Биотехнология

стратты  оқтын-оқтын  немесе  үздіксіз  енгізеді  де,  қажетті  өнімді 
үдеріс  аяқталғаннан  соң бірден  жинап  алады.  Жартылай  үздіксіз 
үдерісті,  жартылай  оқтын-оқтын  тәсілмен  атқарады  да,  артынан 
реактор  ішіндегі  сүйықтың  жартысын  қүйып  алып,  яғни  өнімді 
жартылай жинап, ыдысқа сондай мөлшерде жаңа қоректік ортаны 
күяды да, ферментацияны ақырына дейін жүргізеді. Кейін жүмыс- 
ты осы жүйемен кайталап отырады. Бүндай жүмыс тәртібі өндіріс- 
тік қондырғыны толық пайдалануға мүмкіндік береді.
Биореакторлар  жүмыс  тәртібі  жағынан  ғана  емес,  (кезендік, 
үздіксіз) көлемі алға қойған мақсаты жағынан (зертханалық 3-10, 
тәжірибе -  өндірістік 30-100 л, одан да көп), өсіру жағдайы бойын- 
ша (аэробтық және  анаэробтық,  мезо- және термофильді,  беттік 
және  тереңцікте  өсіру)  ерекшеленеді.  Өсірілген  жасушылардың 
биокатализдік қасиеттерін тиімді пайдалану үшін, оларды биоре­
актор  ішіндегі  үстағыштарға  орнықтырады  (иммобилдейді),  ал 
қоректік зат оларды жуып өткен сияқты болады, жасушылар үзақ 
уақыт  ферментативтік  белсенділікті  көрсетеді.  Нәтижесінде  жа- 
сушалық биомассадан керекті пайдалы өнімді көп мөлшерде боліп 
алады.
■
 
Ферментативтік үдерістің
 химиялық синтезден елеулі 
айыр-
машылыгы
  бар:
1) аэрацияланған биомассаны араластыруда физико-химиялық 
әсерлерге, химиялық катализаторға қарағанда жасушалардың се- 
зімталдығы;
2) химиялық реакдияларға қарағанда жасушалардың осу жыл-
дамдығының төмендігі;
3) биореакторда залалсыздыкты үстау, саңылаусыздығын сақтау;
4)  жасушалар  өсуі,  биохимиялық  механизмдерді  реттеудің
біршама күрделілігі^
Алынған  ақырғы  өиімнің  түрақтылығы  химиялық  синтезден 
ферментацияның  биореакторда  биокатализдік  реттеудің  белгілі 
күрделіліктерімен, технологиялық ерекшеліктер көмегімен, биоло- 
гиялық метаболизмнің өзгешеліктеріне байланысты.
Микроорганизмдердің  штамдар,  аса  жоғары  продуценттер 
көбінесе ауксотрофы болып келеді, сондықтан өндірістік микроор- 
ганизмдерді  қорларда  (коллекцияда)  сақтайды.  Олардың  қорла- 
рындағы  тіршілік  қабілеті  мен  өндіргіштік  қасиетін  қолдайды. 
Дәстүрлі микробиологиялық өндірістерді мейілінше жетілдіру үшін 
биотехнологияның жаңа бағыттарындағы тәсілдерін кеңейту үшін 
микроорганизмдердің қорларын пайдаланады. Коллекцияның мін-
23

