Protoplasto (del griego antiguo πρωτόπλαστος ( prōtóplastos ) 'primero formado'), es un término biológico acuñado por Hanstein en 1880 para referirse a toda la célula, excluyendo la pared celular. [1] [2] Los protoplastos se pueden generar quitando la pared celular de células vegetales , [3] bacterianas , [4] [5] o fúngicas [5] [6] por medios mecánicos, químicos o enzimáticos.
Los protoplastos se diferencian de los esferoplastos en que su pared celular ha sido completamente eliminada. [4] [5] Los esferoplastos conservan parte de su pared celular. [7] En el caso de los esferoplastos bacterianos Gram-negativos , por ejemplo, el componente peptidoglicano de la pared celular ha sido eliminado, pero el componente de la membrana externa no. [4] [5]
Las paredes celulares están formadas por una variedad de polisacáridos . Los protoplastos se pueden formar degradando las paredes celulares con una mezcla de enzimas adecuadas para degradar polisacáridos :
Durante y después de la digestión de la pared celular, el protoplasto se vuelve muy sensible al estrés osmótico . Esto significa que la digestión de la pared celular y el almacenamiento del protoplasto deben realizarse en una solución isotónica para evitar la ruptura de la membrana plasmática . [ cita requerida ]
Los protoplastos se pueden utilizar para estudiar la biología de las membranas , incluida la captación de macromoléculas y virus . También se utilizan en la variación somaclonal .
Los protoplastos se utilizan ampliamente para la transformación del ADN (para crear organismos modificados genéticamente ), ya que de lo contrario la pared celular bloquearía el paso del ADN a la célula. [3] En el caso de las células vegetales, los protoplastos pueden regenerarse en plantas completas primero al crecer en un grupo de células vegetales que se desarrolla en un callo y luego mediante la regeneración de brotes (caulogénesis) a partir del callo utilizando métodos de cultivo de tejidos vegetales . [8] El crecimiento de protoplastos en callo y la regeneración de brotes requiere el equilibrio adecuado de reguladores del crecimiento de las plantas en el medio de cultivo de tejidos que debe personalizarse para cada especie de planta. [9] [10] A diferencia de los protoplastos de plantas vasculares , los protoplastos de musgos , como Physcomitrella patens , no necesitan fitohormonas para la regeneración, ni forman un callo durante la regeneración . En cambio, se regeneran directamente en el protonema filamentoso , imitando una espora de musgo en germinación. [11]
Los protoplastos también pueden utilizarse para el cultivo de plantas , mediante una técnica llamada fusión de protoplastos . Se induce la fusión de protoplastos de diferentes especies mediante un campo eléctrico o una solución de polietilenglicol . [12] Esta técnica puede utilizarse para generar híbridos somáticos en cultivos de tejidos. [ cita requerida ]
Además, los protoplastos de plantas que expresan proteínas fluorescentes en ciertas células pueden utilizarse para la clasificación celular activada por fluorescencia (FACS), en la que solo se conservan las células que emiten fluorescencia en una longitud de onda seleccionada. Entre otras cosas, esta técnica se utiliza para aislar tipos específicos de células (por ejemplo, células oclusivas de las hojas, células del periciclo de las raíces) para investigaciones posteriores, como la transcriptómica. [ cita requerida ]