Микробиологиялы? синтездеу? нім алу амин? ыш? ылы фермент витамин полисахарид липид
На долю внутриклеточных олиго- и полисахаридов может приходится до 60% сухой массы бактериальной клетки, тогда как количество синтезируемых внеклеточных полисахаридов может во много раз превышать массу бактерии. При отсутствии сахаров в окружающей среде бактерии синтезируют их из доступных источников углерода. Например, бактерии, растущие на средах, содержащих трёхуглеродные соединения, синтезируют гексозофосфаты из пирувата с помощью реакций, характерных для фруктозодифосфатного пути.
Бактериальные олиго— и полисахариды образуются путём присоединения к акцепторным молекулам остатков Сахаров из нуклеозиддифосфосахаров. Например, трегалоза, содержащая два остатка глюкозы, соединённых а-1,4-связями, образуется из уридиндифосфатглюкозы и глюкозо-6-фосфата. Характерная особенность синтеза полисахаридов, как и в случае синтеза ДНК, — необходимость затравки — короткого фрагмента того же полисахарида, который будет синтезироваться; он служит акцептором новых мономерных фрагментов.
Биосинтез липидов ( жиров ) бактериями
Липиды — гетерогенный класс клеточных компонентов, выделенный на основании их растворимости в неполярных растворителях (эфир, бензол, хлороформ) и нерастворимости в воде. К ним относят жиры, фосфолипиды, стероиды, изопреноиды и поли-B-оксибутират. Липиды подразделяют на два большие класса: липиды, содержащие жирные кислоты, связанные эфирной связью (например, поли-B-оксимаслиная кислота, гликолипидный компонент мембраны цианобактерий, ЛПС клеточной стенки), и липиды, состоящие из повторяющихся пятиуглеродных изопреновых фрагментов (например, бактопренол, к которому прикрепляются составляющие компоненты клеточной стенки во время её синтеза).
Липиды с изопреновыми единицами содержат хлорофиллы и хиноны. Жирные кислоты синтезируются отдельно, а затем с помощью эфирной связи включаются в липиды. Число типов жирных кислот у каждого вида бактерий строго определено. У прокариот преимущественно встречают насыщенные жирные кислоты, образование которых начинается с переноса ацетильной группы с ацетил-КоА на особый ацил-переносящий белок. Этот комплекс служит акцептором, к которому последовательно присоединяются двухуглеродные фрагменты, пока не будет достигнута длина, характерная для соединения, присущего данной бактерии (обычно C14-C18).
Источник
МИКРООРГАНИЗМДЕР БИОТЕХНОЛОГИЯСЫ
Биотехнология маманды?ыны? студенттеріне арнал?ан «Микроорганизмдер биотехнологиясы» п?нінен д?ріс жина?ы биотехнологияны? даму тарихын ж?не микроорганизмдерді? к?мегімен дайын ?німді б?ліп алу?а ж?не тазарту?а ?ажет бір?атар к?рделі операцияларды ?амтиды. Технологиялы? процестерді ж?йелі ж?не жа?сы ж?ргізуді? негізгі шарты болатын ?німділігі жо?ары ?нерк?сіптік микроорганизмдерді? штамм-продуцентін та?дауды о?ытады. Биотехнологиялы? ?ндіріске ?ажет шикізат пен ферментация процесіні? негізгі процестерін ?арастырады.
«Микроорганизмдер биотехнологиясы» п?нінен д?ріс жина?ы ?аза?стан Республикасыны? мемлекеттік жалпы білім беру стандартына с?йкес ба?дарламасын ?амтиды.
Пікір берушілер:О?МУ.МГ?? институтыны? директоры Надиров К.С.
МР? ОБ??АШО б. к.,ж. к. Ескараев Н.М.
М.?уезов атында?ы О?т?стік ?аза?стан мемлекеттік университетіні? ?дістемелік ке?есіде ?арастырылды. Хаттама № 8. 06.07.2006ж.
МАЗМ?НЫ
1 МОДУЛЬ. 1. Микробиологиялы? биотехнологияны? негізі |
1 Д?ріс. Кіріспе. Биотехнология ?ндірісті? бір саласы ж?не п?наралы? ?ылыми ба?ыты. Биотехнологияны? аума?ы. |
2 Д?ріс. Биотехнология ?ндірісіні? процесіне арнал?ан шикізат. ?оректік ортаны дайындау принциптері. Микроорганизмдерді культивирлеу т?рлері. . |
3,4 Д?ріс. Биотехнологияда?ы негізгі технологиялар.Типтік технологиялы? сызба – н?с?а. |
5 Д?ріс. ?ндірістік ферментация. ?ндірісті бас?ару,ба?ылау ж?не оптимизациялау. |
6 Д?ріс. Микроорганизмдер селекциясы. |
2 МОДУЛЬ. Микробты биомасса алу?а негізделген биотехнологиялы? процестер |
7 Д?ріс. Ауыл шаруашылы?ына арнал?ан препараттар. Микробты а?уыз ?ндірісі. |
8 Д?ріс. ?сімдіктерді ?ор?ауда?ы микробиологиялы? ?дістер мен бактериалды ты?айт?ыштар. |
3 МОДУЛЬ. Органикалы? ?ыш?ылдарды ж?не бейтарап ?німдерді алу |
9 Д?ріс. Органикалы? ?ыш?ылдарды алу. |
4 МОДУЛЬ. Микробиологиялы? синтез ?німдерін алу |
10 Д?ріс.Амин ?ыш?ылы ?ндірісі. |
11 Д?ріс.Микробиологиялы? синтез ?дісімен витаминдер алу ?дісі.. |
12 Д?ріс.Фермент ?ндірісі. |
13 Д?ріс.Полисахарид, липид алу. |
5 МОДУЛЬ. Д?рілік ж?не профилактикалы? препараттарды? биотехнологиялы? ?ндірісі |
14 Д?ріс. Антибиотик, вакцина, гиббереллин, алкалоид, каротиноид ?ндірісі. |
15 Д?ріс. Рудадан т?сті ба?алы сирек кездесетін металдарды сілтілендіру процесіне ?атысатын микроорганизмдер. |
16 Д?ріс. ?орша?ан орта биотехнологиясы. К?н энергиясыны? ?айта т?зілуіні? биотехнологиясы. Биоотынды алу.Технологиялы? биоэнергетика. Жа?артыл?ан ресурсты ?олдану. |
17 Д?ріс. Та?ам ?німдері мен сусындарыны? микробиологиялы? ?ндірісі. |
Пайдаланыл?ан ?дебиеттер. |
МИКРОБИОЛОГИЯЛЫ? БИОТЕХНОЛОГИЯНЫ? НЕГІЗІ
1 — саба?. Кіріспе. Биотехнология ?ндірісті? бір саласы ж?не п?наралы? биотехнологияны? таба?ыты. Биотехнологияны? аума?ы
Саба? ж?ргізу формасы: Проблемалы? жа?даймен шолу
Проблемалы жа?дайлар
1. «Биотехнология» ?ылымы ?алай пайда болды, п?наралы? жа?дайларды? терминіні? м?ні неде.
2. Биотехнологияны? аума?ы зерттелетін бас?а аума?тан ?алай ажыратылады?
Жоспары:
1. Биотехнологияны? даму тарихы
2. Биотехнологияны? п?наралы? таби?аты
3. Биотехнологияны ?олдану аума?ы, де?гейі, м?ні мен ма?саты
4. Болаша?та?ы ма?саты ж?не ?олданылатын сфералары
5. Биотехнологияны? аума?ы ж?не болаша?та?ы ма?саты
Биотехнологияны? даму тарихы
«Микроорганизмдер биотехнологиясы» п?ніні? ма?саты болып микроорганизмдерді? м?мкіндіктерімен танысып биомассаны б?ліп алу, микроорганизмдерді пайдаланып биосинтез ж?не биотрансформация ?німдерін алу, оларды? технологиялы? процестерін ??расатыру, ?ндірісті? технологияларын ?олданып биотехнологияны? салаларыны? ??рылысымен танысу, микроорганизмдерді пайдаланып е? ма?ызды ?німдерді биологиялы? активтік заттарды б?ліп алу, шикізат ретінде о?ай табылатын ?німдерді ?олданып, сапасы жо?ары ?німдерді алу?а арнал?ан осы технологиялар?а, процесстерге ?ажет ??рал-жабды?тарды? ??рылысын зерттеп, тере?ірек ме?геру.