дел  -   микроорганизмдердің  тіршілік  қабілеттерін  қолдау  және 
басқа микрофлора мен ластанудың алдын алу үшін керекті барлық 
сақтық шараларын іске асыру, белгілі уақытқа дейін сактау.  Мик- 
роорганизмдердің  қорларын  қолдау  мен  дамыту  үшін  ерекше 
жүмыс  жүргізеді,  микроорганизмдерге  таксономикалық  зерттеу 
жүргізу,  микроорганизмдерді  белсенді  түрінде  сақтау  әдістерін 
өндеумен қатар биотехнология орталығында өнеркәсіптік микро- 
организмдердің штамдарының қорлары бар. Бүл қорлардың қүра- 
мындагы микроорганизмдерді гендік-инженериялық жүмыстарда 
пайдаланылады.
Өсімдіктер  жасушалары
  — өсімдіктер  биотехнологияеыньщ 
(немесе  биотехнологияньщ салалары  классификациясы  бойынша 
ауылшаруашылық  биотехнологиясынъщ)  негізгі  нысана  болып 
келеді.  Өсімдіктер жасушалардың ерекше қасиеттерінің бірі -  то- 
типотентік қасиеті -  өсімдіктердің сомалық жасушаларының өсуге 
қабілеттілігін  толық  көрсете  алуы,  яғни  ядродағы  генетикалық 
информация  негізінде организм  түзу  мүмкіндігін  іске  асырылуы. 
Өсімдіктердің тотипотенттік  қасиеті  болғандықтан, 
іп 
\>ііго
  өсірі- 
летін жасушалардан белгілі бір жағдайда регенерант-өсімдіктерді 
алады.  Бүл  регенерант-өсімдіктер  сапалы,  жоғары  өнімділігімен 
сипаіталатың,  қолайсыз  абиотикалық  және  биотикалық  фактор- 
ларға  төзімді  мәдени  өсімдіктердің  жаңа  сүрыптаудың  немесе 
өсімдіктердің жаца формаларының (сомалық будандар, трансгенді 
өсімдіктер сияқты) көзі болып табылады.  Багалы өсімдіктерді не­
месе  жоғалып  бара  жатқан  өсімдіктерді,  сауықтырылган  вирус- 
сыз өсімдіктерді биотехнологиялық тәсілдермен клондап өрі қарай 
көбейтуге  болады.  Сонымен  қатар,  өсімдік  жасушалары  қүнды 
биологиялық  белсенді  заттардың  (фитогормондар,  майлар,  бояу- 
шылар,  витаминдер,  алкалоидтар,  аминқышқылдар,  ферменттер 
және  т.б.)  продуценттері  болып  табылады.
Өсімдіктер  жасушалар  микроорганизмдерге  қараганда  анато- 
мо-морфологиялық қурылысы жағынан ерекшеленеді. Өсімдік мү- 
шесінің  кесіндісін,  ягни 
эксплантты
  залалсызданган  қатты  не­
месе  сүйык  ортага  отыргызады.  Әртүрлі  тәсілмен  запалсыздан- 
дырылган  нысаналардан  керекті  үлпалар  бөлініп  алынады.  Жиі 
қолданылатын  стерильдейтін  заггар,  атап  айтқанда:
-   активті  (белсенді)  хлоры  бар  натрий  және  калий  гипохло- 
риттері,  хлорамин,  хлор  әгі;
-   құрамында  сынап  бар  алмас  (сулема),  диоцид;  сутегі  ди­
оксид!;
24

