo để tạo ra cơ quan hoặc cơ thể hoàn chỉnh.
- Công nghệ tế bào bao gồm công nghệ tế bào thực vật và công nghệ tế bào động vật.
- Công nghệ tế bào được phát triển dựa trên nền tảng kết hợp của một số lĩnh vực như sinh học tế bào, sinh học phân tử,...
II. Nguyên lý chung của công nghệ tế bào
- Mỗi tế bào chứa hệ gene của tế bào quy định tất cả các đặc tính và tính trạng của cơ thể sinh vật.
- Mô là một nhóm tế bào độc lập có cấu trúc và chức năng như nhau. Vì vậy, khi tách riêng mô để nuôi cấy, chúng có thể phát triển thành cơ quan hoặc mô cơ thể.
- Cơ sở khoa học của công nghệ tế bào: Cơ sở khoa học của công nghệ tế bào: tính toàn năng của tế bào, khả năng biệt hóa và phản biệt hóa, khả năng phân chia và điều khiển sự biệt hóa bằng hormone sinh trưởng.
+ Tính toàn năng của tế bào là khả năng một tế bào phát triển thành một cơ thể hoàn chỉnh trong môi trường thích hợp
+ Biệt hóa là quá trình một tế bào biến đổi thành một loại tế bào mới, có tính chuyên hóa về cấu trúc và chức năng, từ đó phân hóa thành các mô, cơ quan đặc thù trong cơ thể
+ Phản biệt hóa là quá trình kích hoạt tế bào đã biệt hoá thành tế bảo mới giảm hoặc không còn tính chuyên hóa về cấu trúc và chức năng
- Tùy thuộc vào môi trường cấy mà tế bào có thể tạo ra các sản phẩm công nghệ khác nhau.
III. Công nghệ tế bào động vật
** Khái niệm: là quy trình công nghệ nuôi cấy các loại tế bào động vật và tế bào người trong môi trường nhân tạo để tạo ra một lượng lớn tế bào nhằm mục đích nghiên cứu và ứng dụng trong thực tế.
** Nguyên lý:
- Là nuôi cấy các tế bào gốc trong môi trường thích hợp và tạo điều kiện để chúng nguyên phân nhiều lần rồi biệt hóa thành các loại tế bào khác nhau.
- Tế bào gốc là những tế bào có thể phân chia và biệt hóa thành nhiều loại tế bào khác nhau.
- Ở động vật, ngoại trừ tế bào gốc, phần lớn tế bào đã biệt hóa và không còn khả năng phân chia.
** Các kỹ thuật công nghệ tế bào:
- Gồm 2 kĩ thuật: nhân bản vô tính và cấy truyền phôi.
- Ở nước ta, quy mô nhân giống vô tính trong ống nghiệm đã được thực hiện.
IV. Thành tựu của công nghệ tế bào động vật
V. Công nghệ tế bào thực vật
- Khái niệm: Là quy trình công nghệ nuôi cấy các tế bào, mô thực vật ở điều kiện vô trùng để tạo ra các cây có kiểu gene giống nhau nhằm nhân giống.
- Cơ sở khoa học của công nghệ tế bào thực vật là dùng môi trường dinh dưỡng có bổ sung các hormone thực vật thích hợp tạo điều kiện để nuôi cấy các tế bào thực vật tái sinh thành cây mới.
VI. Thành tựu của công nghệ tế bào thực vật
1. Nhân nhanh giống cây trồng (vi nhân giống)
- Công nghệ tế bào thực vật ứng dụng để nhân nhanh các giống cây trồng, đặc biệt các giống quý hiếm (dược liệu, gỗ quý...), nhân nhanh các cây trồng sạch bệnh được tuyển chọn.
- Từ mảnh lá, thân rễ...của cây mẹ, trải qua giai đoạn phản biệt hóa, công nghệ giống in vitro đã tạo ra mô sẹo, tái sinh chồi từ mô sẹo, từ đó phát triển thành nhiều cây con
- Nhân nhanh giống cây trồng thuần chủng bằng phương pháp nuôi cấy hạt phấn:
2. Tạo giống cây trồng mới
- Dung hợp tế bào trần:
+ Kỹ thuật loại bỏ thành tế bào và lai giữa các tế bào cùng loài hoặc khác loài.
+ Tế bào lai được tạo ra sẽ tiếp tục được nuôi cấy in vitro để tạo giống cây lai hoàn chỉnh mang đặc tính tốt của cả hai dòng tế bào ban đầu
Ví dụ: dung hợp dòng tế bào trần đơn bội (n) và dòng tế bào trần lưỡng bội (2n) tạo giống cây tam bội (3n) => Dưa hấu không hạt, bưởi và cam không hạt...
- Tạo giống cây trồng chuyển gene:
+ Chuyển các gene kháng sâu bệnh, kháng thuốc diệt cỏ hoặc các gene hỗ trợ nâng cao chất lượng cây trồng.
3. Sản xuất các chất có hoạt tính sinh học trong tế bào thực vật
- Công nghệ nuôi cây dịch huyền phù tế bào thực vật, nuôi cây rễ tơ....để sản xuất các chất có hoạt tính sinh học từ các dòng tế bào tự nhiên hoặc từ dòng tế bào mang gene tái tổ hợp.
Ví dụ: Sản xuất 1 số vaccine ăn được, hormone sinh trưởng, các hợp chất alkaloid, anthocyanin...