Биотехнология терминін ал?аш рет 1919 жылы Венгерлік К.Эрекки тірі организмдерден дайын ?німді б?ліп алу ж?мыстарын белгілеу ?шін ?олдан?ан. Биотехнология деп – тірі организмдерді ж?не биологиялы? ж?йелер мен процестерді адам баласыны? ма?сатына сай ?ндірісте ?олдануды т?сіндірді.
«Биотехнология» термині XX ?асырды? 70-жылдары ке?інен тарал?анымен, микроорганизмдерді пайдалану негізінде нан пісіру, ірімшік жасау, сыра ашытуда ежелден белгілі бол?ан.
Эффективтілігі жо?ары микроорганизм-продуценттерін пайдаланып, биопрепараттарды алу ?шін ген, жасуша ж?не а?уыз инженерлік ?дісті ?олдану.
Микроорганизмдерді арзан ж?не о?ай табылатын (?ндірістерді? ?алды?тары) ауылшаруашылы? ?алды?тарында ?сіруге болады. Биологиялы? синтездеу ?дісімен алын?ан ?німдер азы?ты? а?уыз, амин?ыш?ылы, фермент ж?не т.б. ?німдер. Ауылшаруашылы?, тама?, медицина, же?іл ж?не химия ?нерк?сібінде, ?ара ж?не т?сті металлургияда, машина жасауда ж?не к?птеген халы? шаруашылы?ыны? бас?а да салаларында биотехнология ?німдерін т?тыну жыл сайын ?ар?ындап ?суде.
Микроорганизмдер таби?атта болып жат?ан к?птеген ?згерістерге тікелей байланысты. Оларды? белсенді ?рекетіні? ?серінен к?рделі органикалы? ?осылыстар?а бай ?алды?тар?а айналады, ?айтадан таби?атта?ы заттарды? айналымына енеді.Топыра?ты азотпен байытуда, онда?ы азот сі?іруші микроорганизмдерді? ат?аратын ?ызметі зор. Себебі атмосферада?ы азотты? топыра??а оралуы, тек осы микроорганизмдерді? тіршілігіне байланысты. Ауылшаруашылы?ыны? шешуші салаларыны? бірі – мал шаруашылы?ына микроорганизмдер жиі ?олданылады.
Мал азы?ына ?ажетті а?уызды, жемш?пті, демек с?рлемді дайындауда толы?ымен микроорганизмдерді? ?рекетіне байланысты орындалады. К?птеген микроорганизмдер ертеден тама? ?нерк?сібінде ?олданылады. Мысалы: ашыт?ыны? к?мегімен спиртті?, шарапты? бірнеше т?рлерін, сыраны?, нан ашыт?ысын жасайды. С?т ?ыш?ылы бактериялары айран, с?збе, ?айма?, т?рлі ірімшіктер жасауда, к?к?ніс ашытуда пайдаланылады. Т?рлі ферменттер, антибиотиктер, амин?ыш?ылдарын, витаминдерді ?ндіруде де микроорганизмдер жо?ары ?ызмет ат?арады. Со??ы жылдары микроорганизмдер ?азба байлы?тарды іздестіруде геология саласында да ке?інен ?олданылуда.
?ндірісте микроорганизмдерді культивирлеуді? бір?атар арты?шылы?ы бар. Микроорганизмдерді? к?мегімен ?ндірістік масштабта антибиотик, а?уыз, витамин, фермент ж?не та?ы бас?а да биологиялы? активтік заттар алынады. Биологиялы? синтездеу ?дісімен химиялы? синтездеу ?дісімен ала алма?ан к?рделі ж?не ?ымбат ба?алы ?німдерді алу?а болады. Жа?а ж?з жылды?та ?ылыми жа?алы?тарды? жа?аруыны? ар?асында биотехнология ?ар?ынды дамуда.
?азір ?алымдарымыз б?кіл микробтарды? 10-15c/o аны?тады. Ал ?ал?андарын тауып, оларды? пайдалы жа?тарын адам баласыны? игілігіне ке?інен ?олдануды ?арастыруда, биотехнология ?ылымыны? б?гінгі к?нгі алдына ?ой?ан ма?саты болып ?ал?ан микробтарды? зиянды т?рлерімен тиімді к?ресу.
Микроорганизмдерді ?олданатын ?ндірістер микробиологиялы? ?німдермен ?атар, микробиологиялы? емес ?німдерді де шы?арады. Микробиологиялы? ?німдерді шы?аруда микробиологиялы? синтезді? н?тижесінде ?ндірісті? дайын ?німі алынады, ал микробиологиялы? емес ?німдерді шы?аруда, микробиологиялы? процестерді жануарлардан немесе ?сімдіктерден алынатын ?німдерді дайындауда ?олданады.
?ндірістік ма?ызы зор микробиологиялы? синтез ?дісіні? ?німдерін басты 3 категория?а б?леді:
1) микробты? жасушалар;
2) ?лкен молекулалы заттар — ферменттер, вакцинаны? ??рамды? б?лшектері;
3) кіші молекулалы заттар екі топ?а б?лінеді;
а) біріншілік метоболиттер (?суге ?ажет компоненттер);
в) екіншілік метоболиттер (?суге ?ажет емес компоненттер).
1. Ауылшаруашылы?ынан алынатын шикізаттарды ?айта ??деуде ?олданатын ?ндірістері болып тама? ж?не ашыту ?ндірістері саналады.
2. Негізгі технологиялы? сатысы микроорганизмдерді культивирлеу болып табылатын ?ндірістер. Осы?ан байланысты оларды микробиологиялы? ?нерк?сіпке жат?ызылады.
3. Биотехнологиялы? белгілері бойынша олар екі топ?а б?лінеді:
а) Органикалы? ?ыш?ылдар, спирттер, микробты? биомассаны ?ндіретін к?п тонналы ?ндірістер, оларды? ерекшеліктері, ?оректік орталарды ?ант, спирт, м?най к?мірсутектегі сия?ты компоненттеріні? концентрациясы к?птеген микроорганизмдерді? ?суін ?иындататын т?птік (я?ни суспензиялы?) ?сіруді пайдалану кей жа?дайларда аэрацияны ?ажет етпейтін анаэробты жа?дайды пайдалану сия?ты ж?не та?ы бас?алар;
б) Микробиологиялы? синтезді? аз тонналы ?ндірістері. Б?л ?ндірістерде бактериялы? препараттар ж?не физиологиялы? активтілігі жо?ары, ??рылысы к?рделі заттар (витаминдер, ферменттер) алынады, т?птік ?сіру ?дісі сенімді залалсыздандыруды ж?не герметизацияны пайдаланады.
Дайын ?німді б?ліп алуда ж?не оны тазартуда бір?атар к?рделі операцияларды ?амтиды. Технологиялы? процестерді жа?сы ж?ргізуді? негізгі шарты болып ?німділігі жо?ары ?нерк?сіптік штамм-продуцентті та?дау немесе б?ліп алу болып табылады.
Екінші ма?ызды шарты – биомассаны? немесе дайын ?німні? максималды жиналуын ?амтамасыз ететін ?оректік орталарды та?дау. ?оректік орталарды? арзан ж?не о?ай табылатын шикізат бол?аны д?рыс. Со??ы кездерде жасуша культураларына арнал?ан казеин, ашыт?ы, ет ж?не гидролизаттан жасал?ан ?оректік орталарды? т?рлері шы?арыла бастады.Мол м?лшерде активтілігі жо?ары микроорганизмні? штамм-продуцентін ферментерлерде (ферментер, культиватор) ?сіреді.
