Protoplastlar ve sferoplastlar arasındaki temel fark, protoplastların hücre duvarını tamamen soyarak oluşturulan bitki veya mikrobiyal hücreler, sferoplastların ise hücre duvarını kısmen soyarak oluşturulan bitki veya mikrobiyal hücreler olmasıdır.
Hücre duvarı, bazı hücre türlerini çevreleyen yapısal ve savunmacı bir katmandır. Hücre zarının dışında bulunur. Sert, esnek veya katı olabilir. Hücre duvarı normalde hücrelere yapısal destek ve koruma sağlar. Ayrıca, bir filtreleme mekanizması olarak hareket edebilir. Hayvan hücrelerinde hücre duvarları yoktur. Ancak algler, mantarlar, bitkiler ve bakteriler gibi diğer organizmalarda hücre duvarları bulunur. Protoplastlar ve sferoplastlar, hücre duvarının tamamen veya kısmen çıkarıldığı bitki veya mikrobiyal hücrelerin değiştirilmiş iki şeklidir.
Protoplast nedir?
Protoplastlar, hücre duvarının bitki, bakteri veya mantar hücrelerinden mekanik, kimyasal veya enzimatik yollarla sıyrılmasıyla üretilir. Protoplast, ilk kez 1880'de Hanstein tarafından ortaya atılan biyolojik bir terimdir. Protoplastı enzimatik yollarla izole ederken kullanılabilen farklı enzimler vardır. Hücre duvarları normalde çeşitli polisakkaritlerden oluşur. Protoplastlar, hücre duvarlarının uygun polisakkarit parçalayıcı enzimlerin bir karışımı ile parçalanmasıyla üretilebilir. Bu enzimlerin bazılarına örnek olarak selülaz, pektinaz, ksilanaz (bitki hücreleri), lizozim, N, O-diasetilmuramidaz, lizostafin (gram-pozitif bakteriler) ve kitinaz (mantar hücreleri) verilebilir. Hücre duvarının sonraki sindiriminden sonra, protoplast ozmotik strese karşı çok hassas hale gelir. Bu nedenle, hücre duvarı sindirimi ve protoplast depolaması, plazma zarının yırtılmasını önlemek için izotonik bir çözelti içinde gerçekleştirilmelidir.
Şekil 01: Protoplastlar
Ayrıca, protoplastlar çok çeşitli uygulamalarda kullanılabilen değerli araştırma araçlarıdır. Protoplastların uygulamaları, zar biyolojisi, bitki dokularındaki somaklonal varyasyonlar, DNA transformasyonu, bitki ıslahı (hibrit doku kültürü) ve floresanla aktive olan hücre sınıflandırması (FACS) üzerine bir çalışmadır.
Sferoplast nedir?
Sferoplastlar, hücre duvarlarının kısmen soyulmasıyla oluşturulan bitki veya mikrobiyal hücrelerdir. Sferoplastlar genellikle gram negatif bakteriler gibi bakteri hücrelerinden ve mayalar gibi mantar hücrelerinden yapılır. Sferoplastlar hücre duvarlarının sadece bir kısmını korurlar. Gram-negatif bakteriyel sferoplastlar durumunda, hücre duvarının peptidoglikan bileşeni çıkarılmıştır, ancak dış zar bileşeni çıkarılmamıştır. Sferoplast oluşturmak için kullanılan yöntem, hücre tipine bağlıdır. Mantar hücreleri, kitinaz, litikaz veya β-glukuronidaz işleminden sonra oluşabilirken bitki hücreleri, pektinaz, selülaz ve ksilanaz ile işlemden sonra sferoplastlar oluşturur. Ayrıca, fosfomisin, vankomisin, moenomisin, laktivisin ve β-laktam antibiyotikler gibi antibiyotiklerle tedaviden sonra bakteriyel sferoplastlar oluşur. Gram negatif bakteriler, sferoplastlar oluşturmak için EDTA varlığında lizozim ile de tedavi edilebilir.
Şekil 02: Sferoplastlar
Sferoplastların çeşitli uygulamaları arasında hücre duvarı biyosentezini engelleyen antibiyotiklerin keşfi, yama klempleme adı verilen bir teknikle bakteri iyon kanallarının işlevinin çalışılması, hayvan hücrelerinin transfeksiyonu ve hücre lizizinin kolaylaştırılması yer alır.
Protoplastlar ve Sferoplastlar Arasındaki Benzerlikler Nelerdir?
- Protoplastlar ve sferoplastlar, hücre duvarının tamamen veya kısmen çıkarıldığı bitki veya mikrobiyal hücrelerin iki değiştirilmiş şeklidir.
- İkisi de küre şeklindedir.
- Her ikisi de ozmotik ve mekanik şoka karşı son derece hassastır.
- Plazma zarının yırtılmasını önlemek için her ikisinin de hücre duvarı sindirimi ve depolanması izotonik bir solüsyonda gerçekleştirilmelidir.
- Normalde laboratuvar koşullarında hazırlanırlar.
- Geniş bir uygulama yelpazesine sahiptirler.
Protoplastlar ve Sferoplastlar Arasındaki Fark Nedir?
Protoplastlar, hücre duvarının tamamen soyulmasıyla oluşturulan bitki veya mikrobiyal hücrelerdir, sferoplastlar ise hücre duvarının kısmen soyulmasıyla oluşturulan bitki veya mikrobiyal hücrelerdir. Dolayısıyla, protoplastlar ve sferoplastlar arasındaki temel fark budur. Ayrıca, protoplastlar tek bir zarla, sferoplastlar ise iki zarla çevrilidir.
Aşağıdaki infografik, yan yana karşılaştırma için protoplastlar ve sferoplastlar arasındaki farkları tablo halinde sunar.
Özet – Protoplastlar ve Sferoplastlar
Protoplastlar ve sferoplastlar, bitki, bakteri veya mantar hücrelerinin değiştirilmiş formlarını ifade eder. Protoplastlar, hücre duvarının tamamen soyulmasıyla oluşturulan bitki veya mikrobiyal hücrelerdir, sferoplastlar ise hücre duvarının kısmen soyulmasıyla oluşturulan bitki veya mikrobiyal hücrelerdir. Bu, protoplastlar ve sferoplastlar arasındaki farkı özetler.
