1. Биотехнологиялық өндірісте пайда болатын өнімдер классификациясы
жүктеу/скачать 26,73 Kb.
|
биотехнология
- Бұл бет үшін навигация:
- Ж. Т. Лесова , Х. Х. Макажанова, С. А. Надирова Тағам жəне биотехнологиялық өндірістерінің микробиологиялық негіздері
|
1. Биотехнологиялық өндірісте пайда болатын өнімдер классификациясы. Биотехнология - процесс барысында микроағзалардың, оқшауланған жасушалардың немесе олардың құрам бөліктерінің биохимиялық əрекетін пайдалана отырып, халық шаруашылығына жəне адамзат тіршілігінің əртүрлі салаларына бағытталған бағалы өнімдерді алу. Мысалы, бидайды судан жəне тыңайтқыштан алу бір қарағанда - биотехнология. Бірақ мұнда оқшауланған жасушалардың іс-əрекеті емес, жоғарғы сатыдағы көпжасушалы ағза, макроағза, яғни тұтас өсімдіктің биохимиялық іс-əрекеті пайдаланылады. Дəл сол сияқты женьшеннің тамырынан дəрі алуда биотехнологияға жатпайды. Ал осы тамырдан ферменттердің көмегімен көпжасушалы өсімдік ұлпасынан жеке жасушаларды бөліп алады жəне осы жеке, оқшауланған жасушаларды арнайы қоректік ерітіндіде ашытқы тəрізді өсіріп, женьшеннің оқшауланған жасушаларының биомассасын алады, оны тұндыра отырып, тұтас тамырдан алғандай бағалы дəрі алуға болады. Міне, енді бұл – биотехнология 2. Алғашқы метаболиттер және екінші метаболиттер. Бастапқы метаболиттер - бұл организмнің өсуіне, дамуына және көбеюіне тікелей қатысатын метаболизмнің соңғы өнімі. Осылайша, олар организм үшін өте қажет. Жасушалар оның өсу кезеңінде үздіксіз бастапқы метаболиттер шығарады. Бұл бастапқы метаболиттер тыныс алу және фотосинтез сияқты бастапқы метаболикалық процестерге қатысады. Жалпы организмдердің бастапқы метаболиттері бірдей. Көптеген организмдерде кездесетін бастапқы метаболиттердің мысалдары - қант, амин қышқылдары және әмбебап құрылыс блоктары ретінде жұмыс істейтін трикарбон қышқылдары және энергия көзі. Жоғарыда аталған қосылыстардан басқа, ақуыздар, нуклеин қышқылдары және полисахаридтер де бастапқы метаболиттер болып саналады. Екіншілік метаболиттер - бұл организмнің өсуіне, дамуына және көбеюіне тікелей қатыспайтын қосылыстар. Бірақ олар қорғау, бәсекелестік және түрлердің өзара әрекеттесуі сияқты бірнеше қосымша функциялар үшін маңызды. Олар бастапқы метаболикалық жолдардан жанама өнім ретінде пайда болады. Алайда, бастапқы метаболиттерден айырмашылығы, олар жасушалардың өмірін қамтамасыз ету үшін маңызды емес. Сонымен қатар, бұл қосылыстардың үздіксіз өндірісі болмайды. Көбінесе қайталама метаболиттер жасушалардың өсу кезеңінде пайда болады. Шын мәнінде, қайталама метаболиттер бастапқы метаболиттердің соңғы өнімдері: алкалоидтар, феноликтер, стероидтар, эфир майлары, лигниндер, шайырлар, таниндер және т.б. Бастапқы метаболиттер - бұл өсу, даму және көбею үшін қажет метаболиттер. Ал екінші реттік метаболиттер - бұл өсуге, дамуға және көбеюге тікелей қатыспайтын метаболиттер. Осылайша, бұл бастапқы және қайталама метаболиттер арасындағы маңызды айырмашылық. Жалпы, бастапқы метаболиттер көптеген ағзалардың арасында бірдей, ал екінші реттік метаболиттер бастапқы метаболиттерден айырмашылығы көп және кең таралған. Сонымен қатар, қайталама метаболиттер бастапқы метаболиттердің соңғы өнімі болып табылады.