Жануарларды? жасушасыны? культурасын алу?а арнал?ан ферментерлерді? к?лемі ?зірше 3 метр кубтен аспайды.
Кейде ферментерлерде с?йы? суспензиялы ортада т?птік культивирлеуден бас?а, ?атты ?оректік ортада беттік культивирлеу ?дісі (бактериялар, са?ырау??ла?та) немесе с?йы? моно?абатта (жануарлар жасушасын) культивирлеу ?дісі ?олданылады.
П?н аралы? биотехнологияны? таби?аты
А?ылды Соломан мырза айт?андай «Затты? т?рін бір с?збен т?сіндіреміз». Биотехнология термині гректі? «биос» ж?не «техне» деген с?зінен алын?ан. Биос — тіршілік. Техне — бір н?рсені ?олмен жасау, жіппен то?у деген сия?ты ма?ынаны т?сіндіреді. Демек, биотехнология – б?л тірі организмдерді ж?не биологиялы? процестерді ?ндірісте ?олданып, ?рт?рлі ?німдерді б?ліп алу?а арнал?ан, тірі организмдерді? к?мегімен ж?ретін ?ндіріс болып табылады.
Биотехнология – б?л микроорганизмдерді? тіршілік ету ?абілетін, жасуша мен ?лпаны? культураларын ж?не оны? б?лшектерін ?ндірісте ?олдану ма?сатыны? жетістігі ж?не биохимия, микробиология ж?не инженерлік ?ылымдарды ?олдануды интегрирлеу.
Биотехнология аума?ы — микробтар (са?ырау??ла?тар, бактериялар, вирустар, ?арапайымдар) немесе бас?а организмдерді? жасушасын (?сімдік, жануар), арнайы ?олданатын биологиялы? активтік заттар (иммобилизденген ферменттер, катализдеуші синтез немесе ыдырату) болып табылады.
Биотехнологияны? типтік ?дісі — негізгі жа?дайларда ?сімдіктерді? жасушасын, жануарларды? ?лпасын ?сіру, биоаума?ты ірі масштабта т?птік ?здіксіз, периодты режимде культивирлеу болып саналады.
|
Биотехнологияны ?олданатын аума?ы ж?не оны? де?гейі, м?ні мен ма?саты
Биотехнологияны? м?ні мен ма?саты:
— к?рделі молекулаларды? к?здеген ?згерісі ?шін клетканы немесе оларды? ?арастыр?ан б?лшектерін алу;
— культивирленетін организмге ауысуда бас?а реакцияда бай?алатын
дайын ?німні? жиналуына клетканы? алмасу жолын активтендіру ж?не ?олдау;
— клеткалы? ж?не ген инженериялы? ?діспен ?згерген т??ым ?уалайтын организмні? таби?и т?рін культивирлеуде, дайын ?німні? максималды шы?ымына жеткізу ма?сатында, биотехнологиялы? процесті аппаратуралы? ??деуді оптимизациялау ж?не жа?арту;
Биотехнология сатысы немесе де?гейі
К?птеген биотехнологиялы? ?ндірістерде ?азіргі кезге дейін с?йкес келетін микроорганизмдерді? жасушасын ?олдану негізделген ж?не к?птеген осындай ?ндірістер ж?мыс жасауда. Демек, б?л биотехнологиялы? процесті? жасушалы? де?гейі деп аталады. М?ндай жолмен бастап?ы жасушаны? гибридтік т??ым ?уалауымен потенциальды активтілігін жо?арылатуды іске асыру?а болады.
Ген инженерия ?лкен м?мкіндіктерді ашуда. Б?л молекулярлы? де?гей 1972 (А?Ш-та) Бергта бірінші ДНК рекомбинатын ??рды.
Биотехнологияны ?олданатын аума?ы:
— энергия к?зі (к?н с?улесі – энергия биомассасы)
— тама?, шырындар (шарап, спирт, с?т ?ыш?ылды ?німдер, консервілеу ж?не т.б.)
— химиялы? жолмен ??деу ж?не ?німді тазарту;
— химиялы? т?рмысты? ?німдер (желім, бояу, талшы?, пигмент ж?не т.б.);
— химиялы? ?ндірістерге арнал?ан к?міртегін ??райтын шикізат;
— биосинтез процесі ж?не деградация;
— ?орша?ан ортаны? жа?дайын ба?ылау;
— денсаулы? са?тау (интерферон ?ндірісі, моноклональды антидене, датчиктер ж?не т.б.);
— аналитикалы? химия?а арнал?ан аспаптар;
— минералды шикізатты ??деу ж?не оларды б?ліп алу ж?не т.б.
?олданатын сфералары ж?не болаша?та ма?саты
Биотехнологияны ?олданатын аума?тар ?те ?рт?рлі, ол к?птеген ?ылымдарды ?амтиды, сонды?тан ?азіргі уа?ытта биотехнологияны келесі т?рлерге ажырату ?абылдан?ан.
Тама? биотехнологиясы
Микроорганизмдерді? тіршілік ету ?абілетін ж?не ертеден белгілі д?ст?рлі ?дісті сыра ашытуда, с?т ?ыш?ылды ?німдерді ж?не ашыт?ы алуда ?олдан?ан.
?ылымны? дамуына байланысты екі ба?ытта жа?арды:
— биореакторда?ы ?сімдіктерді? ж?не жануарларды? клеткасынан, микроорганизмдер ?ндірісіні? шы?ымы, ауылшаруашылы?ыны? ?ндірісіне ?ара?анда шы?ымы жо?ары.
— биотехнологиялы? процестерді? ?німділігіні? жо?арылауы ген инженерия ?дісін ?олдануды? ар?асында.
1 кесте — Биоконверсия шикізатыны? эффективтілігі
Организм | Бастап?ы ?нім | ?німділігі, г |
Сиыр | 1 кг. азы?ты? | 68г.сиыр еті |
Шош?а | 1 кг. азы?ты? | 200г.шош?а |
Тауы? | 1кг. азы?ты? | 240 г.тауы? еті |
Fusarium graminearum | 1кг.к?мірсу+неорганикалы? Азот + О2 | 1080 жасушалы? массалары |
Медициналы? биотехнология
Ген инженериясыны? жетістігіні? ар?асында медициналы? биотехнология дами бастады, мысалы генді клондау жолымен гармонны? ?суі ж?не интерферон, инсулин алу терапияда ке?інен ?олданылады ж?не ?рт?рлі ферменттер диагностикасында. Болаша?та биоэлектрохимияны? жетістігінде ?олданатын болады, мысалы, глюкоза ??рамын аны?таушы, ?анны? жеке компоненттерін аны?таушы арнайы датчиктерді ??райды.
Ауылшаруашылы? биотехнологиясы
?азіргі жа?дайда ауыл шаруашылы? биотехнологиясын ?олдану ?р т?рлі:
— биотехнологиялы? ?нім алу ?шін шикізат ретінде ауылшаруашылы?ыны? ?алды?ын ж?не ?німін ?олдану: спирт, шарап,сыра, энергия. Б?л ба?ытты? дамуы ?шін ?рт?рлі субстратты? ыдырау кинетикасын ж?не процестегі микроорганизмдерді? р?лін м??ият о?ып зерттеу керек;
— ветеринарияда вакцина мен ?анны? сары суын алу ?шін биотехнологияны ?олдану;
— мал азы?ын алу: (АВК) азы?ты? витамин концентратын, ашыт?ы массасы;
— ауылшаруашылы? культурасыны? ?німділігі мен сапасын жа?сартуды? жа?а ?дісі;
— д?ст?рлі ты?айт?ышты? орнына азотты биологиялы? фиксациялау ?дісін ?олдану;
— пестицидті? орнына биологиялы? ба?ылау ?дісін ?олдану.
