1 Дәріс. «Микробиология биотехнология» пәніне кіріспе. Микробиология саласының даму тарихы. Микроорганизмдердің жалпы белгілері мен алуан түрлілігі
Биотехнология ғылымының бастауы – гендік инженерияның пайда болуы мен дамуы
жүктеу/скачать 0,82 Mb.
|
лекция (1) 3
- Бұл бет үшін навигация:
- Шикізаттың технико-экономикалық тиімділігі, өндірістік штамм микроорганизмдерінің соңғы өнімінің, асептикалық жағдайлардың және масштабтаудың технологиясы.
| Биотехнология ғылымының бастауы – гендік инженерияның пайда болуы мен дамуы.
Молекулалық генетика мен молекулалық биологияның қол жеткен табыстарының негізінде биология ғылымының жаңа бір саласы – гендік инженерия қалыптасты. Бұл ғылымның мақсаты – іс-тəжірибелер мен теория үшін қажетті генетикалық бағдарламаның жобасын жасап, оны тірі организмге енгізу. Мұндай тəсіл тіршілікті меңгеруде жаңа мүмкіндіктер туғызады. Гендік инженерияның көздеген мақсаты мен зерттеу əдістеріне байланысты мынандай деңгейлерін ажыратуға болады: 1) молекулалық (геннің құрамды бөліктерін зерттеу); 2) гендік; 3) хромосомдық; 4) жасушалық; 5) ұлпалық; 6) ағзалық (организмдік); 7) популяциялық. Басқа биологиялық ғылымдар сияқты генетикалық инженерияның да даму тарихы бар. Бұл саладағы алғашқы зерттеулердің қатарына Н.П.Дубининнің (1934 ж.) дрозофила шыбындарының хромосом санын өзгерту бағытында жүргізген жұмыстары жатады. Ол рентген сəулелерімен əсер ету жолымен хромосома санын өзгертуге болатындығын анықтады. 1956 жылы Е.Сире рентген сəулесінің көмегімен өңделген жабайы эгилопс өсімдігі жапырағының сары дақ ауруына төзімділігін анықтайтын 9 дәріс тақырыбы: Шикізаттың технико-экономикалық тиімділігі, өндірістік штамм микроорганизмдерінің соңғы өнімінің, асептикалық жағдайлардың және масштабтаудың технологиясы. Тағам микробиологиясы өндірістік микробиологияның бір бөлімі. Биологиялық активті заттар және препараттарды микробиологиялық жолмен өндіру, тағам биотехнологиясының негізгі саласы болып табылады. Биотехнология – бұл микроорганизмнің тіршілік ету қабілетін, жасуша мен ұлпаның культурасын және оның бөлшектерін өндірісте қолданудың мақсатының жетістігі және биохимия, микробиология және инженерлік ғылымды қолдануды интегрирлеу. Микробиология аумағы микробтар (саңырауқұлақтар, бактериялар, вирустар,қарапайымдар) немесе басқа организмнің жасушасы(өсімдік,жануар), арнайы қолданылатын биологиялық активтік заттар(иммобилизденген ферменттер, катализдеуші синтез немесе ыдырату) болып табылады. Биотехнологияның типтік әдісі - маңызды жағдайларда өсімдіктің жасушасын, жануардың ұлпасын өсіру, биоаумақты үздіксіз, периодты режимде ірі масшабта түптік культивирлеу саналады. Биотехнологиялық өнеркәсіптің алдында антибиотиктер, витаминдер, ферменттер, ақуызды препараттар, жасуша культуралары мен ұлпалары өндірістің дамуы бойынша үлкен мақсат болып тұр, ол өндірістің жоғарылануының эффективтілігіне, өнімнің сапасының жақсаруына, номенклатурасының кеңеюіне, Қазақстанда жоқ жаңа өндірісті меңгеруіне, ғылыми-техникалық прогресстің жетістігін осы салада қолдану негізінде жасау. Биотехнологиялық өндірістерді ұйымдастыруда сол кездің өзінде дамыған химиялық технологиясының тәжірбиесіне арқа сүйеген. Демек, биотехнологиялық процесстердің химиялық процестерге қарағанда маңызды ерекшеліктері бар, мұның себебі биотехнологиялық процесте биологиялық материяның - күрделі ұйымын қолданады. Әрбір биологиялық аумақ (жасуша, фермент және т.