УДК 619:578:658.512(616-07)

УДК 619:578:658.512(616-07)

«Национальный центр биотехнологии» г. Астана

В качестве биоиндикаторов сейчас часто используют микроорганизмы. Микроорганизмы — наиболее быстро реагирующие на измене­ние окружающей среды биоиндикаторы. Их развитие и активность находятся в прямой связи с составом органических и неоргани­ческих веществ в среде, так как микроорганизмы способны раз­рушать соединения естественного и антропогенного происхожде­ний. На этом основаны принципы биоиндикации с использова­нием микроорганизмов. Необходимо иметь сведения о составе, количестве и функциональной активности последних [1].

Цель работы - создание коллекции штаммов фитопатогенных микроорганизмов.

Задачи исследований:

4. 
   Выделение из растений и из почвы фитопатогенных грибов с целью определения видов фитопатогенов, поражающих растения на загрязненной территории, введение их in vitro, создание рабочей коллекции штаммов фитопатогенов.
   
5. 
   Биохимический анализ штаммов, определение патогенности, токсигенности, сравнение со штаммами, выделенными в другом регионе.
   
6. 
   Формирование коллекции фитопатогенных грибов, поражающих растения на загрязненных территориях Каспийского побережья.
   

Протеолитическую активность штаммов рабочей коллекции определяли по количеству разжиженной желатины на 7 сутки культивирования. Если желатина разжижается указывают интенсивность разжижения [2].

Протеолитические ферменты катализируют расщепление белков на поли- и олигопептиды, активность внеклеточных протеаз определяют, используя в качестве субстрата желатин, казеин или другие белки. В наших опытах по количеству разжиженной желатины судили об относительной активности протеолитических ферментов грибов разных родов. Количество разжиженной желатины в столбике на 7 сутки культивирования штаммов грибов варьировало в основном от 6 до 55 мм . Наименьшая активность протеолитических ферментов (6мм) отмечалась у штамма Aspergillus sp. № 4-8. Практически все штаммы грибов рода Aspergillus проявляли слабую протеолитическую активность. Исключение составил штамм Aspergillus sp. №10-3- столбик разжижения желатины достигал 41 мм. Л.Н. Курсанов отмечает, что многие виды грибов рода Aspergillus хорошо используют в качестве источника азотного питания белки, которые при этом подвергают гидролизу, другие не гидролизуют и не используют белок. Это различие может использоваться в ряде случаев как систематический признак [56].. Активно в среду выделяли протеолитические ферменты грибы родов Fusarium sp. № 4-1; 9-1; 9-8, Alternaria sp. №1-5; №10-5, Penicillium sp. №2-1; № 2-2, Trichoderma sp. №6-2. Столбик желатины был разжижен полностью. Изменение рН среды до 9 свидетельствует о высокой активности ферментов этих штаммов. Штамм Trichoderma sp. №6-3 был менее активен. Столбик разжижении желатины достигал 41мм. Слабую протеолитическую активность проявили штаммы № 8-1 и 10-4.

Использованная литература:

1. 
   Киреева Н. А., Г. Ф. Рафикова Разнообразие спорообразующих микроорганизмов в условиях нефтяного загрязнения почвы/ Тезисы международной научной конференции «Микроорганизмы и биосфера», Москва , 2007 с. 58-59.
   
2. 
   Практикум по микробиолгии // Под.ред. А.И. Нетрусова, М.А. Егорова и.т.д. – Москва. - 2005. - 601 с.
   

«Национальный центр биотехнологии» г. Астана

Қазіргі кезде жасушалық селекцияда биотехнологиялық әдістермен сонымен қатар селекциялық жұмыстармен өсімдіктердің иммунитетін индукциялауға қоздырғыштардың белгілі бір түрлерін кең қолданды. Бүгінгі күні жасушалық селекция бағытында бағалы бастапқы түрлерді сұрыптау жолдарымен селективті факторларды қолданылады. Осы жолмен селективтік жағдайда төзімді каллус линияларын алу, олардан ауру қоздырғыштарына төзімді өсімдіктерді регенерациялауға мүмкіндік туғызады. Бүгінгі күні осы жол ең актуалды және перспективті болып табылады, өйткені селекцияның дәстүрлі әдістері бидайдың морфологиялық, физиологиялық күйін бақылап, керекті қоректік заттарын қоса отырып, бидайдың өнімділігіне және сапасына жақсы әсер етеді.

- Жасушалық селекциясында алғашқы каллус ұлпасын алу;

- Пероксидаза ферментінің белсенділігін анықтау;

Зерттеу объектісі ретінде бидайдың Ақмола 2 сұрыбы пайдаланылды.

Бастапқы материал ретінде Қазақстан Республикасының Ұлттық Биотехнология Орталығының өсімдіктер селекциясы мен биотехнологиясы зертханасынан сыпайы әкелген зертханалар қызметкерлерінің жаздық жұмсақ бидай сортын қолдандық.

Алғашқы каллус ұлпаларын алу стандартты әдіс бойынша жүргізілді. Эксплант ретінде жетілген ұрық тұқымдары алынды. Тұқымдарды сабынды сумен жуып, 10минут ішінде 70% хлораминмен өндеп, автоклавтанған суда ламинар-бокста 1 күнге қалдырдық. Келесі күні ламинар бокста ассептикалық жағдайда тұқымдарды қайтадан 70% хлораминмен өндеп, 3 рет автоклавтанған сумен шайып, агарланған қоректік ортасы бар чашки Петриге отырғыздық.

Оларды жарық жоқ жерде 26°С термостатта культивирлеуге орнатылдық. Каллустардың пайда болуына 4 қоректік орта қолданылды:

1) бақылау Мурасиге және Скуг; 2) МС+0,3% NaCl; 3) МС+0,75% NaCl; 4) МС+1% NaCl; Әр қоректік ортаны 0,5л мөлшерінде дайындадық. Бақылау Мурасиге және Скуга коректіқ ортада жүргізілді. минералдық ортаға макротұздар 25мл, микротұздар 0,5мл, Fe-хелат 2,5мл, тиамин-НCl 0,5мл, мезоинозит -50 мг, 2,4Д-1,5мл, сахароза 15г, CaCl₂-0,220мг, агар 3,5г және рН ортасы -5,8. Осы ортаны автоклавта 0,8 атм. 30 мин. ішінде стерилдейді.

Клеткалық селекция. Бір сатылы клеткалық селекцияны жасаған кезде бидайдың ұрықтары Мурасиге және Скуг қоректік ортасына қосылған натрий хлоридінің 0,3% үшін 1,5г, МС+0,75% NaCl ортасы үшін 3,75г NaCl және МС+1% NaCl ортасы үшін 5г NaCl қосылып отырғызылған.