Болаша?та ауылшаруашылы? биотехнологиясы — б?л гендік инженерияны ?олдануды? барысында ?сімдікті? ?асиетін жа?сарту.
?ндірістік биотехнология
Энергетика: к?н биомасса энергия. Болаша?та биоотын элементі ??рылатын болады, мысалы, ашу кезінде пайда болатын сутегі, сутекті-оттекті элементінде ?олданылады.Биомассада к?н с?улесі жары?ыны? конверсиясыны? эффективтілігін жо?арылату ?ажет ( б?л 1-2% болады). Сонымен ?атар фотосинтездеуші микроорганизммен (к?к-жасыл балдырлар) Н2О ыдырату ар?ылы Н2 алу?а болады. М?най алу ?ндірісінде БАЗ немесе полимерлер т?різді микроорганизмдерді ?олдануды? болаша?ы зор.
Химиялы? ?осылыстар:
— Биохимиялы? ?діс, оларды алуда арты?шылы?ы бар: арнайылы?ы, ба?ылауды? о?ай болуы, температураны? т?мен болуы, экологиялы? таза болуы, ?арапайымдылы?ы. Спирт, метан, ?ыш?ылдар, ацетон, амин?ыш?ылдары, ферменттер, антибиотиктер ж?не т.б. алу?а болады. Біра? ?зірше синтездеуді? д?ст?рлі ?дісі басым болып асып т?седі. Болаша?та пластмасса, эмульгаторлар ?ндірісі жоспарлануда.
Материалдар:
— ?ндірістік шикізат алуды дамытуда биотехнология іс-?рекет жасайды, мысалы м?найды;
— к?птеген материалдар ?ндірісі ?шін микроорганизмдерді ?олданады, мысалы пластмасс;
— микроорганизммен б?лінуден ?рт?рлі заттарды ?ор?ау ?дісі жасалуда;
— руданы микробиологиялы? сілтілеу.
Экологиялы? биотехнология
— Ертеден белгілі ?алды?ты ??деуде ж?не а?ын суды тазартуда
микробиологиялы? ?діс ке?інен ?олданылуда.Катаболиттік ?діспен жасанды ??рыл?ан немесе ертеректен белгілі микроорганизмді ?олдану — болаша?ы.
— ?орша?ан ортаны ба?ылау ж?не мониторингке арнал?ан биодатчиктер.
2 кесте — Биотехнологияны? экономикалы? ж?не коммерциялы? аспектісі.
Жа?а биотехнологияны? ?рт?рлі ?німіні? 2005 жыл?ы д?ниеж?зілік б?секе таласта?ы с?ранысына ба?а
«Жа?а» биотехнология ?німдері | С?раныс ба?асы |
Химиялы? заттар | |
Энергия | |
Азы?ты? ?німі | |
Медицина | |
?рт?рлі (ке?ді сілтілеу, пластмассаны, ?орша?ан ортаны ба?ылау ж?не т.б.) | |
?орытынды |
Ол ашыт?ы ?ндірісіне ?ара?анда 6 есеге жо?ары.
Микробиологияны? химиялы? технологиямен байланысы биотехнологиялы? ?ндіріске енгізілуі ауыр индустриядан жо?ар?ы технология?а ауыс?анда н?тиже берді. Биотехнологияны? практика?а енуі ж?йедегі ?атынасты ?згертеді: адам-?ндіріс-таби?ат, е?бек ?німділігін жо?арылатады. Биотехнология процестеріні? ке? к?лемде ?олданылуы, ?ндірістік ж?не ауылшаруашылы? ?ндірісіні? бір-біріне ?штасуына м?мкіндік береді, азы?-т?лік ж?не т.б. ауылшаруашылы? ?німдері индрустриялы? жа?дайда ?ндіріледі.
?азіргі кезде биотехнологияны? жетістіктері келесі салаларда ?олданылуда:
— ?ндірісте (химиялы?, м?най, фармацевтика, азы?ты?);
Биотехнологияны? – сала мен п?н аралы? оны? дамуы бас?а п?ндермен, салалармен жа?алы? ашпай дамуы м?мкін емес. Молекулярлы? биология ж?не генетиканы? ?азіргі дамуы, химия?а ж?не физика?а с?йенуі, тірі организмдерді? потенциалын адам баласыны? т?рмысты? тіршілігіне пайдалану?а м?мкіндік береді (демек олар жасушалы? ж?не молекулярлы? сатыда тіршілік ету жа?дайын жасайды). Жасушалы? ж?не гендік инженерия жа?а микроорганизмні? продуцент-штамдарын алу?а м?мкіндік береді.
Биотехнологияны? негізгі аума?ы
Биотехнологияны? негізгі аума?ы болып микроб жасушасы саналады. Жасушаны? ??рылысы бойынша, олар генетикалы? аппаратта прокариот ж?не эукариот болып б?лінеді.
Микроорганизмдерді? басым к?пшілігін бір клеткалы, олар ?те ?са?, жай к?зге к?рінбейтін тірі организмдер. Оларды? клеткалары миллиметрді? мы?нан бір б?лігімен ?лшенеді. Микроорганизмдер бір ортада топталып тіршілік етсе, онда колониялар т?зеді (2 сурет).
2 сурет — Колонияларды? формасы
Кейде осы колонияларды? пішініне, сырт?ы т?ріне, т?сіне ?арап, ол микроорганизмдерді? ?ай топ?а жататынын аны?тау?а болады.
Микроорганизмдерді? басым к?пшілігін бір клеткалы организмдер деп атады?. Біра? оларды? ішінде, м?селен зе? са?ырау??ла?тap, жіпше бактериялар к?п клеткалылар болып саналады.
Микробтар клеткасы сырт?ы ортадан ?абы?ы, ал кейбір топтары цитоплазмалы? мембрана ар?ылы ажырайды. ??рылысы жа?ынан ал?анда негізінен айырмашылы?ы бар екі типті ажырату?а болады. Б?л эукариот ж?не прокариот клеткалар.
На?ыз ядролы микроорганизмдерді эукариоттар, ал ?арапайым ядро аппараты барларды прокариоттap деп атайды.
Эукариоттар?а са?ырау??ла?тар, балдырлар ж?не ?арапайымдар жатады. Прокариоттар?а бактериялар ж?не к?к-жасыл балдырлар жатады.
Эукариот клеткаларында ядро сыртын ?оршап т?р?ан цитоплазмадан кішкене са?ылаулары бар екі ?абатты ядро мембранасымен ?аптал?ан. Ядрода 1 — 2 ядрошы? болады. М?нда рибосомды? рибонуклеин ?ыш?ылы ж?не т??ым ?уалаушылы?ты? негізі орналас?ан хромосомдар синтезделеді. Хромосомдар митоз ж?не мейоз сия?ты аса к?рделі процестер кезінде б?лінеді.
Прокариоттар клеткасыны? к?рылысы эукариоттар?а ?ара?анда ?арапайым. Оларда ядро мен цитоплазманы? арасында аны? шекара бай?алмайды, ядро мембранасы жо?. Дезоксирибонуклеин ?ыш?ылы б?л клеткаларда белокпен байланыспа?ан, эукариоттарды? хромосомдары сия?ты структуралар м?нда жо?. Сонды?тан б?л клеткаларда митоз бен мейоз процестері болмайды ж?не б?ларда митохондриялар мен хлоропластар да жо?.
Бактерияларсырт?ы пішініне ?арай ?ш топ?а б?лінеді. Олар шар т?різділер, тая?ша т?різділер ж?не ирек формалар.
