Hybrydyzacja naturalna

Z hybrydyzacją tego typu mamy do czynienia od wielu wieków
np.: stare winiarnie gdzie mamy do czynienia z doborem naturalnym.

Pokolenie haploidalne – jedna komórka jeden organizm, pojedynczy zestaw chromosomów. Możliwość rozmnażania wegetatywnego, mitotycznie – zachowana ilość i jakość komórek.
Komórka córka podobna do komórki matki.
Powstają kopie.

Pokolenie diploidalne – dwa zestawy chromosomów potencjalnie jednakowe, podział mitotyczny szereg komórek diploidalnych powinny być identyczne genotypowo i fenotypowo.

Drożdże Saccharomyces mogą mieć pokolenie haplo i diplo, występują naprzemiennie.

Faza diploidalna/pokolenie diploidalne
rozmnażanie wegetatywne – mitotycznie po przez pączkowanie.
Fazy M G1 G2 S

Mutacja prowadzi do degeneracji całej populacji, jeśli mamy do czynienia z brakiem naprawy zaistniałej mutacji, zaś ta wchodzi do obiegu

Pokolenie diploidalne może przejść mejozę
Mamy wówczas do czynienia z rekombinacją – crossing over – zmiany.
Komórka może sprawdzić czy wszystko działa w porządku, segregacja cech, eliminacja cech niekorzystnych.
W naturze jest to „lekarstwo” na degenerację komórek.

W wyniku mejozy dzieli się tworząc 4 jądra haploidalne.

Spora może przetrwać długi okres czasu w niekorzystnych warunkach.
Zapada w stan anabiozy – nie oddycha, nie posiada własnej przemiany materii;
- wysoką odporność na wysoką i niską temperaturę.
Możliwość przetrwania dla komórek z sezonu na sezon np.: przetrwanie zimny, naświetlania promieniami UV, działanie chemikaliów. Stan życia utajonego.

Kiedy znika stres środowiskowy, spora zaczyna kiełkować, liza ściany.
Spora przekształca się w komórkę haploidalną. Dalej taka komórka może rosnąć, ma swój metabolizm, dzieli się mitotycznie dając pokolenie haploidalne.

Cechy diploidalnego i haploidalnego po mejozie – możemy stwierdzić, że mamy do czynienia z odmiennymi komórkami – ma poszczególne cechy inne, niekoniecznie gorsze.

Haploidy mają mniejszą siłę metaboliczną, mniejsze zastosowanie, główny fakt mniejszego zastosowania – zdolności do koniugacji – stabilność, która wiąże się z możliwością otrzymania jednakowego produktu, co w przypadku takich komórek nie zawsze możliwe jest do osiągnięcia.

Jakościowo dzięki procesom cyklu rozwoju możemy uzyskać haploidy,
które w pokoleniu diploidalnym nie ukazały się.

Czas generacji około…

Zmiany cech są możliwe do szybkiego wychwycenia i stwierdzenia, z czym mamy do czynienia.

W laboratorium wykorzystujemy etap mejotyczny.
Interesuje nas szczep diploidalny, który posiada cechy pożądane.
- wyjątkowa zdolność do fermentacji jakiegoś określonego związku
|wytrawne wino ma wyższy poziom etanolu|

W laboratoriach tworzymy warunki do sporulacji dla drożdży.
Tworzymy warunki głodowe – powstają formy przetrwane,
komórka przygotowując się przechodzi mejozę.
- zmniejszamy ilość węgle,
- pozostałe warunki optymalne (pH, wilgotność, temperatura)
- dodatek substancji, które stymulują sporulację np.; dodatek octanów,
|skosy octanowe|; wyciągi roślinne z selera, marchwi.

To, co uzyskujemy w probówce jest populacją z ograniczonym źródłem węgla.

Pod mikroskopem widźmy tetrady. W optymalnym przypadku powstają 4 spory w worku, jednak są przypadki, kiedy powstają 3 lub 2.

Sporulacja nie jest zsynchronizowana, ani w naturze ani w laboratorium.
Wynika to z warunków środowiskowych – gdyby wszystkie komórki były w tym samym stanie niekorzystne warunki zniszczyłyby je wszystkie.
Dlatego jeśli komórki się grupują pod względem fazy, wówczas niekorzystne warunki działają na pewną część populacji, dzięki temu stworzona jest możliwość przetrwania części populacji.

Komórka sama tworzy enzymy, które rozpuszczają ścianę worka – w przypadku naturalnym

W laboratorium stosujemy enzymy lityczne rozpuszczające ścianę worka.
- glukanu, manganu i chityny – skomplikowana struktura ściany komórkowej zarówno samych drożdży jak i worka.

Najwygodniej jest wykorzystywać enzymy pochodzące od naturalnych wrogów.
np.: ślimaki winniczki - helix pomatia
Ślimak połyka drożdże i trawi za pomocą enzymów występujących w soku żołądku
* helikaza.

Kompleks enzymatyczny grzybów z rodzaju Trichoderma sp – trawi ściany komórkowe.
Nie działają kierunkowo – mogą niszczyć ścianę worka i zabrać się za ścianę komórkową, – dlatego należy zoptymalizować czas działania - potrzebujemy zdrowe niezniszczone spory. Chodzi o usunięcie jedynie worka.

Spory po wyjęciu z worka mają tendencje do sklejania, jeśli kiełkowałyby to wszystkie na raz, dlatego przy użyciu mikromanipulatora przekuwa się prawidłowo utworzoną grupę, następnie mechanicznie niszczy błonę komórkową – spory ukuwamy igłą.
Spory rozdzielają się od siebie
następnie musimy oddzielić od siebie spory w pewnych odległościach, aby później w czasie inkubacji, kiełkujące spory nie powodowały zlewania koloni.
Dzięki temu mamy pewność czy mamy do czynienia z haploidalnym pokoleniem.
- powyższy proces nazywamy - Disekcjią.

Możliwość porównania cech w obrębie jednej tetrady,
następnie charakterystyka z cechami diploida.
Spory kiełkują przekształcając się w pokolenie haploidalne.