Het belangrijkste verschil tussen protoplasten en sferoplasten is dat protoplasten plantaardige of microbiële cellen zijn die worden gegenereerd door de celwand volledig te strippen, terwijl sferoplasten plantaardige of microbiële cellen zijn die worden gegenereerd door de celwand gedeeltelijk te strippen.
Een celwand is een structurele en defensieve laag die sommige soorten cellen omringt. Het bevindt zich buiten het celmembraan. Het kan taai, flexibel of stijf zijn. De celwand biedt normaal gesproken structurele ondersteuning en bescherming aan de cellen. Bovendien kan het fungeren als een filtermechanisme. Celwanden zijn afwezig in dierlijke cellen. Maar celwanden zijn aanwezig in andere organismen zoals algen, schimmels, planten en bacteriën. Protoplasten en sferoplasten zijn twee veranderde vormen van planten- of microbiële cellen waarvan de celwand geheel of gedeeltelijk is verwijderd.
Wat zijn protoplasten?
Protoplasten worden gegenereerd door de celwand te strippen van planten-, bacterie- of schimmelcellen door middel van mechanische, chemische of enzymatische middelen. Protoplast is een biologische term die in 1880 voor het eerst werd bedacht door Hanstein. Er zijn verschillende enzymen die beschikbaar zijn bij het isoleren van protoplast door enzymatische middelen. De celwanden zijn normaal gesproken opgebouwd uit een verscheidenheid aan polysachariden. De protoplasten kunnen worden gegenereerd door de celwanden af te breken met een mengsel van geschikte polysacharide-afbrekende enzymen. Voorbeelden van sommige van deze enzymen zijn cellulase, pectinase, xylanase (plantencellen), lysozyme, N, O-diacetylmuramidase, lysostafine (grampositieve bacteriën) en chitinase (schimmelcellen). Na de daaropvolgende vertering van de celwand wordt de protoplast zeer gevoelig voor osmotische stress. Daarom moeten de celwanddigestie en protoplastopslag worden uitgevoerd in een isotone oplossing om breuk van het plasmamembraan te voorkomen.
Figuur 01: Protoplasten
Bovendien zijn protoplasten waardevolle onderzoeksinstrumenten die in een breed scala aan toepassingen kunnen worden gebruikt. De toepassingen van protoplasten zijn een studie van membraanbiologie, somaklonale variaties in plantenweefsels, DNA-transformatie, plantenveredeling (hybride weefselkweek) en fluorescentie-geactiveerde celsortering (FACS).
Wat zijn sferoplasten?
Sferoplasten zijn planten- of microbiële cellen die worden gegenereerd door celwanden gedeeltelijk te strippen. Sferoplasten worden meestal gemaakt van bacteriële cellen zoals gramnegatieve bacteriën en schimmelcellen zoals gisten. Sferoplasten behouden slechts een deel van hun celwand. Bij gramnegatieve bacteriële sferoplasten is de peptidoglycaancomponent van de celwand verwijderd, maar de buitenmembraancomponent niet. De methode die wordt gebruikt om sferoplast te vormen, hangt af van het type cel. Schimmelcellen kunnen zich vormen na behandeling met chitinase, lyticase of β-glucuronidase, terwijl plantencellen sferoplasten vormen na behandeling met pectinase, cellulase en xylanase. Bovendien worden bacteriële sferoplasten gevormd na behandeling met antibiotica zoals fosfomycine, vancomycine, moenomycine, lactivicine en β-lactam antibiotica. Gram-negatieve bacteriën kunnen ook worden behandeld met lysozyme in aanwezigheid van EDTA om sferoplasten te vormen.
Figuur 02: Sferoplasten
De verschillende toepassingen van sferoplasten omvatten de ontdekking van antibiotica die de biosynthese van de celwand remmen, het bestuderen van de functie van bacteriële ionkanalen door middel van een techniek die patch-clamping wordt genoemd, transfectie van dierlijke cellen en het vergemakkelijken van cellysis.
Wat zijn de overeenkomsten tussen protoplasten en sferoplasten?
- Protoplasten en sferoplasten zijn twee veranderde vormen van planten- of microbiële cellen waarvan de celwand geheel of gedeeltelijk is verwijderd.
- Beide zijn bolvormig.
- Beide zijn extreem gevoelig voor osmotische en mechanische schokken.
- De celwanddigestie en opslag van beide moet worden uitgevoerd in een isotone oplossing om breuk van het plasmamembraan te voorkomen.
- Ze worden normaal gesproken onder laboratoriumomstandigheden bereid.
- Ze hebben een breed scala aan toepassingen.
Wat is het verschil tussen protoplasten en sferoplasten?
Protoplasten zijn plantaardige of microbiële cellen die worden gegenereerd door de celwand volledig te strippen, terwijl sferoplasten plantaardige of microbiële cellen zijn die worden gegenereerd door de celwand gedeeltelijk te strippen. Dit is dus het belangrijkste verschil tussen protoplasten en sferoplasten. Bovendien worden protoplasten begrensd door een enkel membraan, terwijl sferoplasten worden begrensd door twee membranen.
De onderstaande infographic presenteert de verschillen tussen protoplasten en sferoplasten in tabelvorm voor vergelijking naast elkaar.
Samenvatting – Protoplasten versus sferoplasten
Protoplasten en sferoplasten verwijzen naar veranderde vormen van planten-, bacterie- of schimmelcellen. Protoplasten zijn planten- of microbiële cellen die worden gegenereerd door de celwand volledig te strippen, terwijl sferoplasten planten- of microbiële cellen zijn die worden gegenereerd door de celwand gedeeltelijk te strippen. Dit vat dus het verschil tussen protoplasten en sferoplasten samen.