Шар т?різділерді коккалар деп атайды. Коккаларды ?зара орналасуына ?арай бірнеше топ?а б?леді.Олар екі-екіден орналасса — диплококкалар деп атайды, клеткалар ?зара тіркесе монша? т?різді орналасса стрептококкалар, сегіз-сегізден текшелене орналас?андарын сарциналар деп, сондай-а? клеткалары ж?зім жемісіні? орналас?аны сия?ты шо?-шо? болып келетіндерін ста-филакоккалар деп атайды. Тая?ша т?різді формалар ?зынды?ына, диаметріне, клеткалар ?шыны? пішініне, спораларды? т?зілуіне карай бірнеше топтар?а б?лінеді. Спора т?зетіндерін — бациллалар, ал т?збейтіндерін бактериялар деп атайды. Тая?ша т?різді бактерияларды да клеткаларыны? орналасу т?ртібіне ?арай бірнеше топтар?а б?леді.
Диплобациллалар ж?не диплобактериялар екі-екіден ?оса?тала орналас?ан тая?ша бактериялар. Стрептобактериялар — клеткалары монша? т?різді орналас?ан тая?ша бактериялар. Кейде пішіні шар т?різді ?ыс?а, ж?мыр тая?ша т?різді бактерияларды да кездестіруге болады. Оларды коккобактериялар деп атайды. Ал спора т?зетін тізбектеле орналас?ан бактериялар страптобациаллдар деп аталады.
Иректеле орналас?ан бактерияларды? ішінде ?зыны мен ?ыс?асы ?ана емес, онда?ы ирек санына ?арай да ажырату?а болатын ?кілдері кездеседі. Ирек бактериялар?а вибриондар мен спириллалар жатады.
Вибриондар ?тір сия?ты кішкене ирегі бар клеткалар, ал спириллалар бірнеше ирегі бар тая?ша бактериялар. Спираль т?різділерге спирохеталар жатады.
Сонымен ?атар бактериялар?а жіпше т?різді к?п клеткалы организмдерді де жат?ызады. ?зіні? даму циклы ж?не ??рылысы жа?ынан к?рделілеу ж?не бактериялардан айырмашылы?ы бар, шырыш бактериялар, миксобактериялар да осы бактериялар тобына жатады.
Бактерияларды? ?ш тобыны? ішінен клетка пішінінде т?ра?тысы коккалар, ал тая?ша т?різді бактериялар ?згергіш келеді.
Таби?аттан микроорганизмдерді? ?те ?са? формалары табылды. Оларды ультрамикробтар деп атайды. Б?л топ?а бактериофагтар, я?ни с?згіленуші вирустар жатады.
?антты ?оректік орта?а ?скенде бактериялар колониялар т?зеді. Колонияда бірнеше миллион клетка бар. Колонияларды? т?сі ?р т?рлі, кейбіреулері шырыш немесе ?оймалжы?, ал кейде белгілі бір т?ске боял?ан болады.
Бактерия клеткасыны? ?р т?рлі бояуларды сі?іріп, боялуыны? ?зі де осы клетка ?абы?шасына байланысты. Сонда боял?ан клеткаларды. Грам о? ал боялма?андарын Грам-теріс деп атайды. Б?л 1884 жылы Дания о?ымыстысы Грам ?сын?ан т?сіл.
Клетка ?абы?шасына іргелес цитоплазмалы? мембрана орналас?ан. Ол липидтерді? екі ?абатынан т?рады. Б?л ?абатты? беттері ерекше белокпен ?аптал?ан. Мембрананы? ойысуынан барып мезосома деп аталатын ерекше дене т?зіледі. Цитоплазмалы? мембрана мен лизосомада клетканы? ??р?а? заты мен ферменттер орналасады. Бактерия клеткаларыны? ?абы?шасы полисахаридтер мен май тектес — липоиттардан т?рады. Кейбір бактериялар ?абы?шасында хитин деп аталатын азотты зат кездеседі.
Кейбір бактериялар клеткасында к?кірт те болады. Бактерия цитоплазмасында жо?ары сатыда?ы ?сімдіктер клеткаларында кездесетін амин?ыш?ылдарыны? барлы?ы дерлік бар. Осымен ?атар онда рибонуклеин (РН?) ж?не дезоксирибонуклеин (ДН?) ?ыш?ылдары болады. Рибонуклеин ?ыш?ылы цитоплазмада?ы митохондрийде орналасады. Цитоплазманы? е? ма?ызды ?асиеті, онда белок синтезі ж?реді. Б?л негізінен амин?ыш?ылдары мен фосфор ?ыш?ылыны? ?атысуымен рибосомаларда ж?реді. Ал мезосомаларда заттарды? тоты?уына ?ажетті энергия?а бай аденозин — ?шфосфор ?ыш?ылыны? (АТФ) синтезі ж?реді.
Цитоплазма — ??рамы ?не-бойы ?згеріп, жа?арып отыратын тірі материя. М?нда тірі организмге т?н ассимиляция ж?не диссимиляция ??былыстары ж?ріп жатады. Цитоплазма ?орша?ан орта жа?дайларыны? ?згеруіне ?те сезімтал келеді.?ыш?ылдар, сілтілер ж?не улы заттар о?ан ?атты зиянын тигізеді.
Фотосинтездеуші бактерияларды? цитоплазмасында тилакоид деген зат бар. ?ыш?ыл к?кірт бактерияларында олар клетка массасыны? 40-50% алып жатады. Тилакоидтар негізінен белоктар мен липидтерден т?рады. Онда хлорофилдер мен каротиноидтар сия?ты фотосинтезге ?ажетті пигменттер кездеседі.
Бактериялар ?детте жыныссыз, жай б?ліну ар?ылы к?бейеді. ?р клеткадан екі клетка, одан ?рі оларды? ?р?айсысы та?ы екі клетка?а, с?йтіп б?ліне береді. Б?л процесте алдымен нуклеотид б?лінсе, д?л осы кезде клетка ортасында цитоплазмалы? мембрананы? екі ?абатынан т?ратын ?ал?анша пайда болады. К?птеген бактериялар, ашыт?ылар, са?ырау??ла?тар, ?арапайымдар ж?не бас?а да организмдер б?лініп к?бейеді. Міне микроорганизмдер осылай к?бейіп, ?скенде микробтар колониясы пайда болады. Осымен ?атар тая?ша бактериялар б?лінгенде те? екі клетка пайда болса, оны изоморфты, ал бір клетка ?лкен, екіншісі кішкене болса, гетероморфты б?ліну деп атайды. Б?лінуді? со??ы т?рі ?скен бактерияларда бай?алады.
Микроорганизмдер ?те тез шапша?ды?пен к?бейеді. Б?л ?шін ортада ?оректік заттарды? жеткілікті болуы, жылу, орта реакциясы ?олайлы болып, аэробты бактериялар ?шін оттегі мол болса, ?рбір клетканы? к?беюі 20-30 минут сайын ?айталанып отырады.
Бактерияларды? к?беюіні? бірнеше фазалары.
Лаг – фаза – к?бею процесі аздап тежеледі. М?нда жа?адан жасал?ан ?оректік орта?а жіберілген бактериялар к?беймейді, ?айта бейімделеді. Б?л фаза 1-2 са?ат?а созылады. Фаза ая?талар кезде клеткалар к?бейе бастайды. ?оректік ортаны пайдалану ?уатты т?рде ж?реді.
Даму фазасы – к?беюді? е? активті фазасы. Онда бактериялар ?ар?ынды дамиды, ?су шапша?ды?ы да арта т?седі. Б?л 2 са?аттай уа?ыт?а созылады. Кейбір клеткалар тіршілігі тежеле бастайды.
Стационарлы? фазада – жа?адан пайда бол?ан клеткалар мен ?ырыл?ан клеткалар саны те?еледі. Сонды?тан тірі клеткалар саны біраз уа?ыт т?ра?ты болып ?ала береді. К?бею кезінде т?зілген ?німдер микробтар тіршілігіне зиян келтіре бастайды. Б?л фаза бірнеше са?аттан бірнеше к?нге дейін созылады.