ч  -  этанол;
\ — суда еритін  бром, күкірт қышқылы, фенол;
— 
кейбір антибиотиктер, фунгицидгер қолданылады. Стериль- 
дейтін  заттардың  түрі,  концентрациясы  жэне  залалсыздандыру 
мерзімі зерттелген өсімдікке байланысты.  Ол заттар барлық мик- 
роорганизмдерді  құрту,  жою  мен  қатар  өсімдік  жасушаларына 
зиян тигізбеу керек, және де өсірілетін объектіден суға шайқағанда 
оңай  кетуі  керек.  Осы  шарттарға сай  келмесе,  стерильдейтін  зат- 
тан жасушалар мен ұлпалар уланады, осынын әсерінен өсуі теже- 
леді.  Ұлпаны бөліп алуды және оны  қоректік ортаға отырғызуды 
ламинар боксінде өткізеді. Бұл бокстің ішіне фильтрден өткізіліп, 
микроорганизмдерден тазартылған ауа беріліп тұрады. Организм- 
нің әрбір түрі, тіпті сол бір түрінің кез келген мүшелері мен үлпа- 
лары  жақсы  өсу  үшін  белгілі  қоректік  ортаны  талап  етеді.  Қара- 
пайым қоректік ортаның қүрамына минералды түздар, көмірсулар, 
витаминдер, фитогормондар, амин қышқылдары кіреді 
(1-қосым- 
ш а ) .  
Негізінде,  прокариоттар  және  эукариоттардың  жасушала- 
рын  өсіру  үшін  пайдаланатын  қоректік  орталар  (қүрамы  бойын­
ша) қарапайым және күрделі ортапарға бөлінеді. Күрделі қоректік 
ортада минералды заттардан басқа органикалық қосындылар бола­
ды.  Атап  айтқанда,  әр  түрлі  экстрактар  (солодтан,  ашытқыдан, 
картоптан,  ісік  үлпаларынан,  т.с.с.),  шырындар  (қайын,  томат, 
апельсин),  пісіп  жетілмеген  эндоспермдер  (кокос  жаңғағы,  каш­
тан,  жүгері),  казеин  гидролизаты,  амин  кышқылдарының  қоспа- 
лары.  Жасушалар 
і п  
у
П
го
 
жағдайында  көмірсутегіне  мүқтаж,  се- 
бебі олар гетеротрофты қоректенеді. Көмірсутегі ретінде сахароза 
немесе  глюкоза  қосылады.  Қоректік  ортаны  таңдау  организмнің 
түріне және тәжірибенің мақсатына байланысты болады. Өсімдік 
жасушаларын  сүйық  ортада  өсіргенде  әртүрлі  биоректорларды 
пайдаланады.
Қоректік ортада 
і п  
у і і г о
 
жағдайында өсетін  өсімдіктердің  ма- 
манданған  (дифференцияланған)  жасушалар,  бөліну  қабілеті  те- 
желген жасушалар қайтадан бөліне бастайды, яғни меристемалық 
күйіне оралады.  Жалпы, өсімдік жасушаларының, микроорганиз- 
мдермен сапыстырғанда, физиологиялык және метаболиттік бел- 
сенділігі  төмен  болады.  Өсімдік  жасушаның  генерация  уақыты 
(жасушаның кезекті екі бөлінуі арасындағы мерзім) микроб жасу- 
шаның  генерация  уакытынан  60-100  есе  артып  түседі.  Өсімдік 
жасушаларының  пролиферативтық  пулы  немесе  қоры  (бөлінетін 
жасушалар  мен  жалпы  жасушалардын санының  ара  қатысы)  50-
25

60%-дан  аспайды,  жасушалардың  көбісі  бөлінуін  тез  тоқтатып, 
С0
 тыныштық кезеңіне  өтеді.
Толық  белгіленген дифференцияланған  жасушаларда  проли­
ферация (яғни бөліну арқылы көбею)  қабілетінің қайта пайда бо­
луы 
дедифференциялану
 үдерісі деп аталады.  Ал 
дифференция- 
лану
 — бүл әртүрлі маманданған жасушалардың түзілуі, яғни даму 
үдерісінде біртекті  меристемалық жасушалардан морфологиялық 
қүрылымы  және  атқаратын  қызметі  әртүрлі  маманданған  жасу- 
шалардың түзілуі. Мысалы, дифференциялану нәтижесінде мери- 
стемадан пайда болтан маманданған жасушалар (мезофилл, эпидер­
мис тағы сондай сияқты үлпаның жасушалар) сол меристемаға да 
және де өзара бір-біріне мүлдем үқсамай кетеді. Дедифференция­
лану  үдерісі  арқылы  маманданған  жасуша  бөліну  күйіне  қайта 
оралады  да  меристема  тәрізді  каллус  жасушаларына  айналады. 
Бүл  жасушалар  көбінесе  жүқа  қабықты  болып,  паренхималық 
жасушаларға үқсайды. 
Каллус
 -  бүл үлпаның ерекше түрі, өсімдік 
жасушаларының  ретсіз  бөлінуі  нәтижесінде  пайда  болған  үлпа, 
басқаша айтқанда, ол -  бүтін өсімдіктің зақымданған жері (жара- 
сы)  біте  бастаған  кезде  түзілетін  білеуленген  бүлтық  (5
-сурет). 
Каллус үлпалар борпылдақ, морфогенді (яғни морфогенезге қабі- 
летті)  және  тығыз  морфогенді  емес  болу  мүмкін.  Олар  түсі  бой- 
ынша да  (сары,  жасыл,  қоныр,  т.с.с)  ерекшеленеді.
Барлық  физиологиялық үдерістерді  реттейтін  фитогормондар 
болғандықтан, олар қоректік ортаның маңызды қүраушылары деп 
есептеленеді.  Жасушаларға  бөліну  және  дифференциялану  үшін 
әсіресе  ауксин  мен  цитокинин  қажет.  Тек  қана  ісік  жасушалары 
мен  «қалыптасқан»  үлпалар  гормондары  жоқ  ортада  өсе  алады.
5-сурет.
  Морфогенді борпылдақ каллус және одан пайда болған
регенерант-өсімдік
26

