Põhiline erinevus protoplastide ja sferoplastide vahel on see, et protoplastid on taime- või mikroobirakud, mis tekivad rakuseina täieliku eemaldamise teel, samas kui sferoplastid on taime- või mikroobirakud, mis tekivad rakuseina osalise eemaldamise teel.
Rakusein on struktuurne ja kaitsev kiht, mis ümbritseb teatud tüüpi rakke. See asub rakumembraanist väljaspool. See võib olla sitke, painduv või jäik. Rakusein pakub tavaliselt rakkudele struktuurset tuge ja kaitset. Lisaks võib see toimida filtreerimismehhanismina. Loomarakkudes rakuseinad puuduvad. Kuid rakuseinad esinevad teistes organismides, nagu vetikad, seened, taimed ja bakterid. Protoplastid ja sferoplastid on taime- või mikroobirakkude kaks muudetud vormi, millest rakusein on täielikult või osaliselt eemaldatud.
Mis on protoplastid?
Protoplastid tekivad rakuseina eemaldamisel taime-, bakteri- või seenrakkudest mehaaniliste, keemiliste või ensümaatiliste vahenditega. Protoplast on bioloogiline termin, mille võttis Hanstein esimest korda kasutusele aastal 1880. Protoplastide ensümaatilisel eraldamisel on saadaval erinevad ensüümid. Rakuseinad koosnevad tavaliselt mitmesugustest polüsahhariididest. Protoplaste saab luua rakuseinte lagundamisel sobivate polüsahhariide lagundavate ensüümide seguga. Mõnede nende ensüümide näideteks on tsellulaas, pektinaas, ksülanaas (taimerakud), lüsosüüm, N, O-diatsetüülmuramidaas, lüsostafiin (grampositiivsed bakterid) ja kitinaas (seenerakud). Pärast järgnevat rakuseina seedimist muutub protoplast osmootse stressi suhtes väga tundlikuks. Seetõttu tuleb rakuseina lõhustamine ja protoplastide säilitamine toimuda isotoonilises lahuses, et vältida plasmamembraani purunemist.
Joonis 01: Protoplastid
Lisaks on protoplastid väärtuslikud uurimisvahendid, mida saab kasutada paljudes rakendustes. Protoplastide rakendused on membraanibioloogia, taimekudede somaklonaalsete variatsioonide, DNA transformatsiooni, sordiaretuse (hübriidkoekultuuri) ja fluorestsents-aktiveeritud rakkude sorteerimise (FACS) uurimine.
Mis on sferoplastid?
Sferoplastid on taime- või mikroobirakud, mis tekivad rakuseinte osalise eemaldamise teel. Sferoplastid on tavaliselt valmistatud bakterirakkudest, nagu gramnegatiivsed bakterid, ja seenrakkudest, nagu pärmid. Sferoplastid säilitavad ainult osa oma rakuseinast. Gramnegatiivsete bakteriaalsete sferoplastide puhul on rakuseina peptidoglükaani komponent eemaldatud, kuid välismembraani komponenti pole eemaldatud. Sferoplasti moodustamiseks kasutatav meetod sõltub raku tüübist. Seenerakud võivad moodustuda pärast töötlemist kitinaasiga, lütikaasiga või β-glükuronidaasiga, samas kui taimerakud moodustavad sferoplaste pärast töötlemist pektinaasi, tsellulaasi ja ksülanaasiga. Peale selle moodustuvad bakteriaalsed sferoplastid pärast töötlemist antibiootikumidega, nagu fosfomütsiin, vankomütsiin, moenomütsiin, laktitsiin ja β-laktaamantibiootikumid. Gramnegatiivseid baktereid saab sferoplastide moodustamiseks töödelda ka lüsosüümiga EDTA juuresolekul.
Joonis 02: Sferoplastid
Sferoplastide mitmesugused rakendused hõlmavad rakuseina biosünteesi inhibeerivate antibiootikumide avastamist, bakterite ioonikanalite funktsiooni uurimist tehnika abil, mida nimetatakse plaastri kinnitamiseks, loomarakkude transfektsiooni ja rakkude lüüsi hõlbustamist.
Millised on protoplastide ja sferoplastide sarnasused?
- Protoplastid ja sferoplastid on taime- või mikroobirakkude kaks muudetud vormi, millelt rakusein on täielikult või osaliselt eemaldatud.
- Mõlemad on kerakujulised.
- Mõlemad on äärmiselt tundlikud osmootilise ja mehaanilise šoki suhtes.
- Plasmamembraani purunemise vältimiseks tuleb rakuseina seedimine ja mõlema säilitamine läbi viia isotoonilises lahuses.
- Neid valmistatakse tavaliselt laboritingimustes.
- Neil on lai valik rakendusi.
Mis vahe on protoplastidel ja sferoplastidel?
Protoplastid on taime- või mikroobirakud, mis tekivad rakuseina täieliku eemaldamise teel, samas kui sferoplastid on taime- või mikroobirakud, mis tekivad rakuseina osalise eemaldamise teel. Seega on see peamine erinevus protoplastide ja sferoplastide vahel. Lisaks on protoplastid piiratud ühe membraaniga, sferoplastid aga kahe membraaniga.
Allpool olev infograafik esitab protoplastide ja sferoplastide vahelised erinevused tabelina kõrvuti võrdlemiseks.
Kokkuvõte – protoplastid vs sferoplastid
Protoplastid ja sferoplastid viitavad taime-, bakteri- või seenrakkude muutunud vormidele. Protoplastid on taime- või mikroobirakud, mis tekivad rakuseina täieliku eemaldamise teel, sferoplastid aga rakuseina osalise eemaldamise teel tekkinud taime- või mikroobirakud. Niisiis, see võtab protoplastide ja sferoplastide erinevuse kokku.