Өсімдік жасушаларында көптеген ферменттер болады. Олар өсімдік организміндегі биохимиялық реакцияларды жүргізуге қатысады. Сол ферменттердің бірі пероксидаза ферменті. Пероксидаза - тірі организмдерде кең тараған фермент. Бұл фермент өсімдіктің тіршілігінде көптеген үрдістерге- өсіп- дамуы, морфогенез, стресс факторынан қорғануға қатысады. Пероксидаза жасушаның белгілі бір факторлардан қорғаныш қызметін атқаратындықтан белсенділігі әсіресе фитопатогендермен зақымданған өсімдіктерде басымдылық көрсетеді. Пероксидаза химиялық табиғаты жағынан оксиредуктаза тобына жататын фермент, яғни сутегі асқын тотығы көмегімен тотығу процесін катализдейді де соның нәтижесінде көк түсті концентрация пайда болады. Тотығу реакциясы келесі сызба-нұсқа бойынша жүреді:

AH₂+H₂O₂-------пероксидаза----------A+2H₂O

мұндағы AH₂-сутегінің доноры; Ф- тотыққан донор;

Әр түрлі генотиптерге пероксидаза белсеңділігінің артуы әр қалай әсер етеді. Бұл сорттардың патогендерді қабылдау дәрежесіне байланысты. Төзімді генотиптерді іріктеуде жасушадағы пероксидаза белсенділігі төзімсіздермен салыстырғанда жоғары болады.

Зерттеуіміздің мақсаты әртүрлі селективті ортада өсірілген бидай каллус ұлпаларының құрамындағы пероксидаза белсенділігінің өзгеруін анықтау. Селективті агент ретінде – Мурасиге және Скуг қоректік ортасына қосылған натрий хлоридінің әр түрлі концентрациясы қолданылды.

Пероксидаза белсенділігін А.Н.Бояркиннің ұсынған әдісі бойынша анықталды. Бұл әдіс өсімдік клеткасы құрамындағы фермент әсерінен бензидиннің тотығу реакциясының жылдамдығына, фотоэлектроколориметрде алдын-ала орнатылған белгілі концентрациялы көк түсті тотығу өнімінің түзілуіне негізделген.

Бидайдың Ақмола 2 сортының каллустарынан 200 мг өлшеп алынып, алдын-ала дайындалған рн 4,7 ацетаттық буфері ерітіндісімен біркелкі массаға дейін кәрлен келілерде езілді де, буфердің көмегімен 50 мл колбаға құйылды. 10 минутке шейкер араластырғышқа қойылды. Нәтижесінде пероксидаза ферменті ерітіндіге айналды. Сол ерітінді 1,5 мл эппендоров пробиркаларына құйылып, 3000 айн/минутында 15 минут центрифугаланды. Шығарғасын тұнбадан басқа ерітіндіні, яғни үлгінің үстіңгі бөлігі ферменттің белсенділігін анықтау үшін қолданылды.

Қобдишалар құрал ұясына орнатылып, оптикалық реттеушінің көмегімен жарық ағындары теңестірілді. Басында гальванометрдің тілшесін нөлге теңестіріп, кейін есеп жүргізу үшін гальванометрдің тілшесін оң жаққа ауыстыру үшін оң барабанды бұрамыз (экстинкция Е= 0,125 немесе 0,250). Содан соң сол жақтағы бақылау қобдишасына 2 мл дистелденген су, ал оң жақтағы тәжірибелі қобдишасына 2 мл 3% сутек асқын тотығы құйылды да, сол кезден бастап бірден секундомер іске қосылды. Пероксидаза ферменттінің әсерінен көк түсті қосылыстың түзілуімен бензидиннің тотығу реакциясы жүреді. Оны 5-суреттен көруге болады.

Тәжірибелі қобдишасындағы ерітінді көгереді, гальванометрдің тілшесі оң жақ шеттен нөлдік белгіге бағытталады. Секундомерді гальванометрдің тілшесі нөлге жеткен кезде тоқтатып, кенет мезгіл белгіленеді. Ферменттің белсенділігін анықтағанда гальванометрдің тілшесі нөлге 20-50 секундтан кейін жеткен дұрыс болады.

Ферменттің белсенділігі (А) реакция жылдамдылығымен шартты бірлікпен есептеледі және 1г өсімдік материалына белгіленеді. Есептеуді келесі формула бойынша жүргізеді

А =E (ab) / н сt (1)

мұндағы, А- 1г аспадағы ферменттің белсенділігі;

Е- экстинкция (0,125 немесе 0,250);

а- ерітіндінің көлемі (50 мл);

b- кюветаның реакциондық қоспадағы ерітінді кертартпа дәрежесі;

н- өсімдік материалының аспасы;

с- кюветтегі ерітіндінің қалың қабаты (2см);

t- уақыт, сек.

Зерттеу нәтижесі бойынша пероксидаза ферментінің белсенділігінің өзгеруі каллусты өсіруге арналған қоректік ортаның құрамындағы натрий хлоридінің концентрация мөлшеріне байланысты болды.

Вполне возможно, что этанол, образуемый из целлюлозы, может стать вполне конкурентоспособной альтернативой бензину, если снизить затраты на производство первого.

Основными способами удешевления этого продукта могут быть замена сырья для его производства и кардинальное изменение технологии алкогольной ферментации. Замена сырья заключается в том, что вместо зерна злаков для превращения в этанол будет использоваться возобновляемая биомасса целых растений как травянистых, так и деревьев, включая отходы сельского хозяйства и деревообрабатывающей промышленности.

А так же важнейшим фактором удешевления конечного продукта – биоэтанола, является понижения цены ферментов (целлюлаз, ксиланаз, глюкозидаз) необходимых для разложения целлюлозосодержащего сырья до простых сахаров. Ферменты, осуществляющие биодеградацию целлюлозы в природе, продуцируются в основном микроскопическими грибами и бактериями. Ключевыми ферментами целлюлазного комплекса, ответственными за глубокий гидролиз кристаллической целлюлозы, являются целлобиогидролазы (ЦБГ, КФ3.2.1.91), основным продуктом действия которых является целлобиоза [2]. Целлобиогидролазы I и II T. reesei являются наиболее изученными ферментами [3]. О свойствах целлобиогидролаз из других грибных продуцентов (особенно термофильных) известно значительно меньше, несмотря на то, что в базах данных имеется довольно большое количество их аминокислотных последовательностей, транслированных из генов.

Целью работы являлось изучение физико-химических свойств целлюлитических ферментов, а также характеристика и клонирование кДНК генов, кодирующих целлобиогидролазы (CEL7A, CEL6B ) гриба Lentinula edodes.