«Калыптасқан»  каллус  жасушалары  гормондарды  қажет  етпсйді, 
олар гормондарға прототрофты келеді, себебі өздерін-өздері қам- 
тамасыз  ете  алады.  Каллус  пен  эмбриоидтарды  (сомалық  ұрық) 
регенерацияны  ынтапандыратын  қоректік  ортада  өсіргенде  реге-
нерант-өсімдік  пайда  болады.
Өсірген  жасушаларда  қосымша  метаболитгердің  жинақталуы 
мен олардын дифференциялану дәрежесінде өзара байланысы бар, 
яғни  жасушалардьщ  ұйымдасуы  түтас  организмге  неғүрлым  жа- 
қын болса, соғүрлым олардың метаболизм жолдары да үксас болуы 
мүмкін. Дифференциялануына жағдай туғызу үшін жасушаларды 
иммобилдендіреді  (иммобилдендіру  -   жасуша  қозғалысын  шек- 
теу).  Жасушаларды  иммобилдендіру,  олардың  дифференцияла­
нуына  жағдай  туғызып,  қосымша  заттарды  көоірек  синтездеуге 
жеткізеді.  Иммобилденген  жасушалар  өзара  тығыз  байланыста 
өседі. Соның нәтижесінде олардың массасынын ішінде түтас орга- 
низмдегідей,  белгілі  химиялык және физикалык  градиенгтер (бір 
бағытты өзгеру) пайда болады, ал олар метаболизм мен дифферен- 
циялануды  реттейді.  Сонда  химиялык  градиенттер  деп  гормон- 
дар,  қоректік заттар, оттегі,  көмірқышқыл  газы  мөлшері  өзгеруін 
түсінуге болады.  Өндірісте иммобилденген жасушаларды жалпақ 
түбіне негізделген биоректорларда немесе бағана (колонна) тәрізді 
биореакторларда  өсіреді.  Өндірісте  қолданылатын  иммобилден­
ген  жасушаларды  өсіру  үшін  биореактордың  бағана  тәріздесі 
қолайлы,  өйткені  мүнда орын  үнемделеді  және жасушалар аркы- 
лы  ағып жатқан  қоректік ортаны  бақылау оңайланады.
Иммобилденген  жасушалар  түрлі  заттардың  биотрансформа- 
циясы  үшін  қолданылуы  мүмкін.  Көптеген  жануар  жасушасын 
антидене сияқты акуыздарды бөліп шығарады.  Бірақ бір жасуша- 
ның  бөліп  шығаратын  ақуызының  шамасы  өте  аз  болады,  қайт- 
кенде  көп  мөлшерде  ақуыз  шығарьш  алуға  болады,  ол  үшін  зор
көлемде  жануар  жасушасьш  өсіруі  керек.
Жануар жасушаларын 
іп 
уііго
 өсірудін екі бағыты бар:  1) жасу­
ша түрінде, 2) мүшелер және үлпалар түрінде. 
Іп 
уііго
 жагдайында 
дифференцияланған 
жануар жасушаларды
Жасушаларды
—ДНИ
кезінде  олар  құрылымдық  ұлпа ретінде  үиымдаспаиды,  гистоло- 
гиялық архитектурасынан айырылады. Сонымен қатар, кейбір био- 
химиялық  белгілерінен  де  айырылады.  Сондықтан  арнайы  жағ- 
дайды жасамаса, олар өмір сүре алмайды. Жануар жасушасын өсі- 
руге колданылатын өсіру ертіндісі өсімдіктер ұлпаны өсіруге кол-
27

