Protoplasto

Protoplasto (del griego antiguo πρωτόπλαστος (prōtóplastos) 'first-formed'), es un término biológico acuñado por Hanstein en 1880 para referirse a la célula completa. , excluyendo la pared celular. Los protoplastos se pueden generar quitando la pared celular de células vegetales, bacterianas o fúngicas por medios mecánicos, químicos o enzimáticos.

Los protoplastos se diferencian de los esferoplastos en que su pared celular ha sido eliminada por completo. Los esferoplastos conservan parte de su pared celular. En el caso de los esferoplastos de bacterias Gram negativas, por ejemplo, se ha eliminado el componente peptidoglicano de la pared celular, pero no el componente de la membrana externa.

Enzimas para la preparación de protoplastos

Las paredes celulares están hechas de una variedad de polisacáridos. Los protoplastos se pueden producir degradando las paredes celulares con una mezcla de las enzimas apropiadas que degradan los polisacáridos:

Durante y después de la digestión de la pared celular, el protoplast se vuelve muy sensible al estrés osmótico. Esto significa que la digestión de la pared celular y el almacenamiento de protoplast deben realizarse en una solución isotónica para prevenir la ruptura de la membrana plasmática.

Usos de los protoplastos

Los protoplastos se pueden utilizar para estudiar la biología de las membranas, incluida la absorción de macromoléculas y virus. Estos también se utilizan en variación somaclonal.

Los protoplastos se utilizan ampliamente para la transformación del ADN (para crear organismos genéticamente modificados), ya que de lo contrario la pared celular bloquearía el paso del ADN al interior de la célula. En el caso de las células vegetales, los protoplastos se pueden regenerar en plantas enteras primero creciendo hasta formar un grupo de células vegetales que se desarrolla en un callo y luego mediante la regeneración de brotes (caulogénesis) a partir del callo utilizando métodos de cultivo de tejidos vegetales. El crecimiento de protoplastos en callos y la regeneración de brotes requiere el equilibrio adecuado de reguladores del crecimiento de las plantas en el medio de cultivo de tejidos que debe personalizarse para cada especie de planta. A diferencia de los protoplastos de plantas vasculares, los protoplastos de musgos, como Physcomitrella patens, no necesitan fitohormonas para la regeneración ni forman un callo durante la regeneración. En cambio, se regeneran directamente en el protonema filamentoso, imitando una espora de musgo en germinación.

Los protoplastos también se pueden utilizar para el cultivo de plantas, utilizando una técnica llamada fusión de protoplastos. Se induce la fusión de protoplastos de diferentes especies mediante el uso de un campo eléctrico o una solución de polietilenglicol. Esta técnica puede usarse para generar híbridos somáticos en cultivo de tejidos.

Además, los protoplastos de plantas que expresan proteínas fluorescentes en ciertas células se pueden usar para la clasificación de células activadas por fluorescencia (FACS), donde solo se retienen las células que fluorescen una longitud de onda seleccionada. Entre otras cosas, esta técnica se utiliza para aislar tipos de células específicas (por ejemplo, células protectoras de las hojas, células del periciclo de las raíces) para investigaciones posteriores, como la transcriptómica.