Проведенные исследования показали, что тип целлюлозного субстрата оказывает влияние как на экзоцеллобиогидролазную так и эндоглюконазную активность. Активность эндоглюконаз и экзоцеллобиогидролаз в культуральной среде индуцируется как авицелом (микрокристаллической целлюлозой), так и карбоксиметилцеллюлозой (СМС). Однако механизм и что является истинным индуктором - целлюлоза или ее производные - предмет дальнейшего изучения. Проведены эксперименты по изучению некоторых физико-химических характеристик целлюлитических ферментов. Показано, что оптимальная каталитическая активность фермента максимально проявляется при рН 7, как в присутствии КМЦ, так и авицел. Показано, что оптимальную целлюлолитическую активность данный фермент проявляет при 50ºС. При этом высокая активность сохранялась при 70ºС, что является положительным фактором для использования этих ферментов в производстве биоэтанола.

Как отмечалось выше, ключевыми ферментами целлюлазного комплекса, ответственными за глубокий гидролиз кристаллической целлюлозы, являются целлобиогидролазы, основным продуктом действия которых является целлобиоза.

В последующих экспериментах мы исследовали регуляцию экспрессии целлобиогидролаз на уровне образования мРНК. Для определения регуляции экспрессии генов cel6B и cel7A целлюлозными субстратами, мицелии гриба Lentinula edodes инкубировали в среде с СМС или авицел. Через 8 суток, из мицелиев гриба Lentinula edodes была выделена тотальная РНК и проведена реакция обратной транскрипции (РОТ) и полимеразная цепная реакция (ПЦР) кДНК специфическими праймерами к определенным участкам генов cel6B и cel7A целлобиогидролаз. Установлено, что тип целлюлозы вызывают дифференциальную экспрессию мРНК целлобиогидролаз CEL6В и CEL7А. Показано, что синтез мРНК CEL7А зависит от присутствия в среде СМС и авицел, тогда как индукция синтеза мРНК CEL6В происходила только в присутствии микрокристаллической целлюлозы. Эти данные свидетельствуют о том, что индукция активности и секреции целлобиогидролаз гриба L. edodes происходит на уровне транскрипции мРНК.

Проведен компьютерный анализ нуклеотидных последовательностей мРНК (кДНК) генов целлобиогидролаз cel7A и cel6В гриба L. edodes. На основании анализа нуклеотидной последовательности мРНК (кДНК) - гена cel7A и cel6В, проведен расчет и осуществлен синтез олигонуклеотидных праймеров для амплификации вышеуказанных генов из L. edodes на матрицах соответствующих мРНК с применением реакции обратной транскрипции и полимеразной цепной реакции.

Тотальную РНК выделяли из клеток мицелий гриба L. edodes. После преципитации 3М LiCl препарат несколько обогатился высокомолекулярными компонентами, поскольку низкомолекулярная тРНК осталась в надосадочной фракции. Полученный препарат РНК был использован для амплификация кДНК cel 6B и cel7A с помощью РОТ и ПЦР.

Амплифицированные фрагменты вырезали из геля и элюировали. Выделенные таким образом фрагменты обрабатывали рестриктазами NcoI и SmaI, затем повторно подвергали электрофорезу и элюировали фрагмент кДНК cel7A длиной около 1571пн и cel6B – 1335 пн для последующего лигирования в модифицированный вектор на основе p115TMV. Одновременно вектор p115TMV, также обрабатывали рестриктазами NcoI и SmaI. В результате лигирования вектора и кДНК целлобиогидролаз получили рекомбинантную ДНК. Качество рестрикции проверяли с помощью электрофореза в 1% агарозном геле.

После лигирования очищенных ампликонов cel7A и cel6В в вектор p115TMV, трансформирования в клетки DH5α, высева на селективную среду и появления колоний было отобрано 6 случайных колоний трансформантов, которые были проверены на наличие вставки при помощи специфических праймеров. Все тестируемые колонии при амплификации дали продукт ожидаемой молекулярной массы. Для определения размера вставок плазмиды были подвергнуты расщеплению эндонуклеазами рестрикции NcoI и BamHI .

Таким образом, нами клонированы фрагменты кДНК cel6В длиной 1335пн, кДНК cel7A длиной 1571пн и геномные ДНК cel6В и cel7A длиной около 2000 пн.

В следующих экспериментах, для экспрессии вышеуказанных генов был выбран вектор pET11d (Clontech). Они обладают необходимыми для экспрессии генов качествами: сильным промотором гена 10 фага Т7, аффинным полигистидиновым маркером, подходящей для вставки емкостью и простотой селекции [4].

Клонированные гены экспрессировались в бактериальных штаммах BL21DE3pLysE Star, BH110 DE3, Rosetta, Origami, Arctic express (DE3)RP содержащей хромосомную копию гена T7 РНК полимеразы и чувствительные к ампицилину, устойчивость к которому имеется у векторов pET-11d cel6B и cel7A. Для переноса генетического материала использовался метод электропорации и ячейки фирмы Eurogentec на аппарате BioRAD Gene Pulser. Индукцию экспрессии генов проводили при концентрации ИПТГ 0,2 мМ и при +30°C в течении 12 часов в жидкой среде LB c ампицилином (100 мкг/мл).

Для проверки результата индуцирования использовался белковый электрофорез (SDS-PAGE), сравнивались белки бактерий до и после индуцирования. Трансформированные клетки экспрессионных штаммов BL21DE3pLysE Star, BH110 DE3, Rosetta, Origami, Arctic express (DE3)RP инкубированные в присутствии ИПТГ синтезировали белок с молекулярной массой 53,5 кДа и 46,4 кДа, что соответствует молекулярной массе целлобиогидролазы типа 7А и 6В. В отсутствие индуктора накопление белка с сответствующей молекулярной массой не происходило. Что свидетельствует об эффективной экспрессиии данных генов. Наилучщая индукция экспрессии была замечена в экспрессионных клетках Rossetta. Во всех случаях искомые белки наблюдались в осадке, тогда как в клеточном экстракте их небыло.

Для идентификации и классификации рекомбинантных ферментов полосы на гель - электрофореграмме, соответствующие изучаемым белкам, вырезали и обрабатывали трипсином. Далее смесь полученных пептидов анализировали методом MALDI-TOF масс-спектрометрии, в результате чего были получены пептидные «фингерпринты» белков. Далее в базе данных SwissProt (UniProtKB) с помощью программы BLAST2 был проведен поиск белков, гомологичных изучаемым целлобиогидролазам. Согласно данным BLAST-анализа, одна целлобиогидрола попала, как и ожидалось, в 7А семью гликозид-гидролаз, а другая в 6В.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. 
   Lynd, L. R., H. Jin, J. G. Michels, C. E. Wyman, and B. Dale. 2003, posting date. Bioenergy: background, potential, and policy. Center for Strategic and International Studies, Washington, D.C. [Online.]
   