данылатын  қоректік ортасына  құрамы  жақтан  ұқсамайды.  Жану- 
арлар  жасушасын  өсіретін  ертіндінің  құрамында  үнемі  глюкоза, 
аминоқышқылдар, минералды түздар, витаминдер, холин мен ино­
зит  (көмірсутек  көзі)  және  жануарлардың  5-20%  қан  сарысуы 
болады.  Қоректік ортадағы минералды түздар буферлік  қызметін 
орындайды, яғни қышқыл-сілті балансты сақтайды.  Ортанын рН- 
түрақтылығы -  басты талап болып табылады. Мысалы, Эрл-Хенкс 
тұздар  ерітіндісінің  адамның  фибробластарын  өсіру  үшін  рН  7 3
ал тауық фибробластары үшін -  7,12.  Әрбір
а л
сарысуы — өте  күрделі  қоспа,  жасушалардын
паидаланады
іды  немесе тежейді.  Қан сарысуында әртүрлі  өте аз мөлшер- 
'У факторалы бар.  Эр жасуша, үлпасына тән өсу факторлары 
огендер)  болады,  мысалы,  эпидермистің,  фибробластардың 
факторлары.  Глюкокортикоидтер,  стероидтер,  калканша
тежейді,  оларды жасушалар
арттырады
ланысты  пайдаланады.  Сонымен  қатар,  қан  сарысуының  күра- 
мында коллаген және фибронектин -  жасушалардын жапсырылуын 
және жайылуьга қамтамасыз ететін қосьшыстар және тасымалдау
(альбумин,  трансферрин
жасаланады
жасушалар үшін, яғни белгілі түрлері
данылады.  Қан сарысуы қосылмаған қоректік ортаның артықшы- 
лығы.  1)  тәжірибелерді  қайталағанда  нәтижелері  бірдей  болады, 
себебі  қоректік  ортаның  қүрамы  тұрақты;  2)  жасушалардын  ви­
ру спен, саңырауқүлақпен, микоплазмалармен заладданудың кауіп- 
қатері  кемиді;  3)  жасушалар  метаболиггерін  (өнімді)  тазалауын 
жеңшдетеді;  4) қан сарысуының жасушаларға улы әсері  кемиді.
Өсірілетін жануарлар жасушасьшың басым көпшілігі жануар- 
лардың эмбрионынан немесе туылганына көп уақыт болмаған жас 
жануарлардың орнынан немесе үлпадан альгаады. Ұлпаны ажыра- 
тып  алғаннан  кейін,  әуелі  трипсин  сияқты  ферментпен  үлпаны 
жеке жасушаларға ыдыратады, онан соң белгілі қою жасуша сус-
ПСНЗИЯСЫН 
аЛЫП. 
ОНЫ  ӨСІПУ  І і т т т м р г і ы р  
и \п л і^ іп
 
л о т т п ,
өсіреді.  Осы  кезең алғашқы  ұрпақты өсіруі деп аталады.  Жасуша 
өсіру шөлмегінің қабырғасына жабысып  өседі.  Жасушаның өсуі- 
не  және  көбеюіне  ілесіп,  өсіру  шөлмегіндегі  жасушалар  барған 
сайын  көбейіп,  трипсин  арқылы  жасушаларды  шөлмектің
28