?ырылу фазасында – пайда бол?ан клеткалар санынан ?лген клеткалар саны басым болады. ?оректік ортаны? физикалы?-химиялы? ?асиеті м?лде ?згеріп, бактериялар тіршілігіне зиянды к?йге к?шеді. Клеткаларды? ?ырылу жылдамды?ы арта т?седі. Б?л фазаны? ?за?ты?ы т?рлі микроорганизмдер ?шін т?рліше болады.
Микроорганизмдер классификациясы
Микроорганизмдер к?не заманнан бері тіршілік етіп келе жат?ан жер бетіндегі тірі организмдер ?кілі болып саналады. Микроорганизмдер эволюциясы (дамуы) мен шы?у тегі ?те к?рделі.
Микробиологияда «штамм» ж?не «клон» деген терминдерді жиі ?олданады. Штамм деген т?рге ?ара?анда біржа?ты т?сінік. ?детте штамм деген ?р т?рлі (топыра?, су, организм ж?не т.б.) немесе бір т?рлі таби?и ортадан б?лініп алын?ан, бір т?рге жататын микроорганизмдерді? ?рт?рлі культураларын айтады. Бір т?рге жататын штамдарды? ?асиеттері жа?ынан жа?ынды?ы немесе кейбір жеке ?асиеттері жа?ынан айырмашылы?ы болады. Соны? ?зінде ?рт?рлі штамдарды? ?асиеттері т?р ?асиеттеріні? шегінен шы?пауы тиіс.
Клон дегеніміз бір клеткадан алын?ан культура. Бір т?рді? особтарынан т?ратын микроорганизмдер жиынты?ын таза культура деп атайды.
Вирустар. Вирустарды ал?аш рет темекі те?білін зерттеген орыс ?алымы Д. И. Ивановский аш?ан болатын. Ол ?сімдікте кездесетін вирустарды? ауру ?оздыратын бактериялар ?те алмайтын с?згіден ?тіп кететінін д?лелдеді. Вируспен ауыр?ан темекі жапыра?ын ?нта?тап езіп, оны? шырынын с?згіден ?ткізген. Содан со? осы с?зіндіні сау темекіге енгізгенде оны? ауру?а шалды?атынын д?лелдеді.
?азіргі кезде адам, жануарлар мен ?сімдіктерде ж??палы ауруларды ?оздыр?ыштарды? 600-ден астам вирустары табылды.
Вирустарда ядро, цитоплазма, клетка ?абы?шасы ?зара жекеленбеген. Оларды? шамасы 10 – 350 мкм жетеді.
Вирустарды? ерекше ?асиеттеріні? бірі – оларды? лабораторияда жасал?ан жасанды ?оректік ортада ?спеуі. Олар тек тірі клеткада ?ана тіршілік етеді.
Вирустарды? б?лшегі – вибриондар нуклеин ?ыш?ылдары мен белоктан т?рады. ДН? (дезоксирибонуклеин ?ыш?ылы) немесе РН?-дан (рибонуклеин ?ыш?ылы) т?ратын спираль т?різді ж?не ол капсид деп аталатын белок молекулаларымен ?оршал?ан. Капсидтерді? ?зі кейде белокты? бір немесе бірнеше молекуласынан ??рал?ан – капсомерлер деп аталады. Сонда капсид пен нуклеин ?ыш?ылы (ДН? немесе РН?) ?осылып нуклеокапсид деп аталады.
Бактерияларды? к?птеген вирустарыны? (фагтар) ??рылысы к?рделі. Оларды? басы ж?не цилиндр т?різді ??йры?шасы болады. Бактериялар мен актиномицеттерді? вирустарын тиісінше бактериофагтар ж?не ак-тинофагтар деп атайды.
Вирустар топыра?та к?беймейді, біра? ?за? уа?ыт са?талуы м?мкін. Адам мен жануарларды? біраз вирустарын топыра??а т?ккенні? ?зінде бірнеше айлар бойы ?зіні? ауру ?оздыр?ышты? ?асиетін жоймай са?талады.
Бактерияларды за?ымдайтын вирустар, я?ни фагтар ?оректік ортада себілген бактерияларды ?ыратыны соншалы?, тіпті, м?лдір, я?ни ?ырыл?ан айма?тарды аны? к?руге болады. Сонда фагтарда бактерияларды ерітіп жіберетін ?асиет болады екен. Ал актив емес фагтарды? сол бактерия клеткасында бірнеше жылдар бойына за?ымдалмай жата беретіні аны?талды. Сонда ?р фаг бактерияны? тек жеке т?рін ?ана за?ымдайды екен. ?азір микроорганизмдерді? к?птеген т?рлерін за?ымдайтын фагтар белгілі болды.
Вирустар тіршілік жа?дайына тез бейімделіп, ?згеріп отырады. Міне, осы ?асиетін ескере отырып, олардан ?азіргі кезде аса тиімді шипалы? ?асиеті бар вакциналар жасау?а болады.Т?менгі температурада вирустар
тіршілігін жоймайды. Ал температурасы 90 0 С ысты??а к?терілгенде олар тез арада ?ырылып ?алады. Вирустарды ??р?ат?анда ?за? уа?ыт тіршілігін жоймайды. Ал ультрак?лгін с?улеге олар т?зімсіз. Бір?атар химиялы? заттар: этил, метил спирттері, эфир ж?не хлороформ вирустарды ?ырып жібереді.
?арапайымдылар – бір клеткалы организмдер. Оларды? шамасы, пішіні ?р ?илы, ?зіндік даму циклдары болады. ?азіргі кезде ?арапайымдыларды? 15000 т?рі белгілі. Оларды? басым к?пшілігі паразиттік тіршілік етеді, адам мен жануарлар?а зиянды, ж??палы ауруларды ?оздырады.
Олардын, пішіні ?р т?рлі. Біреулері шар т?різді, бас?алары – ?зынша, сопа?ша келеді. Ал кейбіреулеріні? пішіні тіпті т?ра?ты болмайды.
Жалпы оларда ядро саны біреу. Біра? бірнеше ядросы бар ?арапайымдылар да кездеседі. Ядроны? ?зі шар т?різді, сопа?ша, жалпа? лента т?різді болып келеді.?арапайымдыларды? ?абы?ы ?атты кутикула, я?ни м?йізденген заттан т?рады. Ол ?рі ?ор?аныс міндетін ат?арады.
Барлы? ?арапайымдыларда кірпікше, жіпше ж?не жал?ан ая?шалар болады. Оларды? к?мегімен ?арапайымдылар біршама жа?сы ?оз?алады.
?арапайымдылар жай б?ліну ар?ылы к?бейеді. Сонымен бірге оларда жынысты? жолмен к?бею де бай?алады. ?олайсыз жа?дай ту?анда ?арапайымдылар бактерияларды? споралары сия?ты циста деп аталатын дене т?зеді. Циста ?оректенбейді, ?имылдамайды, тынышты? к?йде жатады. Ол к?бінесе топыра?та, суда жиі кездеседі.Топыра?та?ы ?арапайымдылар саны т?рліше. ?арапайымдылар аэробты организмдер. Сонды?тан олар топыра?ты? беткі ?абатында тіршілік етеді. Олар топыра? реакциясына сезімтал.
?арапайымдыларды? біразы автотрофты организмдер, я?ни олар к?мір ?ыш?ыл газын ж?не минерал т?здарды тікелей сі?іре алады. Сонымен ?атар оларды? белокты к?мірсуды, майды ж?не клетчатканы ыдырататын ?абілеттері де бар. Оларды? кейбір топтары к?йіс ?айыратын жануарларды? ?арнында тіршілік етеді.
?арапайымдыларды? пайдалы жа?тарыны? бірі – олар топыра??а т?скен т?рлі ауру ?оздыр?ыш микробтарды ??ртып, топыра?ты? тазаруына зор к?мегін тигізеді.
