Kľúčový rozdiel medzi protoplastmi a sféroplastami je v tom, že protoplasty sú rastlinné alebo mikrobiálne bunky vytvorené úplným odstránením bunkovej steny, zatiaľ čo sféroplasty sú rastlinné alebo mikrobiálne bunky vytvorené čiastočným odstránením bunkovej steny.
Bunková stena je štrukturálna a obranná vrstva, ktorá obklopuje niektoré typy buniek. Nachádza sa zvonka bunkovej membrány. Môže byť tvrdý, pružný alebo pevný. Bunková stena normálne poskytuje bunkám štrukturálnu podporu a ochranu. Okrem toho môže fungovať ako filtračný mechanizmus. Bunkové steny v živočíšnych bunkách chýbajú. Ale bunkové steny sú prítomné v iných organizmoch, ako sú riasy, huby, rastliny a baktérie. Protoplasty a sféroplasty sú dve zmenené formy rastlinných alebo mikrobiálnych buniek, z ktorých bola bunková stena úplne alebo čiastočne odstránená.
Čo sú protoplasty?
Protoplasty vznikajú odstránením bunkovej steny z buniek rastlín, baktérií alebo húb mechanickými, chemickými alebo enzymatickými prostriedkami. Protoplast je biologický termín, ktorý po prvýkrát zaviedol Hanstein v roku 1880. Existujú rôzne enzýmy, ktoré sú dostupné pri izolácii protoplastov enzymatickými prostriedkami. Bunkové steny sú zvyčajne tvorené rôznymi polysacharidmi. Protoplasty môžu byť vytvorené degradáciou bunkových stien zmesou vhodných enzýmov degradujúcich polysacharidy. Príklady niektorých z týchto enzýmov sú celuláza, pektináza, xylanáza (rastlinné bunky), lyzozým, N,O-diacetylmuramidáza, lyzostafín (grampozitívne baktérie) a chitináza (bunky húb). Po následnom natrávení bunkovej steny sa protoplast stáva veľmi citlivým na osmotický stres. Preto sa musí štiepenie bunkovej steny a skladovanie protoplastov vykonávať v izotonickom roztoku, aby sa zabránilo prasknutiu plazmatickej membrány.
Obrázok 01: Protoplasty
Protoplasty sú navyše cennými výskumnými nástrojmi, ktoré možno použiť v širokej škále aplikácií. Aplikácie protoplastov sú štúdium membránovej biológie, somaklonálnych variácií v rastlinných tkanivách, transformácia DNA, šľachtenie rastlín (hybridná tkanivová kultúra) a triedenie buniek aktivované fluorescenciou (FACS).
Čo sú sféroplasty?
Sferoplasty sú rastlinné alebo mikrobiálne bunky vytvorené čiastočným odstránením bunkových stien. Sféroplasty sa zvyčajne vyrábajú z bakteriálnych buniek, ako sú gramnegatívne baktérie a bunky húb, ako sú kvasinky. Sféroplasty si zachovávajú iba časť svojej bunkovej steny. V prípade gramnegatívnych bakteriálnych sféroplastov bola peptidoglykánová zložka bunkovej steny odstránená, ale zložka vonkajšej membrány odstránená nebola. Spôsob, ktorý sa používa na vytvorenie sféroplastu, závisí od typu bunky. Plesňové bunky sa môžu tvoriť po ošetrení chitinázou, lytikázou alebo β-glukuronidázou, zatiaľ čo rastlinné bunky tvoria sféroplasty po ošetrení pektinázou, celulázou a xylanázou. Okrem toho sa bakteriálne sféroplasty tvoria po liečbe antibiotikami, ako sú fosfomycín, vankomycín, moenomycín, laktivicín a β-laktámové antibiotiká. Gram-negatívne baktérie môžu byť tiež ošetrené lyzozýmom v prítomnosti EDTA za vzniku sféroplastov.
Obrázok 02: Sféroplasty
Rôzne aplikácie sféroplastov zahŕňajú objavenie antibiotík, ktoré inhibujú biosyntézu bunkovej steny, štúdium funkcie bakteriálnych iónových kanálov pomocou techniky nazývanej patch clamp, transfekcia živočíšnych buniek a uľahčenie lýzy buniek.
Aké sú podobnosti medzi protoplastmi a sféroplastami?
- Protoplasty a sféroplasty sú dve zmenené formy rastlinných alebo mikrobiálnych buniek, z ktorých bola bunková stena úplne alebo čiastočne odstránená.
- Obaja majú guľovitý tvar.
- Obe sú mimoriadne citlivé na osmotický a mechanický šok.
- Strávenie bunkovej steny a skladovanie oboch sa musia vykonávať v izotonickom roztoku, aby sa zabránilo prasknutiu plazmatickej membrány.
- Bežne sa pripravujú v laboratórnych podmienkach.
- Majú širokú škálu aplikácií.
Aký je rozdiel medzi protoplastmi a sféroplastami?
Protoplasty sú rastlinné alebo mikrobiálne bunky vytvorené úplným odstránením bunkovej steny, zatiaľ čo sféroplasty sú rastlinné alebo mikrobiálne bunky vytvorené čiastočným odstránením bunkovej steny. Toto je kľúčový rozdiel medzi protoplastmi a sféroplastmi. Okrem toho sú protoplasty ohraničené jednou membránou, zatiaľ čo sféroplasty sú ohraničené dvoma membránami.
Nižšie uvedená infografika predstavuje rozdiely medzi protoplastmi a sféroplastami v tabuľkovej forme na porovnanie vedľa seba.
Zhrnutie – Protoplasty verzus sféroplasty
Protoplasty a sféroplasty označujú zmenené formy buniek rastlín, baktérií alebo húb. Protoplasty sú rastlinné alebo mikrobiálne bunky vytvorené úplným odstránením bunkovej steny, zatiaľ čo sféroplasty sú rastlinné alebo mikrobiálne bunky vytvorené čiastočným odstránením bunkovej steny. Toto sumarizuje rozdiel medzi protoplastmi a sféroplastami.