2. 
   А.П. Синицын, А.В. Гусаков, В.М. Черноглазов. Биоконверсия лигноцеллюлозных материалов: Учебное пособие. М.: Изд-во МГУ, 1995.
   
3. 
   Wyman, C. E., and N. D. Hinman. 1990. Ethanol. Fundamentals of production from renewable feedstocks and use as a transportation fuel. Appl. Biochem. Biotechnol. 24/25:735–753
   
4. 
   Novagen pET system manual (11^th edition) // Novagen, 2005.
   

Утеуова Инкар Адилхановна

ЕНУ, г.Астана, Казахстан. E-mail: Sanny_Danek.ru.
Бұрында сиырдың сүтінен өте таза күйінде бөлініп алынған ксантиноксидаза ферменті өте белсенді түрде нитратты (NO₃-) нитритке (NO₂-) айналдыратыны бірінші рет анықталған болатын (Аликулов и др., 1980). Өсімдіктер мен микрооргнанизмдерде нитратты азоттың көзі ретінде сіңіргенде тек нитратредуктаза деген ерекше фермент ол да құрамында молибдені бар фермент нитратты нитритке айналдырады және нитрит одан ары аммонийге айналып, организм денесінде синтезделетін белоктар, нуклеин қышқылдары және т.б. маңызды қосылыстардың құрамына кіріп кетеді. Ал, жануарларда ондай фермент жоқ, себебі - жануарлар нитратпен қоректене алмайды. Жануарлардағы ксантиноксидазаның нитратты нитритке айналдыратыны қабілеті кейінірек қоршаған ортаның нитратпен ластануының зияндығына жаңа көзқарас алып келді.

Нитрат өздігінен адам мен жануарлардың денсаулығына пәлендей зиян емес екені дәлелденген. Бірақ, ол нитритке айналса, үлкен қауіп алып келеді. Ал, нитриттің улылығы мынада:

1. Гемоглобиннің активті орталығындағы темір атомымен нитрит өте белсенді түрде әрекеттесіп, метгемоглобин комплексін түзеді. Оның нәтижесінде бұл белок, яғни гемоглобин оттегіні таситын қабілетінен айырылып, шеттегі жатқан органдар мен ұлпалар оттегінің тапшылығын көреді. Тыныс алу жүйесінің осылай улануын метгемоглобинемия деп атайды. Сөйтіп, метгемоглобинемия оттегінің жетіспеуіне немесе тұншығуға әкеліп соқтырады. Әсіресе бұл нәрестелер мен өте жас балалар үшін өте қауіпті - ол өлімге алып келуі мүмкін.

2. Барлық тірі организмдерде зат алмасу нәтижесінде тұрақты түрде бірінші қатардағы аминдер түзіліп отырады. Мысалы, оларға путресцин, кадаверин, спермидин, триптамин және басқа да аминдер жатады. Нитрит олармен оңай байланысқа түсіп, оның нәтижесінде нитрозаминдер деген қосылыстар пайда болып отырады. Қазіргі кезде нитрозаминдердің өте күшті канцерогендер (рак ауруын тудыратын қосылыстар) екені толық дәлелденіп отыр. Олар осындай қасиеттері жағынан афлатоксин мен бензпиреннен кейін үшінші орынды алады. Нитрозаминдер денеде көп уақыт сақталуы мүмкін және оның әсерінен қатерлі ісік клеткалары пайда болады. Нитраттың қауіпті мөлшерде адам мен жануардың организміне түсуі тағамдық көкөністерге және ішетін суға да тікелей байланысты. Осы себептен қазіргі уақытта адам және жануардың организміндегі нитриттің жануарлар организмінің ішінде пайда болу жолдарына ерекше көңіл бөлінуде.

Осы тұрғыдан біз үй малы мен құстарының бауырындағы молибденді ферменттердің нитратты нитритке айналдыра алатын қабілетін зерттеуді ең маңызды мәселелердің бірі деп таптық. Бұрынғы белгілі әдісті пайдалана отырып, бауырдың экстрактындағы молибдоферменттердің нитратты нитритке айналдыратын активтігін тексердік. Әр молибдоферменттің нитратты нитритке айналдыратын активтігін бұрын жетілдірілген әдісті (Аликулов и др., 1980) пайдалана отырып анықтадық (кесте).

Жоғарыдағы кестеден көрініп тұрғандай, бауырдың экстракты өздігінен нитратты нитритке айналдыра алмайды. Альдегидоксидазаның субстраты - ацетальдегидті, немесе сульфитоксидазаның субстраты - сульфатты реакция ортасына нитратпен қосып бергенде де нитриттің пайда болуы байқалған жоқ. Яғни, альдегидоксидаза мен сульфитоксидаза ферменттері нитратты нитритке айналдыра алмайды деген сөз. Ал, бауыр экстрактына ксантиноксидазаның субстраты - гипоксантинді бергенде ферменттік реакцияның нәтижесінде көп мөлшерде нитрит түзілгенін байқауға болады, яғни үй малының молибдоферменттерінің ішінде тек ксантиоксидаза нитратты нитритке айналдыруға қабілетті. Қойдың бауырындағы ксантиноксидазаның нитратты нитритке айналдыру қабілеті тауықтікімен қарағанда әлдеқайда жоғары болды. Сонымен, қойдың молибдоферменті - ксантиноксидаза, жер бетінде өмір сүретін жануарлардікі секілді нитратты белсенді түрде нитритке айналдыра алатынын дәлелдедік.

Қандай жағдайда балықтың ксантиноксидаза ферменті нитратты нитритке айналдыра алатыны да өте маңызды мәселе. Ол үшін біз ксантиноксидазаның осындай активтігін әртүрлі температура және рН-мәндерінде тексердік (төменгі кестелер).
Қой мен тауық бауырындағы ксантинокидаза ферментінің әртүрлі

температурада нитратты нитритке айналдыратын қабілеті

Қой мен тауық бауырындағы ксантиноксидаза ферментінің реакциялық ортаның әртүрлі

рН-мәнінде нитратты нитритке айналдыруы

Жануар түрі	Реакциялық ортаның рН-мәндері
	5,0	5,5	6,0	6,5	7,0	7,5	8,0
Қой	1,2	4,7	11,2	15,3	25,6	22,5	17,4
Тауық	0,4	1,6	4,3	8,6	15,8	12,3	8,6

Қой мен тауықтың ксантиноксидаза ферменті нитратты ең көп мөлшерде нитритке реакция ортсының рН 7,0 мәнінде айналдырады екен. Сонымен, жоғарыдағы кестелердегі нәтижелерді қорытындай келіп, өсімдікпен қоректенетін мал мен тауықтың екеуінің де ксантиноксидаза ферменті физиологиялық жағдайда яғни, үй малының және үй құсының денесінің температурасында және рН-мәнінде нитратты оп-оңай нитритке айналдыра алады деп айтуға болады. Бұл нәтижелерден шығатын ерекше қорытынды – үй малдары мен құстары ішетін су ортасы нитратпен ластанған болса, оның малдың организмінің ішінде нитритке айналуы малдың өзі үшін де, ондай мал етін тамаққа пайдаланатын адам үшін де өте қауіпті деген сөз.