Микроскопты? са?ырау??ла?тар. Б?л микроорганизмдерді? ішіндегі е? ?лкен тобы са?ырау??ла?тар класына жатады, клеткасында хлорофилі болмайды. Олар т?менгі сатыда?ы ?сімдіктерге жатады, дайын органикалы? заттармен ?оректенеді, хемоорганотрофты, аэробты организмдер. ?оректік заттар бетінде колонния т?зіп орналасады. Бактериялардан айырмашылы?ы – оларды? ??рылысы к?рделілеу ж?не к?бею т?сілі жетілген. Таби?атта ке? тара?ан. К?птеген са?ырау??ла?тарды, ?нерк?сіпте т?рлі антибиотиктерді, ферменттерді, витаминдерді, бір?атар органикалы? ?ыш?ылдарды алуда ж?не сырды? ерекше т?рлерін (рокфер, тіске басар сыр) дайындауда ке?інен ?олданылады.
Кейбір са?ырау??ла?тар ?сімдіктерде, адамда ж?не жануарларда ауру ?оздырады. К?птеген са?ырау??ла?тарды? денесі бір-бірімен шатаса орналас?ан жі?ішке жіпшелерден т?рады. Оны мицелий деп атайды. К?птеген са?ырау??ла?тарды? мицелийі буын-буыннан т?рады, б?йір б?та?шалары болады.
Т?менгі сатыда?ы са?ырау??ла?тарда мицелийді? ?зі б?лек-б?лек клетка?а б?лінбеген, бір клеткадан ?ана т?рады. М?ндай са?ырау??ла?тарды? фикомицеттер, ал мицелийі клетка?а б?лінгендерін микомицеттер деп атайды. Клетка ?абыр?асыны? 80-90 % азотты ж?не азотсыз полисахаридтерден т?рады. Са?ырау??ла?тарды? клетка сыртында ?абы?ы, ішінде цитоплазмасы, бір немесе бірнеше ядросы бар. Цитоплазмада гликоген, волютин сия?ты заттардан бас?а, белок синтезіні? мекені – РН?-дан т?ратын рибосома т?йіршіктері орналасады. Осымен бірге м?нда тыныс алу ферменттері шо?ырлан?ан митохондрий, лизосома, вакуоль бар. ?оректік ?ор заттары волютин, липидтер, гликоген ж?не май-лардан, к?біне ?аны?па?ан май ?ыш?ылдарынан т?рады. Крахмал жо?.
Микроскопты? са?ырау??ла?тарды? классифи?ациясы. На?ыз са?ырау??ла?тар негізінен алты клас?а б?лінеді: Chytridimyces; Oomyces;Lugomyces; Ascomycis, Деuteromyces.
Ascomycis класына к?п клеткалы мицелийі бар са?ырау??ла?тар жатады. Конидий ар?ылы к?бейеді. Жынысты? жолмен к?бейгенде аскоспоралар т?зеді. Б?л класты? 20 мы?нан астам т?рі белгілі. Даму циклы ?те к?рделі.
Аскомицеттерге аспергиллус, пенициллум, склеротин т.б. жатады. Ашыт?ы са?ырау??ла?тар (ашыт?ылар) да осы класты? ?кілі болып саналады (3 сурет).
3 сурет — Микроскопты? са?ырау??ла?
1 — аспергиллус; 2 — пенициллум; 3 — мукор.
Аспергиллус (?ара зе?) жануарлар мен ?сімдіктерден жасал?ан та?амды б?лдіреді. Ал оларды? кейбір ?кілі лимон ?ыш?ылын, т?рлі ферменттер ?ндіруде, спирт дайындауда солод ретінде ке?інен ?олданылады. Солод сыра ?айнатуда да ?олданылады.
Пенициллум (к?к жасыл зе?) са?ырау??ла?ы та?амды? заттарды б?лдіреді.
Пенициллум са?ырау??ла?ыны? кейбір ?кілдерінен пенициллии деп аталатын т?рінен д?рі алынады. М?ны? медицинада зор ма?ызы зор.
Ашыт?ылар мен солар?а ??сас са?ырау??ла?тар.Ашыт?ы клеткаларыны? сырт?ы ?абы?ы, цитоплазмасы, жекелеген ай?ын к?рінетін ядросы бар. Кейбір ашыт?ыны? ?абы?ы шырыштан?ыш келеді, ?оректік орта т?біне ма?та сия?танып ш?гіп ?алады. Б?ларды сыра ?айнату?а ке?інен ?олданады. Цитоплазмада 1-2 вакуоля кездеседі. Ол цитоплазмадан ж??а ?абы?пен ажыратылады. Цитоплазмада ?зынша немесе жіпше дене – митохондрий орналасады. Клеткада гликоген, валютин заттары да бар.
4 сурет — Ашыт?ылар
Белок – альбумин, глобулин, фосфопротеин, нуклеопротеин т?рінде, ал май тамшы т?ріне кездеседі. Кейбір ашыт?ы клеткаларында май м?лшері оны? массасыны? 30-50% м?лшерін алады. Б?л ашыт?ылар ?ндірісте ?олданылады. Ашыт?ыда мол м?лшерде фосфор ж?не калий ?осылыстары кездеседі. Фосфоттар, я?ни фосфор ?ыш?ылы т?здары ашу процесінде ?лкен р?л ат?арады.
Ашыт?ылар негізінен б?ршіктену жолымен к?бейеді. Ал спора т?зу ж?не ж?й б?ліну ар?ылы к?бею оларда ?те сирек кездеседі. Кейбір ашыт?ыларда жынысты? жолмен к?бею де бай?алады (4 сурет).
Б?ршіктенген кезде ?скен клеткаларды? беткі жа?ында б?ршік, я?ни т?мпешік пайда болады да, ол біртіндеп ?л?аяды. Аналы? б?ршікке осы клектадан ядро мен цитоплазманы? бір б?лігі ауысады. Одан со? б?ршік б?ліктеніп, жекеше тіршілік етеді. М?ндай б?ршіктерді? кейбіреулері аналы? клеткалардан ажырамай, бірге тіршілік етіп, ашыт?ыларды? ?лкен бір колониясын ??рады.
Ашыт?ыда ?детте спора жыныссыз жолмен к?бейгенде ж?не ортада ?оректік заттар тапшы бол?анда т?зіледі. Егер ашыт?ы ?немі ауыстырылып отыратын ?оректік заттар?а бай ортада ?сірілсе, олар б?ршіктеніп к?бейіп, спора т?збейді. М?ны? бір тамшысын ?оректік заттар?а кедей орта?а к?шірсе бол?аны, спора т?зілу процесі ж?ре бастайды.
Споралары д??гелекше ж?не сопа?ша болады. Ашыт?ы споралары ?олайсыз жа?дайлар?а т?зімді келеді. Біра? бацилла спораларына ?ара?анда т?зімсіздеу. Ашыт?ыда?ы спора т?зілу процесі – к?бею процесі болып саналады. ?олайлы ортада, я?ни глюкоза, фруктоза, манноза ?анттары бар жерде споралар да тез ?сіп, вегетативтік клетка?а айналады.
Ашыт?ыда жынысты? жолмен к?бею, я?ни популяция ??былысы да бай?алады. Екі клетка жанас?ан кезде аралы? ?абы?ша ериді де, т?зілген тесіктен цитоплазма мен ядро араласады. Б?дан со? ядро б?ліне бастайды. Жа?а ядролар сыртында цитоплазма ж?не ?абы?ша пайда болады.
Кейбір ашыт?ылар бактериялар сия?ты ж?й б?ліну жолымен к?бейеді. Б?лай к?бею мизосахаромицес т??ымдастарында?ы ашыт?ылар?а т?н. Ашыт?ыларды классификациялау оларды? вегетативтік к?беюіне, спора т?зіуіне ж?не бас?а бір?атар физиологиялы? белгілеріне негізделген.
