Kluczowa różnica między protoplastami a sferoplastami polega na tym, że protoplasty to komórki roślinne lub drobnoustrojowe wytworzone przez całkowite usunięcie ściany komórkowej, podczas gdy sferoplasty to komórki roślinne lub drobnoustrojowe wytworzone przez częściowe usunięcie ściany komórkowej.
Ściana komórkowa to strukturalna i obronna warstwa, która otacza niektóre typy komórek. Znajduje się na zewnątrz błony komórkowej. Może być twardy, elastyczny lub sztywny. Ściana komórkowa zwykle zapewnia komórkom wsparcie strukturalne i ochronę. Ponadto może działać jako mechanizm filtrujący. Ściany komórkowe są nieobecne w komórkach zwierzęcych. Ale ściany komórkowe są obecne w innych organizmach, takich jak glony, grzyby, rośliny i bakterie. Protoplasty i sferoplasty to dwie zmienione formy komórek roślinnych lub drobnoustrojów, z których ściana komórkowa została całkowicie lub częściowo usunięta.
Czym są protoplasty?
Protoplasty są wytwarzane przez usuwanie ściany komórkowej z komórek roślinnych, bakteryjnych lub grzybowych metodami mechanicznymi, chemicznymi lub enzymatycznymi. Protoplast to termin biologiczny, który został wymyślony przez Hansteina po raz pierwszy w 1880 roku. Istnieją różne enzymy, które są dostępne podczas izolowania protoplastu metodami enzymatycznymi. Ściany komórkowe są zwykle zbudowane z różnych polisacharydów. Protoplasty można wytwarzać przez degradację ścian komórkowych mieszaniną odpowiednich enzymów rozkładających polisacharydy. Przykładami niektórych z tych enzymów są celulaza, pektynaza, ksylanaza (komórki roślinne), lizozym, N,O-diacetylomuramina, lizostafina (bakterie Gram-dodatnie) i chitynaza (komórki grzybów). Po późniejszym trawieniu ściany komórkowej protoplast staje się bardzo wrażliwy na stres osmotyczny. Dlatego trawienie ściany komórkowej i przechowywanie protoplastów musi być przeprowadzane w roztworze izotonicznym, aby zapobiec pęknięciu błony komórkowej.
Rysunek 01: Protoplasty
Ponadto protoplasty są cennymi narzędziami badawczymi, które można wykorzystać w szerokim zakresie zastosowań. Zastosowania protoplastów to badanie biologii błon, zmienności somaklonalnej w tkankach roślinnych, transformacja DNA, hodowla roślin (hybrydowa hodowla tkankowa) oraz sortowanie komórek aktywowane fluorescencyjnie (FACS).
Czym są sferoplasty?
Sferoplasty to komórki roślinne lub drobnoustrojowe powstające w wyniku częściowego usunięcia ścian komórkowych. Sferoplasty są zwykle wytwarzane z komórek bakteryjnych, takich jak bakterie Gram-ujemne i komórek grzybów, takich jak drożdże. Sferoplasty zachowują tylko część swojej ściany komórkowej. W przypadku sferoplastów bakterii Gram-ujemnych składnik peptydoglikanu ze ściany komórkowej został usunięty, ale składnik błony zewnętrznej nie został usunięty. Metoda używana do tworzenia sferoplastów zależy od rodzaju komórki. Komórki grzybów mogą tworzyć się po traktowaniu chitynazą, lytykazą lub β-glukuronidazą, podczas gdy komórki roślinne tworzą sferoplasty po traktowaniu pektynazą, celulazą i ksylanazą. Ponadto po leczeniu antybiotykami takimi jak fosfomycyna, wankomycyna, moenomycyna, laktycyna i antybiotyki β-laktamowe powstają sferoplasty bakteryjne. Bakterie Gram-ujemne mogą być również traktowane lizozymem w obecności EDTA w celu wytworzenia sferoplastów.
Rysunek 02: Sferoplasty
Różne zastosowania sferoplastów obejmują odkrycie antybiotyków hamujących biosyntezę ściany komórkowej, badanie funkcji bakteryjnych kanałów jonowych za pomocą techniki zwanej „patch clamping”, transfekcję komórek zwierzęcych i ułatwianie lizy komórek.
Jakie są podobieństwa między protoplastami a sferoplastami?
- Protoplasty i sferoplasty to dwie zmienione formy komórek roślinnych lub drobnoustrojów, z których ściana komórkowa została całkowicie lub częściowo usunięta.
- Oba mają kształt kulisty.
- Oba są niezwykle wrażliwe na wstrząsy osmotyczne i mechaniczne.
- Trawienie ściany komórkowej i przechowywanie obu musi odbywać się w roztworze izotonicznym, aby zapobiec pęknięciu błony komórkowej.
- Są one zwykle przygotowywane w warunkach laboratoryjnych.
- Mają szeroki zakres zastosowań.
Jaka jest różnica między protoplastami a sferoplastami?
Protoplasty to komórki roślinne lub drobnoustrojowe wytworzone przez całkowite usunięcie ściany komórkowej, podczas gdy sferoplasty to komórki roślinne lub drobnoustrojowe wytworzone przez częściowe usunięcie ściany komórkowej. Jest to więc kluczowa różnica między protoplastami a sferoplastami. Co więcej, protoplasty są połączone pojedynczą membraną, podczas gdy sferoplasty są połączone dwiema membranami.
Poniższa infografika przedstawia różnice między protoplastami i sferoplastami w formie tabelarycznej do bezpośredniego porównania.
Podsumowanie – Protoplasty kontra sferoplasty
Protoplasty i sferoplasty odnoszą się do zmienionych form komórek roślinnych, bakteryjnych lub grzybiczych. Protoplasty to komórki roślinne lub drobnoustrojowe wytworzone przez całkowite usunięcie ściany komórkowej, podczas gdy sferoplasty to komórki roślinne lub drobnoustrojowe wytworzone przez częściowe usunięcie ściany komórkowej. To podsumowuje różnicę między protoplastami a sferoplastami.