Сонымен, жоғарыда көрсетілген нәтижелердің барлығы қойдың органдарындағы молибденді ферменттердің активтігі ешкінікінен әлдеқайда жоғары екені айқын көрсетеді. Осы күнге дейін жиналған ғылыми жариаланымдарға талдау жасасақ, су өсімдіктерімен қоректенетін малдардың молибденді ферменттерінің, әсіресе ксантинокисдаза және альдегидоксидазаның активтіктері құстардікімен салыстырғанда жоғары болатыны қисынды ақиқат екен. Жоғарыда айтып кеткендей, өсімдіктердің құрамында, әсіресе сулы өсімдіктерінде жануарлар үшін бөтен қосылыстар өте көп және олардың көпшілігі биологиялық белсенді заттар, улы қасиеттері де болуы мүмкін. Сол қосылыстарды белсенді түрде биотрансформациялау үшін ксантиноксидаза және альдегидоксидаза секілді күшті тотықтырғыш ферменттердің активтігі жоғары болуға тиіс. Ал, тауық көбінесе сусыз дәндермен қоректенеді және әртүрлі жануарлардың организмдеріндегі көптеген кіші молекулалы қосылыстар бәріне ортақ, яғни бір-бірі үшін бөтен емес. Сондықтан да тауықтың молибдоферменттерінің активтігі қойдікінен әлдеқайда төмен.
Пайдаланған әдебиеттер

1. 
   Аликулов З., Львов Н.П., Кретович В.Л. 1980. Нитрат-и нитритредуктазная активность ксантиноксидазы молока. Биохимия том. 45 № 9, стр 1714-1719.
   
2. 
   Аликулов З., Львов Н.П., Кретович В.Л. 1983, О нитратдуктазной активности
   

стр 45-49.

3. 
   Alikulov Z., Appelbaum S. 2000, Prospects and promises of stydy on molybdoenzymes
   

том 4, 74-79.

Евразийский национальный университет им.Л.Н. Гумилева, г. Астана, Казахстан

Студент БТ-11 Хансеит Ақерке

Жетекші Абаш Алтынгул Сембайқызы

Биотехнология терминін алғаш рет 1917 жылы венгер инженері Карл Эреки енгізді. Карл Эрекидің пікірінше, «биотехнология - бұл тірі организмдер көмегімен белгілі бір өнімдерді өндіру жөніндегі барлық бағыттардағы жұмыстар» болып табылады.

Қазіргі кезде бұл терминге төмендегідей анықтама береді: Биотехнология - биологиялық процестер мен объектілерді пайдалануға негізделген экономикалық жағынан тиімді, маңызды заттарды өндіру мен жоғарғы өнімді микроорганизмдердің штаммдарын алу, өсімдіктердің сорттары мен формаларын, жануарлардың асыл тұқымын шығарумен айналысатын ғылым мен өндірістің жаңа бағыты.

Яғни, адамға қажетті өнімдерді биологиялық объектілердің көмегімен өнімдерді өндіру. Бұл ретте микроорганизмдер мен өсімдіктер және жануарлар жасушалары, жасуша органоидтері немесе биологиялық белсенді молекулалар қолданылады.

Органикалық өнімдерден биогаз алу - органикалық өнімдердің анаэробты жағдайда "метандық ашу" нәтижесінде жанар газ бөлу қасиетіне негізделген. Метандық ашу нәтижесінде бөлінетін биогаз құрамы - 50-80% метан, 20-30% көмірқышқыл газы, шамамен 1% күкіртсутек, сонымен қатар шамалы мөлшердегі басқа газдардан (азот, оттегі, сутегі, аммиак, т.б.) тұрады. Метантүзуші бактериялар органикалық қышқылдарды қажетті метанға, көмірқышқыл газына айналдырады.

Бұл күрделі жүйелену комплексіне микроорнизмдердің мыңдаған түрлері қатысады. Бірақ олардың негізгісі - метантүзуші бактериялар. Метантүзуші бактериялар қышқылтүзуші ашытқы микроорганизмдер мен салыстырғанда көбеюге ұзақ уақыт қажет етеді және қоршаған ортаның өзгерістеріне қарсы тұру потенциялы төмен. Сондықтан, ашу ортасында алғашында ұшқыш қышқылдар түзулуіне байланысты, метандық ашудың бірінші кезеңін қышқылдық деп атайды. Ары қарай қышқылдардың түзілуі және өнделуі жылдамдығы тенеледі. Сондықтан субстрактының ыдырауы мен газ түзіледі бір уақытта қатар жүреді. Газдың түзілу өнімділігі метантүзуші бактериялардың тіршілік жағдайына байланысты.

Бұл процестің ерекшелігі сол таза культура жағдайында басқа өнім, ал синтрофиялық бірлестік жағдайында басқа өнім алынады. Мысалы, ірі қара мал қарнында Selenomonas ruminantum глюкозалы лактатқа дейін ашытады. Ал синтрофиялық ассоцияцияда Methanobrevibacter ruminantium ацетат, метан және СО2 түзеді.

Егер клетканы термофильді эубактериямен Clostridium thermoccelum бактериясының таза культурасымен ашытса этанол, ацетат, Н2 және СО2 түзіледі. Синтрофты ассоцияцияда Metronobacteruim thermoantotrophicum ацетат, метан СО2 түзіледі.

Сазды балшық газы "болотный газ" деп аталады. Көк түсті жалынмен жанады, иіссіз, түтінсіз жанады. Ал ағаштың, тезектің жануынан қорашаған ортаны ластайтын түтін бөлінеді.

Биохимиялық тұрғыдан метандық "ашыту" анаэробтық тыныс болып табылады. Органикалық заттардың (сірке қышқылы) электрондары көмірқышқыл газына тасымалданып, метанға дейін тотықсызданады. Метантүзуші бактериялар үшін электронның доноры қызметін сутегі атқарады.