қабырғасынан  түсіріп,  жасуша  суспензиясын  жасауды,  екі  неме- 
се  оданда  көп  өсіру  шөлмегіне  бөліп  өсіруді  қажет  етеді.  Бұл  -  
ұрпақ  жалғастьфу  деп  аталады.  Жануардың  сомалық  жасушала- 
ры  шектелген  мерзім  өсе  алады,  ал  ісік  жасушалар  шексіз  ұзақ 
уақыт  өседі.  Толық маманданбаған  эмбрионалды  жасушалардың 
өсу қарқындылығы өте жоғары болады. Оның себебі -  дифферен- 
циялану деңгейі әлі төмен және эмбриондарда (ұрықтарда) бөліне 
алатын  бастаушы  жасушаларының  болуы.
Бірнеше рет  жаңа  ортаға көшірген  соң  жасушалар тірі  қалса, 
тұрақты жасушалық линиясына айналады.  Бұндай тұрақты жасу­
шалар линиясының белгілері мьшадай:
-  жасушалар көлемі кішірейеді;
-  домалақтанады;
-  адгезивтілігі (ыдыс бетіне жабысуы) төмендейді;
-  ядро мен  цитоплазма арақатынасы өседі;
-  өсу  қарқындьшығы артады  (жасушалық  циклі:  36—48  сағат- 
тан  12-36  сағатқа  айналады.);
-  қан сарысуьша мүқтаждығы кемиді;
-  гетероплоидтылығы және анеуплоидтылығы артады;
-  ісік жасушаларын туғызу қабілеті  артады.
Жануарлар  жасушасын  өсіру  техникасының  қолданылатын 
жақтары көп. Вирусқа қарсы вакциналар, интерферон, моноклон- 
ды  антидене  қатарлы  аса  бағалы  көптеген  биологиялық  бүйым- 
дар жануарлар жасушасын  зор  көлемде өсіру арқьшы өндіріледі. 
Өсірілетін  жануар  жасушасы  тағы  улы  затгарды  тексеріп  анық- 
тауға қолданылады.  Күйген  адамның терісінен  сау жасуша алып 
өсірсе, көп мөлшерде өзіндік тері жасушалары өндіріліп, жарала- 
нған терісіне жалғау ретінде көшіруге болады.
Жануарлардың репродуктивтік қорларьшың генетикалық мүм- 
кіншіліктерін жақсарту мақсатымен жануарларды көбейтеді.  Жа- 
нуарлардың  көбейту  технологияда  жыныс  жасушаларды  үрық- 
тандырып жасанды жолымен үрықтарды  алады.  Қазақстанда жа­
нуарлар  биотехнологиясының  дамуына  Мухамедгалиев  Ф.М., 
Жанабеков К.Ж., Абильдинов Р.Б. үлес қосқан. Олар үрықтармен 
жүмыс  істегенде  бірінші  рет  суперовуляция  және  транспланта­
ция  әдістерді  қолданды.
*  |  Тірі  организмдердің жасушаларды  (өсімдік,  жануарлар  жасу­
шаларды,  микроорганизмдерді)  әртурлі  тәсіл  арқылы  өсіріледі. 
Мысалы, жасушаларды қорландырып 
мерзімді өсіреді,
 яғни жасу­
шалар суспензиясын  жабық ыдыста бастапқы  қүйылған  қоректік
29