б.) – бұл автономды өзін ретеуші жүйе. Биологиялық прооцессетердің табиғаты күрделі және толығымен анықталмаған. Микробтық популяция үшін мысалы, гетерогендік сипаты, бір қатар мәні бойынша – жасы, физиологиялық активтілігі, ортаның қолайсыз факторларының әсерінің тұрақтылығы. Олар сонымен қатар кездейсоқ мутацияға да ұшырайды, олардың тазалығы 10-4 – 10-8 құрайды. Сонымен қатар гетерогенділік фазаның беткі бөлігінде болуымен және ортаның жағдайының біркелкі еместігімен байқалады. Қазіргі кезде микроорганизмдердың көмегңмен іске асатын мыңдаған жеке биотехнологиялық реакциялар сипатталған. Биосинтез жоғары интенсивтілігімен (τ биомассаның екі еселенуі 0,3-2 сағ.), әр түрлі микроорганизмдердің өзара алмасуымен, ферменттердің іс-әрекеттерінің арнайы бағыттарымен, реакция кәдімгі температурамен және қысыммен жүретін, тапшы емес шикізатты қолдануымен сипатталады. Биотехнологиялық процесстердің технико-экономикалық эффективтілігінің нәтижесінде химиялық технология әдістеріне қарағанда жоғары болады, ал кейде биотехнологиялық әдіс – бағалы өнімдерді алудың жалғыз әдісі болып саналады. Биотехнологиялық процесті қолданатын өндіріс салаларын екі топқа бөлуге : - Ашыту өндірісі, тамақ өндірісі, ауылшаруашылық шикізатын өңдеумен айналысады. Мұнда технологиялық процестің қандай да бір сатысында микроорганизмді қолдану шектелген. Осы саладағы микрооргаизмдер үшін арнайы технологиялық жабдықтардың азырақ көлемі бар. Берілген топтағы өндіріс жеке тамақ өндірісі құрамына кіреді. - Өндірістің негізгі сатысы бұл микроорганизмдерді культивирлеу. Технологиялық белгілері бойынша оларды екі топқа бөлуге болады: - Микроорганизмдердің көп мөлшерде биомассасын алумен байланысты көптонналы өндіріс. Осы өндірістің негізгі технологиялық құрал - жабдық түрін анықтайтын сипаттамасы – түптік культивирлеу. Бұл жерде бөгде микрофлораның түсу мүмкіншілігі өте аз болғандықтан, жоғары дәрежелі асептиканы қажет етпейді. Бұл былайша түсіндіріледі. Бұл мына жағдаймен түсіндіріледі: жабайы микроорганизмдер үшін оптимальді жағдай t = 25 – 35 С, рН= 6,5 – 7,5, бұл топтардың көптеген өндірісінде культивирлеу процесінің кейбір микроорганизмдердің өсуі қиын орталарында да рН = 3 – 5, t = 40 – 50С. Кей жағдайларда оттегін қажет етпейтін микроорганизмдер пайдаланылады. Сонымен қатар бұл өндірістегі ферментерлердің құрылысы және құрал – жабдықтарды, сұйықтық пен ауаны залалсыздау сияқты күрделі проблемаларды шешудің қажеті жоқ. Әдетте дайын өнімді бөліп алу сатысы да қарапайым. Жұқа биохимиялық синтездің аз тонналы өндірісі бактериялы препараттар, физиологиялық активті заттар, клетка мен ұлпа культураларын алумен байланысты. Мұнда сонымен қатар негізінен түптік культивирлеуді қолданады, бірақ бөгде мирофлораны қорғау талаптары қатаң, себебі продуценттерді культивирлеу жабайы микрофлоралар үшін оптимальға жақын жағдайларда жүреді, және соңғысы пайдалы продуценттің өсуін тежеп немесе сыртқы метаболиттің шығуын күрт төмендетуі мүмкін. Дайын өнімнің бөлініп алынуы сол секілді қиын. Осы топтағы түрлі өндіріс технологияларының біріктірілуі негізгі құрал – жабдықтарда бір өнімнің шығуын келесі өніммен алмастырылуына мүмкіндік береді. Кіші топшаның (подгруппа) жалпы сипаты: екі жағдайда да өсу мен зат алмасудың биологиялық заңдылықтарын, масса, жылуалмасу, гидродинамикалық және механикалық процестердің өтуімен байланысты микроорганизмдердің өлуін есепке алу қажет. жүктеу/скачать 0,82 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|