Protoplast

Protoplast, del grec πρῶτον (primer) + verb πλάθω o πλάττω (moldejar), inicialment es referia al primer cos organitzat d'una espècie.

Protoplasts de les cèl·lules d'una petúnia

Per això hi ha diverses definicions en biologia:

• Un protoplast és una cèl·lula de planta, bacteril o fong a la qual s'ha extret parcial o completament la paret cel·lular fent servir ja siga sistemes mecànics o enzimàtics.
  • Protoplasts – que tenen la seva paret cel·lular completament extreta.
  • Esferoplasts – que tenen parcialment extreta la seva paret cel·lular.

• Més generalment protoplast es refereix a la unitat biològica composta d'un nucli cel·lular i els materials protoplasmàtics que l'envolten.

Enzims per a la preparació de protoplasts

La paret cel·lular està feta d'una varietat de polisacàrids. Els protoplasts es poden fer degradant la paret cel·lular amb una mixtura apropiada d'enzims:

Tipus de cèl·lula	Enzim
Cèl·lula vegetal	Cel·lulasa, pectinasa, xilanasa
Bacteris Gram-positius	Lisozim (+EDTA)
Cèl·lules de Fongs	Quitinasa

Durant i amb posterioritat a la digestió de la paret cel·lular, el protoplast esdevé molt sensible a l'estrès osmòtic. Això significa que la digestió i l'emmagatzemament s'han de fer en una solució de pH isotònic per a evitar la ruptura de la membrana plasmàtica.

Usos del protoplast

Protoplast fusionat (esquerra) (d'un pètal).

Els protoplasts es poden fer servir per estudiar la membrana en biologia, incloent-hi la captura de macromolècules i virus.

Els protoplasts es fan servir molt per a la transformació genètica amb ADN i així fer plantes modificades genèticament), ja que la paret cel·lular podria d'altra manera bloquejar el pas d'ADN dins la cèl·lula.^[1] En cas de cèl·lules vegetals, els protoplasts poden ser regenerats cap a plantes senceres primer fent-les desenvolupar en grups de cèl·lules fins que formin un cal·lus i després per regeneració de brots (caulogenèsi) des del cal·lus fent servir mètodes de cultiu de teixits de plantes.^[2] El creixement de protoplasts cap a cal·lus i la regeneració de brots requereix un balanç adequat de reguladors de creixement vegetal en el medi de cultiu del teixit que ha de ser l'adient per a cada espècie de planta. Al contrari que els protoplast de plantes vascularss, els protoplasts de molsa, com Physcomitrella patens, no necessita fitohormones per a la regeneració, ni forma cal·lus. En comptes d'això regenera directament en protonema filamentós imitant la germinació d'una espora de molsa.^[3]

Els protoplasts també es fan servir en producció vegetal fent servir una tècnica anomenada fusió de protoplast. Els protoplasts de diferent espècies se’ls indueix a la fusió amb un camp elèctric o una solució de polietilè glicol, Aquesta tècnica també es fa servir per generar híbrids somàtics en cultiu de teixits vegetals.