Оларды? ертеден келе жат?ан классификациясында на?ыз ж?не жал?ан ашыт?ы деп б?леді. На?ыз ашыт?ылар б?ршіктелу жолымен к?бейеді ж?не олар спора т?зеді. Ал жал?ан ашыт?ылар к?бейгенде тек ?ана б?ршіктенеді. Спора т?зе алмайды. Кейбір зерттеушілер жал?ан ашыт?ыларды жетілмеген са?ырау??ла?тар?а жат?ызады. На?ыз ашыт?ы ?алталы са?ырау??ла?тар?а жатады, жалпы оларды бір т??ымдастар?а, я?ни сахаромицеттерге жат?ызады. Ал жал?ан ашыт?ы сахаромицет еместерге жатады.
1. Saeharomyces т??ымдасы б?ршіктену жолымен к?бейеді. Кейбіреулері даму кездерінде аскоспоралар т?зеді.
2. Shizocacharomyces т??ымдасы, б??ан жататын ашыт?ыларды? клеткалары тая?ша т?різді, б?ліну жолымен к?бейеді. ?олайсыз жа?дайда т?рт, ал кейде сегіз спора т?зеді. Кейбір ?кілдері ?здігінен ашы?ан жеміс-жидек шырындарында кездеседі. Спирт ашу процесін де ?оздыра алады. Оларды? кейбіреулері сыра жасауда ?олданылады.
Сахаромицетация т??ымдасыны? клетка пішіні лимон сия?ты. Клеткалары к?бейгенде б?ршіктенеді. ?олайсыз жа?дайда спора т?зеді. Б??ан сахаромицес церевидзе жатады. Ол спирт, сыра, шарап ж?не нан ?ндірісінде ке?інен ?олданылады. Олар орташа температурасы 18-30 градус жылыда жа?сы ?ніп-?седі.
Аскомицеттер класынан спора т?зу ?абілетінен айырыл?ан топтары да кездеседі. Б?ларды? ішінде торула ж??е кандида топтары тама? ?нерк?сібінде зор зиянын тигізеді.
Ал торулопсис туысына жататын ашыт?ыларды? ішінде кейде та?амды? ж?не мал азы?ты? ма?сатта ?олданатын топтары бар.
М?селен, торулопсис утилис мал азы?ына ?олданылса, торулорсис айран мен ?ымыз дайындауда ке?інен пайдаланылады.
Ал кандида туысына жататын д??гелек, сопа?ша пішінді ашыт?ылар спирт ашыту процесіне ?атыспайды. К?бінесе олар т?здал?ан, ашытыл?ан к?к?ніс бетінде к?птеп ?сіп-?неді. Зауыттарды? т?рлі ыдыстарында жаппай ?скенде, ол орасан зор зиян келтіреді.
Микодерма туысына жататын ашыт?ылар клеткасы ?зынша, спирт т?зе алмайды. Біра? ортада?ы бір спиртті, органикалы? ?ыш?ылдарды су мен к?мір ?ыш?ыл газына дейін тоты?тыра алады.
??рамында спирті бар ішімдіктерді? бетіне ?онса, микодерма ?атпарлан?ан жар?а?ша т?зеді, оны? иісі мен д?мін б?за бастайды. Сонымен ?атар, микодерма с?т та?амдарын, т?здал?ан к?к?ністі б?лдіреді, сірке кыш?ылы ?ндірісіне ж?не нан ?ндірісіне зор зиянын тигізеді. Ашыт?ы са?ырау??ла?тарына родоторула жатады. Ол ортада ?ыз?ылт пигмент т?зеді ж?не кейбір та?амды? заттарды б?лдіреді.
Тест с?ра?тар
1. Метаболизм- биохимиялы? реакцияларды? жиынты?ы:
А) Тіршілік ету процесінде клеткада ?тетін;
В) Тіршілік ету процесінде ферментерде ?тетін;
С) Тіршілік ету процесінде ферментерді? ?атысунсыз ?тетін;
D) Органикалы? ?ыш?ылдарды? тузілуін тудыратын;
Е) Метаболиттерді? т?зілуіне ?келетін;
2. Жасуша- негізгі функциональды?-структуралы? бірлік:
А) барлы? тірі организмдерді?;
В) минералды т?здарды? ?ыш?ылдарды? негіздерді?;
Е)?сімдіктерді? ж?не жануартекті клеткаларды?;
3. Субстрат – деп аталады:
С) кез-келген алын?ан шикізат;
Д) культуралы? с?йы?ты?;
Е) ?оректік ?о?ам ?алды?тары;
4. Егіс материалы – ол:
С) культуралы? с?йы?ты?;
2 — саба?. Биотехнология ?ндірісіні? процесіне арнал?ан шикізат. ?оректік ортаны дайындау принциптері.
Микроорганизмдерді культивирлеу т?рлері
Саба? ж?ргізу формасы: Проблемалы? жа?даймен шолу
Проблемалы жа?дайлар
Биотехнологиялы? ?ндіріске арнал?ан шикізат?а ?андай талаптар ?ойылады?
?оректік ортаны не ?шін дайындайды?
Микроорганизмді культивирлеуді? ?андай т?рлері бар?
Жоспары:
1. Биотехнология ?ндірісіні? процесіне арнал?ан шикізат.
2. ?оректік ортаны дайындау принциптері.
3. Микроорганизмді культивирлеу т?рлері.
Биотехнологиялы? ?ндірісті? процесіне арнал?ан шикізат, о?ан ?ойылатын талаптар
Б?рынан белгілі микробиологиялы? синтездеу ?шін ?олданылатын к?міртегін ??райтын шикізат к?мірсулар, демек субстраттар жасушаны? ??рылысын синтездеуге арнал?ан микроорганизмдерді пайдаланады.
Биотехнологияда ?олданылатын субстраттар мен ?оректік ортаны? ??рамы ?р т?рлі ж?не оларды? ортасы ?немі ке?ейіп отырады. ?ндірістік процестерді? дамуымен шы?ындарды? жа?а т?рлері залалсыздандырылады ж?не ?ажет зат?а биотехнологиялы? ?діспен жина?талады. Бір жа?ынан биотехнологиялы? ?ндірістік а?ымны? ?те тез дамуы д?ст?рлі шикізат т?рлерін т?тыну жа?дайымен байланысты, сонды?тан ол шикізат базасын ке?ейтуді ?ажет етеді, бас?а жа?ынан жина?тал?ан ?алды? к?леміні? ?л?аюы д?ст?рлі емес ?ндіріске ?айта айналдырылады, сонымен ?атар биотехнологиялы? т?сілдермен ??деледі.
?азіргі кезде биотехнология саласы таби?и ресурстар?а – фотосинтез процесіне, б?кіл ?лемдік те?із биоресурсына ?атысты биотехнологиялы? процесті? ортасыны? ??рамында к?мірсу к?зі бар, биотехнологиялы? процестегі энергияны? е? бастысы таби?и комплекстік орта ??рамы (?ндірісті? ?р т?рлі ??рамы (?сімдік шикізатыны? ??делген ?німі, а?ын суды? компоненттері ж?не т.б.), к?міртегі ?осылыстарынан бас?а да минералды заттар мен ?сіруші факторларды ??райды. Барынша биотехнологиялы? субстрат ретінде целлюлоза, полисахарид ж?не гидролизат, а?аш ?гінділері ке?інен мол ?осылады.
Биотехнологиялы? ?ндірісте ?оректік ортаны дайындау ?шін ?рт?рлі заттар ?олданылады, (минералды, жануар мен ?сімдік тектес) ж?не химиялы? жолмен синтезделетін таби?и заттар. Б?л заттар (оларды? шикізаты деп атайды) ?оректік орта ??рамына кіреді, сонды?тан оларды? ??рамында зиян келтіретін ?оспалар болмау керек, ба?асы ?ымбат емес ж
Источник