ортасы жаңартылмай өсіреді немесе жасушаларды 
үздіксіз өсіреді 
Ол жасушаларды сұйық қоректік ортаның үзілмей беріліп түратын 
ағынында өсіру тәсілі. Жоғарыда айтқандай, микроорганизмдерді 
өсіргенде жасушаларды 
агынды жабық жүйеде
 өсіреді.  Мұндай 
жағдайда  жасушалар  өсетін  сұйық  орта  үздіксіз  жаңа  қоректік 
ортамен  қамтамасыз  етіліп  түрады,  сұйық  ортаның  кіріп  құйылу 
қарқыны мен оның төгіліп сыртқа шығу қарқыны бірдей болады. 
Сонымен  қатар  ағынды-ағынсыз жүйеде өсіру  мен  жасушаларды 
ағынды ашық жүйеде өсіру тәсілдері бар. 
Жасушаларды агынды
- 
агынсыз жуйеде өсіруде
 сүйық қоректік ортада өскен жасушалар
Стерильді ауа 
ферменттердің 
астьгаан үр ле­
ней
Турбидостат
Турбиналық араластыру
Жиналмалы (мерзімді) 
өсіргенде клеткалар 
ферменттердің
астьшан альшады,
үзіліссіз өсіргенде -
үстінен альшады
Хемостат
Ауа үрлеп клеткаларды 
үзіліссіз өсіру
Пайдаланылған 
ауа түгік арқылы 
шығады
Клеткалардың өсуі ортаның 
қүрамыңцағы тежегіш зат 
бақылайды
Клеткалардың өсіп 
көбею қарқыны 
суспензияның тығыз- 
дығымен реттеледі.
ҚоректікШІі
Ауа
Пайдаланыл-
ған ауаның 
шығуы
Жарық
Пайдаланылған 
ортаны төгу
Қоюланған сайын 
суспензияның 
біраз мөлшері 
алынып түрады
Реттеуіш
ш
фотоэлемент
6-сурет.
  Әр түрлі  биоректорлардың үлгілері
(Уәлиханова  Г.Ж.,  2001  ж.)
30

суспензиясының  бір  бөліп  оқтын-оқтын  алынып  тұрады,  оның 
орнына нақ сондай мөлшерде жаңа қоректік орта қүйылып тұрады. 
Жисушаларды агынды  ашық жүйеде өсіру
 -  үздіксіз ағып  кіріп 
түрған жаңа қоректік орта мен төгіліп сыртқа ағып шыққан жасу­
шалар суспензиясының қарқыны  (көлемдерінің) тең болуы.
Өндірістік микроорганизмдердің штамдарын, өсімдік жасуша- 
ларын  әртүрлі  тәртібінде  өсіріп  олардың  өсу  қарқындылығын 
бақылайды.  Бүл 
турбидостатта өсіру
 (лат. 
іигЬо
 -  қүйын, шыр 
айналу)  -   фотоэлементті  қолданып  биомасса  концентрациясын 
тікелей бақьшау арқылы, жасушаларды сыртқы жағдайдан ешқан- 
дай  шектеусіз,  үздіксіз  өсіру  және  жасушаларды 
хемостатта 
өсіру
  (гр. 
сһетіа
 
-   химия),  яғни  қүрамында  өсуді  тежейтін  кон- 
центрациясы белгілі қүраушылары бар жаңа қоректік орта түрақ- 
ты  жылдамдықпен  биореакторға  қүйылып  түсіп  түрады  да,  сон­
дай  жылдамдықпен  өскен  жасушалар  суспензиясы  алынып  оты- 
рады! (
6-сурет).
]_^15ірнеше сағат бойы организмдердің жасушалары жаңа жағдай- 
ға,  жүмсалатын  субстрат  қүрамына бейімделеді -  
лаг-фаза
  (
бүр- 
кеулі,  жасырын кезеңі)
 -  бүл кезде су мен қоректік заттарды сің- 
іру процесі және бөлінуге дайындық белсенді өтіп жатады, жасу­
шалардын  өсуі,  ферменттер,  нуклеин  қышқылдарының,  әсіресе 
РНК  қүмарлығының  артуы  орын  алады.  Одан  кейін 
үдеу кезеңі, 
бүл кезде жасушалар бөлініп,  созылып  өсе бастайды.  Келесі 
экс- 
понещиалды даму кезеңі
 басталады, жасушалар жылдам бөлінеді, 
жасушалар көбейеді, олардьщ биомассасының жоғарылауы байка- 
лады.  Экспоненциалды  немесе  лог-фазада  өсу  жылдамдығы  өте 
қарқынды, уақыт өткен сайын екі еселеніп өседі. Әрі қарай қорек- 
тік ортаның қоспа бөлшектері  біртіндеп төмендейді,  жасуша ме- 
таболиттерінің қүрамы артады, жасушалар өсуі мен көбею қарқы- 
ньшың  төмендесуіне  әкеліп  соғады.  Бүл 
баяу  өсу  кезеңі
 