Бастапқы метаболиттер жасушаның өсу кезеңінде пайда болады, ал екінші метаболиттер жасушаның өсу кезеңінде пайда болады. Біріншілік және қайталама метаболиттердің тағы бір айырмашылығы, екінші реттік метаболиттердің көпшілігі бастапқы метаболиттерден айырмашылығы қорғаныс реакцияларына қатысады. Ақуыздар, көмірсулар және липидтер негізгі бастапқы метаболиттер болып табылады, алкалоидтар, феноликтер, стеролдар, стероидтар, эфир майлары мен лигниндер қайталама метаболиттердің бірнеше мысалы болып табылады. Біріншілік және екіншілік метаболиттер - тірі организмдерде кездесетін метаболиттердің екі түрі. Бастапқы метаболиттер организмнің өсуі, дамуы және көбеюі үшін өте маңызды, ал екінші метаболиттер өсу, өсу және көбею үшін қажет емес. Бірақ олар көбінесе қорғаныс реакцияларына қатысады. Осылайша, бұл бастапқы және қайталама метаболиттер арасындағы маңызды айырмашылық. Сонымен қатар, бастапқы метаболиттер көп мөлшерде, ал екінші реттік метаболиттер аз мөлшерде шығарылады. Сонымен қатар, бастапқы метаболиттер жасушалардың өсу кезеңінде пайда болады, ал екінші метаболиттер жасушалардың стационарлы немесе өсу кезеңінде пайда болады. Бастапқы метаболиттер организмдердің көпшілігінде бірдей, ал екінші реттік метаболиттер әртүрлі және кең таралған. Бұл бастапқы және қайталама метаболиттердің айырмашылығын сипаттайды 3. Каллус ұлпада органогенез процесті индукциялау (ортаны дайындау). Каллусты алу және оны қолдан өсіру. Каллус – жасушаның қалыптаспаған пролиферациясынан пайда болған ұлпа. Пролиферация – жасушаның және ұлпаның бөлінуінен пайда болған жаңа түзілімдер. Каллус (лат. callus – тірі тері, мозоль) – өсімдікте жарақаттанудың нәтижесінде пайда болған ұлпаның ерекше түрі. Ол жараның орнын қорғайды және қоректік заттар жиналып арнайы қорғаныш қабаты түіледі немесе жараланған мүше қайтадан қалыптасады. Мұндай жасушалар ұлпалар мен жасушаларды қолдан өсіру барысында да пайда болады. in vitro каллусының түзілуі және өсуі ауксин мен цитокининмен реттеледі. Каллусты алу және оның ары қарай өсуі стерилбдікті талап етеді. Жақсылап жуылған өсімдік материалы құрамында белсенді хлор (кальций мен натрий гипохлориті, хлорамин, хлорлы әк), сынап (сулема, диоцид), сутегі диоксид, этанол бар әртүрлі заттармен стерилденеді. Осындай мақсатта бромды, күкірт қышқылын, фенолды және ерекше жағдайларда антибиотиктерді сирек қолданады. Стерилдеуші заттың түрі, концентрациясы әсерт ету ұзақтығы стерилдеуге дайындаған өсімдік объектісіне байланысты болады. Стерилдеуші зат барлық микроорганизмдерді жоятындай және өсімдік ұлпаларын минимальды жарақаттайтындай әсер етуі тиіс, сонда стерилдеуші зат дұрыс таңдалған болып табылады. Сонымен қатар стерилді зат сумен жуғанда кетуі тиіс, әйтпесе ұлпалардың улану қауіпі туады да эксперименттің нәтижесіне кері әсер етеді. Әдетте танымал стерилдеуші әдістерді қолданады немесе әрбір объектіге экспериментті түрде арнайы стерилдеу әдісін жасайды. Қолайлы стерилді қоректік ортаға орналастырылған эксплант деп аталатын ұлпаның немесе мүшенің фрагменті біраз уақыт өткеннен кейін өсе бастайды да каллус пайда болады. Бұл процесс каллустың түзілуі немесе каллусогенез деп аталады. Сұйық ортада жасушаларды қолдан өсіру. Сұйық ортада қолдан өсірілген өсімдік жасушысын суспензионды культура деп атайды. Жасушаларды белгілі бір өлшемде сақтау үшін оларды әртүрлі аппараттармен араластырып тұрады. Жасушалардың аэрациямен қамтамасыз етілуі ортаны араластырудың немесе шайқалуының немесе сұйық ортаның таза ауамен желдетуінің әсерінен болуы мүмкін. Жеке эксперименттерде жасушаларды инкубациялау үнемі қоректік ортамен қамтамасыз етіліп тұрмайды, керісінше сұйық ортамен және ауамен біртіндеп қана қарым-қатынас орнатады. Мұндай жағдайда газ алмасу жақсарады. Суспензионды жасушаларды алу. Әдетте суспензионды жасушаны алу үшін каллусты ұлпалар қолданылады. Сұйық ортаға орналастырылған эксплантты өсімдікті алу мүмкін (мысалы, пыльниктерді). Экплант бетінде пайда болған каллусты жасушалар бөліне алады және ортаға өтіп суспезияның басталуына негіз болады. Бірақ бұл ұзақ әрі нәтижесі төмен процесс. Кейбір зерттеулер үшін қажет жасушаларды ферментті мацерация тәсілімен алады, мысалы: жапырақ мезофилінен, бірақ мұндай суспензияны ұзақ уақыт бойы сақтап қалу мүмкін емес. • Сұйық ортадағы каллусты ұлпалардың бөліктері араластырудың әсерінен жасушаларға және жасушалық агрегаттарға ыдырап алғашқы суспензияны түзеді. Каллустың ірі қалдықтары мен ірі жасуша агрегаттарынан құтылу үшін 1 -2 қабат марлы немесе нейлон қолданып сүзеді немесе суспензияны тұндыру арқылы алады. Жасушалардың диссоциясына қоректік ортаның құрамы, аэрация және суспензияны араластыруда әсер етеді. Ешқандай әрекеттерге қарамастан суспензия ешқашан жалғыз жасушалардан тұратын бір түрде ғана болмайды. Өсірілген жасушалардың әртектілігі. Өсірілетін жасушалардың негізгі түрі каллус жасушалары. Каллустық ұлпалар өсу циклінде бөлінуден кейін жасушаға тән онтогенезге өтеді, яғни өсе бастайды, содан кейін ескі каллустық жасушалар сияқты дифференциалданады, қартаяды, тіршілігін жояды. Өсіп келе жатқан каллуста барлық жасушалар бөлінбейді, бұл қою тығыз цитоплазмасы бар және вакуольсіз меристема жасушаларына ұқсас болады. Өсіру жағдайына байланысты популяциядағы жасушалар қатынасы өзгеріп отырады. Мысалы, каллусты жаңа қоректік ортаға жиі көшіріп отырса, олардың ішінде қарқынды бөлінетін майда жасушалар әрдайым басым болады. Каллустық жасушалардың морфологиялық жағынан, биохимиялық құрамы бойынша, физиологиялық жағдайы және генетикалық жағынан айырмашылықтары болады. Каллустық жасушалардық өткен ұлпаның жасушаларынан өлшемі мен пішіні жағынан ерекшеліктері болады, бұларда ядроның саны мен пішіні өзгереді. Ескі каллустық жасушалар ірі болады (500 -1000 мкм), ал жасушалар үсақ болады (15 -30 мкм). Қоректік ортада цитокинин болмаса жасушалардың көлемі ұлғаяды. Жасушалар мен ядролардың қалпы мен көлемдерінің өзгеруі көбінесе плоидтылықтық (хромосомалар саны) өсуіне байланысты. Жасушаларды ұзақ өсіргенде олардың плоидтылығы ұдайы арта береді. Физиология жағынан жасушалардың әртектілігі олардың «ртүрлі физиологиялық күйінде болуына (яғни бөліну, өсу, қартаю, құру) байланысты. Мұндай жасуша популяциясы асинхронды деп аталады. Популяцияны синхронды болғызу, яғги барлық жасушалардың жасуша циклінің бір кезеңінде болуы тіпті мүмкін емес. Себебі, бөлінетін жасушалардың саны 2 -4% амасында болады. бөлінетін жасушалардың санын көбейту жолдары бар. Мысалы, бөлінуді тоқтататын қолайсыз жағдайлар (температура, қоректік ортадан маңызды затарды шығарып тастау) бөлінуге дайын тұрған жасушалардың санын белгілі дәрежеде арттыруға мүмкіндік туғызады. Жасуша циклінің кезеңдерін тежейтін кейбір химиялық заттар да популяцияны синхрондандыруға тиімді келеді. Ең жақсы дегенде, жасушалардың 10 -30% синхрондануы мүмкін, бірақ тез уақытта ол тағы да төмендейді. Бұл жерде мынаны атап өту қажет. Сұйық ортада өсірген жасушалардың физиологиялық айырмашылықтары азырақ болады. себебі, үзбей араластырып тұрған сұйық ортада қоректену жағдайы, аэрациясы және уытты заттардың әкетілуі барлық жасушаларға бірдей болады. Пайдаланылған әдебиеттер тізімі: 1. Ж. Т. Лесова , Х. Х. Макажанова, С. А. Надирова Тағам жəне биотехнологиялық өндірістерінің микробиологиялық негіздері: Оқулық. / авторлар ұжымы: Ж. Т. Лесова, Х. Х. Макажанова,С. А. Надирова/ Алматы, 2013. 272 бет 2.https://present5.com/kallusty-zhasushalardy-alu-zhәne-өsiru-kallusty-alu/ 3.http://www.kstu.kz/wp-content/uploads/2016/06/Osnovy-BT-kaz..pdf жүктеу/скачать 26,73 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|