4C6H5COOH + 24H2O → CH3COOH + 4HCOOH + 8H2

(бензоат)

12CH3COOH → 12CH4 + 12CO2

(ацетат)

4CHCOOH → 4CO2 + 4H2

3CO2 + 12H2 → 3CH4 + 6H2O

4C6H5COOH + 18H2O → 15CH4 + 13CO2

Бактерия түрлерінен Methanobakterium formicicum және Metahanospirillum hungati басым қатысады. Мысалы, Methanobakterium kadomensis st 23-20 күн жүретін метаногенезді 8 күнде жүргізеді. Ірі қара малдың, үй құстарының көнінің өнелуіне 20 күдей, ал шошқаның сұйық көнінің ашу процесіне 10 күндей қажет. Егер жыл сайын түзілетін сиырдың 300 млн.т тезегін биогазға айналдырса, алынған энергия мөлшері 33 млн.т. мұнайдан алынатын энергия мөлшеріне тенседі. Яғни , 1т сиыр тезегінің құны 0,11т. мұнайға тен. Ірі қара мал және шошқа көндерінің тең мөлшерінен, шошқа көнінен 50%-ға көп биогаз өндіріледі.

Жамбыл облысы Жуалы ауданы "Қошқар ата" ауылында биогаз алу мен қолданудың биотехнологиясы.

Зерттеу барысында дәстүрлі мал шаруашылығымен айналысатын Жамбыл облысы Жуалы ауданының «Қошқар ата» ауылына қажетті биореактордың көлемі, биогаздың өнімі мен қажетті мөлшері анықталды. Үй жануарларының (малдың) санына қарай шикізаттың (көңнің) тәуліктік дозасы (мөлшері) анықталды. ДШ – шикізат дозасы.

Малдың санына қарай ДШ анықтау:

Мүйізді ірі қара 1989 х 36 кг = 71604 кг = 71,604 т (тонна)

Қой-ешкі 10404 х 4 кг = 41616 кг = 41,616 т

Жылқы 459 х 10 кг = 4590 кг = 4,59 т

Құс 5355 х 0,16 кг = 856,8 кг = 0,8568 т

Барлығы 118666,8 кг немесе 118,6668 т

Яғни бір тәулікте түзілетін шикізаттың дозасы ДШ = 118,6668 т құрайды.

Зерттеу жұмысы жаз айларында жүргізілуіне байланысты, қажетті ылғалдылыққа жеткізу үшін шикізатпен су мөлшерінің арақатынасы 2:1 құрады. Яғни, шикізатқа қосылатын су дозасы ДС = 59333,4 литр.

Мүйізді ірі қара, жылқы, қой-ешкінің көңінің, құс саңғырығының ашу процесінде биогазды көп мөлшерде 10-15 күнде бөлуіне байланысты, реактордағы ашу процесіне мезофилді режим таңдалды. Ашытудың мезофилді режимінде реактордың айналу уақыты 10-20 тәулік құрайды және шикізатты қолданудың тәуліктік дозасы (Д) реактордағы шикізаттың жалпы көлемінің (ШЖ) 1/20-ден 1/10 құрайды. Қондырғыдағы шикізаттың жалпы көлемі реактордың 2/3 көлемінен (РК) аспауы қажет.

Яғни, реактордың көлемі РК = 1,5 х ШЖ тең болады.

ШЖ = 10 х Д, ал Д =ДШ+ДС

ДШ =118666,8 кг

ДС = 59333,4 л

Д = 118666,8 кг + 59333,4 л = 178000,2 кг = 178 т.

ШЖ = 10 х 178 т = 1780 т.

РК = 1,5 х ШЖ = 1,5 х 1780 т = 2670 м³

Биогаздың өнімі малдың түріне байланысты анықталып, жалпы мөлшері есептелді:

Мүйізді ірі қара 71,604 т > 2721 – 3688 м³

Қой-ешкі 41,616 т > 1894 – 3912 м³

Жылқы 4,59 т > 139 – 209 м³

Құс 0,8568 т > 40 – 81 м³

Барлығы 4794 – 7890 м³

«Қошқар ата» аулында мал көңінің түріне және оның тәуліктік мөлшеріне байланысты биогаздың тәуліктік өнімінің мөлшері 4794 – 7890 м³ құрады.

«Қошқар ата» аулында орналасқан 176 үй тұрғындарының санының сараптамасы нәтижесінде бір жанұядағы адам саны орта есеппен 4 адам құрады. Жанұяға және шаруашылыққа қажетті биогаздың мөлшері - 49,6-52,6 м³. Бұл көрсеткішті 176 үйге шаққанда - 8729,6 – 9257,6 м³.

Ауыл шаруашылық өнімдерінің органикалық массасының белгілі температурада нәтижесінде биогаз түзілетін ашу процесі жүретін герметикалық жабық ыдысты биогаз қондырғысы дейді. Барлық биогаз қондырғыларының жұмыс істеу қағидалары бір: жинақталған және қажетті ылғалдылыққа жеткізілген шикізат реакторға салынады, онда шикізатты өңдеуді жетілдіруге жағдай жасалады. Шикізаттан биогазды немесе биотыңайтқышты алуды ферментация немесе ашыту деп атайды.

• 
  отын мен электроэнергия үнемделеді;
  
• 
  тыңайтқыш пен гербицид үнемделеді;
  
• 
  биогаз және биотыңайтқышты сатуға болады;
  
• 
  ауылшарушылық өсіміктерінің өнімі жоғарылайды;
  
• 
  үй жануарлары мен құстарға жем қоспалары қолданылады;
  
• 
  биогаз қондырғылары бір жыл шамасында шығымын өтейді;
  
• 
  органикалық қалдықтар жинақталмай, қолданылуына байланысты, ауа тазартылып, респираторлық және көз аурулары азаяды;
  
• 
  органикалық қалдықтардағы микроорганизмдердің жойылуына байланысты эпидемиялық жағдай жақсарады;
  
• 
  экологиялық таза тыңайтқыш қолданылуына байланысты экологиялық таза ауылшаруашылық өнімдерден денсаулық жақсарады;
  
• 
  тезек, көмір, ағаш отынды жинауға, тасымалдауға, кептіруге жіберілетін уақыт, қаржы үнемделеді және сақтау орны қажет болмайды;
  
• 
  органикалық қалдықтардағы шөп тұқымдарының жойылуына байланысты, арамшөпті жинауға жіберілетін уақыт үнемделеді.
  

• 
  ашық сақталатын көңнен түзілетін метанның (парник газы) атмосфераға бөлінуі азаяды;
  
• 
  көмір, ағаш отындарының жану өнімдері мен көмірқышқыл газдың бөлінуі азаяды;
  
• 
  жағымсыз иісті азот қосылыстарыммен ауаның ластануы азаяды;
  
• 
  көңмен су ресурстарының ластануы азаяды;
  
• 
  ағаштар (орман) отын ретінде қолданудан сақталады;
  
• 
  химиялық тыңайтқыштарды қолдану азаяды.
  

1. 
   Сасон А. биотехнология: свершения и надежды.
   