(өсудің 
бәсендеу фазасы). Стационарлық кезең
 -  бүл жаңадан пайда бола- 
тын және жасаушалардың тең қатынасы салдарынан қоректік ор- 
тада  жасушалар  санының  бірталай  түрақтылығымен  сипаттала- 
ды.  Ақырында  жасушалардың  біртіндеп  жойылып  қүру  кезеңі. 
Өсу  мен  көбею,  жоғарыда көрсетілген  кезеңдердің жүру  үзақты- 
ғын биопродуценттің физилогия ерекшеліктеріне байланысты. Мы­
салы, 
Вассіііш  іһигіпвіепзіз
-тің  өсу  циклі  -   36  сағат, 
Азрег&ІІиз 
аыатогі
 -   144 сағат.  Жасушалардын өсуі  8-тәрізді қисық сызық- 
пен  бейнеленеді  (
7-сурет
).
31

Өсу уақыты (тәулік)
7-сурет.
  Жасушалар өсуінің  8-тәрізді  қисық сызығы
Өсу фазалары:
6
1  -  латентгік (бастапқы бүр- 
кеніш, жасырьш) фазасы
2 -  үдеу фазасы
3 -  экспоненциалдық (лога- 
риф мдік) фазасы
4 -  бәсендеу фазасы
5 -  стационарлық (бір сарын- 
да) фазасы
6 -  жойылу фазасы
2.2.  Жасушалардың  өсуіне  эсер  етуші  факторлар
Ферментгерлерде биомассаның үнемі араласуы, жалпылай ал- 
масуы  қоректік ортамен  өсірілетін жасушалардың біркелкі  жана- 
суын, отгегінің жасушаларға уақытында жеткізілуін -  субстраттың 
тез шығындалуын, үнемі қажеттілік қүнарлықты қамтамасыз етеді, 
заттардьщ  біркелкі,  түрақты  жанасуын,  заттар  қүнарлығын,  рН 
және  температураның  белгілі  түрақтылығын  қамтамасыз  етеді. 
Биореактор  қоректік  ортаны  (субстратгы),  су  және  буды,  рН-ты 
реттейтін  ортаны,  ерітінділерді,  көбікті  басушьшарды,  өсірілетін 
биомассаны  аэрациялау,  залалсыздандырылған  ауаны  беру  үшін 
түтіктердің  арнайы  жүйесімен  жабдықталған.  Биоректордың  жо- 
ғары  жағында  жасушалар  бөліп  шығарған  ақуыздар  мен  полиса- 
харидтерден түратын  көбік  біртіндеп  жинала бастайды.  Өсе  келе 
кейбір жасушалар өзара жабысып,  осы көбікте жиналып  «қабық- 
ты» немесе  «безені» түзеді.  Жасушалар биомассасы өсе  келе  бүл 
қабықта  қалыңдайды,  ақырында  араластыру  қарқындылығы  тө- 
мендеп, жасушалар қүриды, сол себептен қоректік ортаньщ қүра- 
мына көбікті  басушьшарды  қосады.
Температуралық  тәртіпті  үстап  түру  үшін  35-37°С  сыртқы 
және ішкі қабаты берілген температурада су ағыны болады немесе 
иірілім типті жылу алмасушы орналастырылады.
'  ^Жасушалардың өсуіне бірнеше физикалық-химиялық фактор-

жүктеу/скачать 16,47 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: