Hücre ve Doku Kültürleri
Bitkiler
Egzotik orkideler gibi kultivasyonu zor bitkilerde özel bir kültür tekniği uygulanır. Bitkiden izole edilen kısmı, hatta tek hücre, yapay besi ağarında tutulabilir. Doku parçaları kültür içinde genellikle heterotroftur. Kültür gerekli mineral tuzları, sakkaroz veya glikoz gibi bir şekeri enerji kaynağı olarak içermelidir. Ayrıca, büyüme ve hücre bölünmesini aktive eden bitki hormonu (=fitohormon) da eklenir.
Eksplante (=dışarıya alınma) edilen doku parçası, kültürde hücre bölünmeleri ile kesim yüzeyinde önce farklılaşmamış hücrelerden oluşan bir yara dokusu veya bir KALLUS oluşturur. Daha sonra bu kallusda farklılaşmalar olur. Bu da doğurgan doku, yani meristemin oluşumu ile başlar. Kallus dokusundan birkaç haftalık aralıklarla parçalar kesilir ve kultive edilir. Böylece kısa zamanda çok sayıda önkültür sağlanır. Bitki doku kültürleri hem ışıkta hem de karanlıkta tutulabilir. Uygun yoğunluk ve karışımda ilave edilen fitohormonla doku birikintisinde bitki organlarının oluşumu indüklenir. Sonuçta, toprakta normal olarak üretilebilecek küçük saf bitkiler yetiştirilir. (doku kültürü pdf)
İzole edilen tek hücrelilerle kültür yapmak için akıcı besi maddesine ihtiyaç vardır. Önce kallus dokusu yetiştirilir. Çalkalama ve besi ortamının uygun bileşimi ile farklı büyüklükte hücre agregatlarının ve hatta tek bir hücrenin ayrılması sağlanır. Böyle bir kültüre HÜCRE SÜSPANSİYON KÜLTÜRÜ denir.
Hücre kültürü, kültürü yapana birçok olanak verir. Döllenmede baba ve annenin kromozom seti ile bitki çoğalması ve mayozdaki tesadüfi kromozom dağılımı, yetiştirici için kalıtsal olarak değişmeyen tohum eldesini zorlaştırır. Polen ve yumurta döllenmeden önce haploiddir. Bu haploid hücrelerden tekrar tam bir bitki eldesi mümkündür. Gerçi bu bitkiler haploid olarak küçük ve sterildir; ama onların haploid genomları iki katına çıkarılarak verimli (=fertil) yapılabilir. Melezden saf kalıtsalların eldesi bu yolla çok hızlı olur.
İzole hücrelerden bitki yetiştirme, tek tek hücreleri ve böylece bitkinin tamamını genetik olarak değiştirme imkanı verir. Pratik için genomun tamamını değiştirmek yerine, bazı özelliklerin değiştirilmesi önem taşır. (doku kültürü teknikleri)
Hayvanlar
Hayvan ve insan organizmasından hücre ve doku kültürü yapılabilir. Mekanik ve kimyasal müdahalelerle bunlar hücre birliklerinden alınarak besi ağarına getirilir. Ağara hayvan serumu ilave edilir. Büyüme etmeni belli polipeptidler hücrelerin sabit bir temele doğru kaymasına etki yapar. Yani hayvan hücrelerinin çoğu, eğer cam veya plastik kaplarda kültive edilirse, büyür ve çoğalır. Bağ dokudaki bir ara madde olan kollajen de böyle yapışkan polipeptidler içerir. Bu yüzden deney kabının tabanı kollajenle kapanırsa hücre kültürünün büyümesi önemli ölçüde artar.
Organizmanın organ veya dokusundan elde edilen hücre kültürlerine PRİMER KÜLTÜR denir. Bu kültürler belli bir yoğunluğa ulaşırsa, bunun bir kısmı değiştirilir ve SEKONDER KÜLTÜR elde edilir.
Böylece çok miktarda kültür yapılabilir. Bunların içindeki hücreler, canlı organizmanın gösterdiği özelliklere sahiptir. Embriyonal iskelet kası hücreleri kültürde kasılabilen büyük kas ipliklerine kaynaşır. Epitel hücreleri, birbirine bağlı hücre yüzeylerini, intakt organizmada olduğu gibi oluşturur. Hatta sinir hücreleri uyarılabilir aksonları meydana getirir. Pasajların (sekonder kültürlerin yapılmasına verilen ad) farklı büyüklükte ve sayıda oluşuna göre hücreler organizmadaki gibi yaşlılık belirtileri gösterir. Hücreler alındıkları organizmanın sınırlı olan yaşını aksettirir; ama bazen kültürde uzun yıllar yaşayan ve hatta sınırsız kültive edilebilen hücreler de vardır. Böyle kültürler sıvı azotla -97°C'de dondurulabilir. Bugün bir sinir hücresi bankası vardır. Buradan tüm dünyaya materyal gönderilir. Böylece bütün dünyada aynı türden objelerle çalışılması sağlanır.
Hücre kültüründe füzyon maddesi yardımı ile çeşitli hücreler birleştirilir. Böylece iki çekirdekli HETEROKARYON denen hücre oluşur. Çekirdekler de birbiri ile kaynaşırsa HİBRİD HÜCRE meydana gelir.