2. 
   М.; Мир 1987.- 410c
   
3. 
   Нейфах А.А Клеточные и генетические основы биотехнологии - М.: Знание, 1987.-64c
   
4. 
   Громов Б.В., Павленко Г.В. Экология бактерии Л.:ЛГУ, 1989. -248c
   
5. 
   Миллер Т. Жизнь в окружающей среде . Том ІІ . М.:Прогресс.1994.-335c
   
6. 
   Стейниер Р.,Эделберг Э., Ингрем Дж. Мир микробов. М.: Мир, 1979.T. 1-3.
   
7. 
   Шлегель Г. Общая микро биология М.:Мир 1987.563c.
   
8. 
   Метаболизм микроорганизмов под.ред.Н.С.Егорова М.:МГУ.1986.-256с
   
9. 
   8.Гусев М.В.: Минеева Л.А микро биология М.:МГУ. 1992.-376с
   
10. 
    Веденев А.Г., Веденев Т.А. Биогазовые технологии в Кыргыстане Бишкек "евро" 2006.-90с
    

Евразийский национальный университет им.Л.Н. Гумилева, г. Астана, Казахстан

e-mail: anna11171@mail.ru
Растения занимают одно из центральных мест в жизни каждого человека: это и продукты питания, и одежда, и строительный материал, а также важный источник лекарственных веществ, против огромного количества заболеваний. Уже сегодня благодаря достижениям в областях молекулярной биологии и биотехнологии получены растения, в геном которых встроен фрагмент генома патогенного микроорганизма. Такие растения приобретают способность к производству веществ, обладающих вакцинными свойствами, что является большим преимуществом по сравнению с традиционно используемыми методами.

Проекты под общим названием «съедобные вакцины» ведутся достаточно давно. Идею создания трансгенных растительных вакцин впервые высказал в 1992 году американский ученый Х. Мейсон в своей статье «Expression hepatitis B surface antigen in transgenic plants». В статье автор рассказывает о способе получения вакцины против гепатита В на основе трансгенного табака. Рекомбинантный белок (поверхностный антиген (HBsAg) вируса гепатита В) выделенный из табака, при инъекции мышам вызывал у них такой же специфичный иммунный ответ, как и при использовании стандартной трансгенной вакцины из дрожжей. Несколькими годами позже появились еще две «съедобные вакцины» — противохолерная и противокоревая. И та, и другая прекрасно зарекомендовали себя в опытах на животных: после кормления трансгенным картофелем у мышей вырабатывался иммунитет к холере, а после кормления табаком — к кори. Затем был создан трансгенный картофель, продуцирующий HBsAg, и с 1998 года начались эксперименты на добровольцах.

Исследования проводились на базе нескольких университетов США: университета Мэриленда в Балтиморе, института растениеводства Бойса Томпсона при Корнельском университете в Итаке, штат Нью-Йорк, и университета Tulane в Нью-Орлеане. Проведенные эксперименты показали, что «съедобная вакцина» способна вызвать иммунную реакцию у человека. Активность подобной вакцины к гепатиту В была доказана после того как поедание 42 испытуемыми трансгенного картофеля стимулировало выработку антител к HBsAg у 60% добровольцев. Причем чем больше антивирусного картофеля ели испытуемые, тем более устойчивым был результат. В другом исследовании, 10 из 11 добровольцев, получавших в день по 100 гр. сырого картофеля, продуцирующего антигены энтеропатогенной кишечной палочки, вызывающей различного рода расстройства пищеварения, начали вырабатывать в слизистой кишечника антитела к этому возбудителю. Немного позднее были испытаны «картофельные» вакцины к вирусу Ньюарк (возбудителю диареи) также с обнадеживающими результатами. Всего за истекший период времени для проведения испытаний синтезированных в растениях антигенов было задействовано 82 добровольца.

В январе 2006 года в США была получена первая лицензия на продажу первого вакцинного препарата из трансгенных растений в розничной торговой сети.

В результате проведения научных исследований по данному направлению учеными было установлено, что растительный организм в качестве живого биореактора для производства вакцин нового поколения подходит гораздо больше, чем другие живые организмы. Преимущество заключается в том, что в отличие от бактерий и дрожжей растения как высшие эукариотические организмы в состоянии осуществить качественную пространственную укладку протеиновых молекул, так называемый Folding. Это важно для получения таких посттрансляционных модификаций молекул антигенов, которые способны вызвать иммунную реакцию у живого организма после их введения.

Другое преимущество растительных вакцин заключается в том, что происходит колоссальная экономия средств, предназначенных в случае использования традиционных технологий на процесс очистки целевых продуктов. Не секрет, что более половины себестоимости вакцинных препаратов принадлежит длительному и кропотливому процессу их очистки от компонентов живой материи, в которой они были синтезированы. В случае же производства съедобных вакцин ученые добиваются такого состояния, когда растение накапливает целевые вакцинные белки в определенных органах: листьях, корне, плодах или семенах. Не трудно догадаться, что используя живые органы растения с накопленными в них вакцинными веществами можно обойтись без процесса очистки вообще, так как сама живая клетка является уникальной системой сохраняющей вакцинные вещества в первозданном состоянии.

В-третьих, для получения полноценной иммунной реакции организма на антиген необходимо, чтобы достаточная его масса достигла слизистой оболочки кишечника и оттуда лимфатических сосудов, связанных с ним. Этого также можно достичь и другим путем – если ввести вакцину через инъекцию шприцем в кровяное русло. Но для такой процедуры требуются лабораторные условия, и соблюдение стерильности. Растительную же вакцину можно вводить в живой организм без использования стерильных лабораторных условий и специального инструментария – достаточно употребить растение ее содержащее в пищу. Прочная целлюлозная оболочка в состоянии предохранить живое содержимое клетки от действия желудочного сока, и способствует достижению вакцинными веществами отделов тонкого кишечника в неповрежденном виде. Количество вводимого вакцинного вещества может быть отрегулировано в каждом конкретном случае отдельно, и не составит особых затруднений ввиду того, что накапливаться такое вещество в растении будет в большом количестве и от этого его стоимость будет очень низкой.

И, наконец, в отличие от животных клеток клетки растений не содержат в своем составе патогенные для человека и животных вирусы и прионы, и поэтому могут служить безопасным источником иммуногенных рекомбинантных белков.

Таким образом, растительная клетка может быть использована как универсальное и безопасное приспособление для сохранения, транспорта и введения в организм иммуногенных протеинов, способных вызвать полноценную иммунную реакцию организма, сопровождающуюся выработкой специфических антител.

Поиск различных систем для экспрессии чужеродных генов в растении за последние десять лет был связан с развитием нескольких подходов. Первым из них был предложен путь использования трансгенных растений, в ядерный геном которых перенесены гены, контролирующие синтез соответствующих гетерологичных белков. Получение таких растений было основано на природной способности почвенной бактерии Agrobacterium tumefaciens переносить часть своей собственной ДНК в виде Т-области в растительные клетки. Именно эта часть Ti-плазмиды была использована учёными для переноса генно-инженерных конструкций, включающих различные целевые гены. При переносе в ядерный геном растения чужеродные гены, как правило, стабильно интегрируются и передаются потомкам в последующих поколениях согласно законам Менделя.

Другой способ – перенос экзогенной ДНК в геном хлоропластов, содержащий в среднем от 5 до 10 тыс. копий ДНК на клетку. За счёт этого уровень экспрессии чужеродных белков может достигать значений, сравнимых с уровнем экспрессии в E. coli (до 40 % от суммарного белка клетки). Однако данный способ связан с чрезвычайной сложностью методов трансформации и последующего отбора.

Еще один путь использования растений для накопления белков гетерологичного происхождения основан на природной способности растительных вирусов проникать и колонизировать растительные ткани. На этой основе появляется возможность использования вирусного генома в качестве вектора для доставки, а также и в качестве матриц для транзиентной экспрессии генов, кодирующих синтез целевых белков.

В рамках моей диссертационной работы «Оптимизация технологии получения иммуногенного мембранного протеина Brucella abortus в растительных клетках» была произведена серия опытов по освоению методов производства иммуногенных белков в растительных клетках. В качестве объектов нашего исследования были выбраны: Nicotiana tabacum как модельная система растительного организма, и Brucella abortus как представитель патогенных микроорганизмов. Иммуногенные белки Brucella abortus к каковым, например, относятся целый ряд мажорных белков наружной мембраны: Omp1, Omp2b, Omp16, Omp19, Omp25, Omp31 и т.д. представляют из себя богатый материал для проведения экспериментальной работы. Так в наших исследованиях была использована нуклеотидная последовательность иммуногенного белка Omp16. Кроме этого, применяя традиционные технологии производства вакцин, до сих пор не получено эффективной противобруцеллезной вакцины, которая полностью предохраняла бы от заболевания бруцеллезом привитых ею людей и животных. Поэтому актуальность создания альтернативных видов вакцин, способных решить проблему эффективной защиты от патогенного микроорганизма, на сегодняшний день очень высока.

Наши исследования проводились на базе лаборатории молекулярной биологии и биотехнологии растений, Дармштадского технологического университета (Германия). В рамках запланированного объема работ нами была произведена ядерная и хлоропластная трансформации, а также осуществлен процесс транзиентной экспрессии в растениях Nicotiana tabacum при помощи почвенной бактерии Аgrobacterium tumefaciens. Сначала целевой ген Omp16 мы встраивали в экспрессионную плазмиду, и переносили в агробактерию. Затем при помощи агробактериального переноса мы встраивали рекомбинантную ДНК, несущую целевой ген, в растительный геном. Впоследствии регенерированные из трансгенных клеток растения несли в себе чужеродный ген, экспрессия которого достигала 0,5% всего растворимого белка клетки.

Другим методом, использованным нами для достижения стабильной трансформации целевого гена Omp16 в пластом Nicotiana tabacum был метод биобаллистики. Для этого мы использовали заряженные чужеродной ДНК золотые частицы, которыми расстреливалась живая растительная клетка. Некоторое количество таких частиц попадая в клетку интегрируют свою ДНК в пластом используемого в опыте растения, в данном случае в пластом Nicotiana tabacum. Затем трансформированные клетки Nicotiana tabacum проходят селекцию, и используются для последующей регенерации из них растений, несущих встроенный целевой ген Omp16.

Для достижения следующего высокоэффективного способа – процесса временной экспрессии – нами были использованы растения Nicotiana tabacum, инфицированные модифицированным растительным вирусом (ВТМ), содержащим чужеродный ген Omp16. Сразу после заражения у растений происходило кратковременное увеличение синтеза желаемого иммуногенного протеина. В этом заключается преимущество данного пути получения целевого белка. Однако процесс производства мультимеров, таких, например, как HBsAg и ему подобных, при помощи временной экспрессии до сих пор не достигнут.

Мы полагаем, что подобные исследования имеют важное значение для углубленного понимания и совершенствования новых технологий производства иммуногенных протеинов в растительном организме, что в конечном итоге должно привести к открытию новых высокоэффективных и низкозатратных путей их производства, и тогда растения в качестве съедобных вакцин станут обыденной реальностью.

УДК 604.6:63
СҮТТІҢ ҚОРЕКТІК САПАСЫ ЖӘНЕ СҮТТЕГІ МИКРООРГАНИЗМДЕР
Қостанай қаласы, А.Байтұрсынов атындағы Қостанай мемлекеттік университетінің, Аграрлы-биологиялық факультетінің, биология және химия кафедрасының магистранты Аубакирова Жанна Түбекбайқызы
Ұлы орыс физиологы И.П. Павловтың айтуынша – сүт табиғаттың өзі дайындаған таңғажайып тағамы.

Сүт тағамдарын дайындау қазір өндірістік жағдайда игерілді. Бүгiнгi таңда елiмiзде 200-ден астам сүт өңдеу кәсiпорындары бар.

Орыстың дәрігер ғылымы Н.И. Лунин витаминдерді анықтаудағы тәжірибесінде дәлелдегеніндей, табиғи сүт құрамында адам мен жануарлар ағзасына қажетті барлық заттар бар, яғни 20-дан астам амин қышқылдары, 20-дан астам май қышқылдары, 50-ден аса макроэлементтер және микроэлементтер, 16-ға тарта витамин, қанттың 3 түрі, түрлі ферменттер, сондай-ақ тотығу, орын басу, зат алмасу процестерінің қалыпты жүруін, сүттің бактерицидтік касиеттерін камтамасыз ететін гормондар мен иммунды денелер көптеп кездеседі.

Сүт құрамындағы ақуыздың бастылары казеин, альбумин және глобулин болып табылады. Сүт белогының құрамында адам организімінде синтезделетін амин қышқылдары болғандықтан, ол жоғары сапалы тағам болып саналады. Сүттің майлылығы – негізгі сапа көрсеткіші. Сүт құрамындағы май қаныққан және қанықпаған май қышқылдарынан тұрады, олар тағамның маңыздылығын арттырады. Көмірсулар сүтте лактоза қанты түрінде кездеседі. Негізінен сүттің ұюында маңызы зор энергия қоры болып табылады. Сүт қышқылы жануарлардың бұлшық етіндегі гликолиз процесінің соңғы өнімі болып табылады. Сүт қышқылы және оның тұздары тоқыма, тері илеу өнеркәсібінде, медицинада кеңінен қолданылады. Сүттегі кездесетін минералды заттар организмдегі зат алмасудың, дене сүйектің өсіп жетілуін, денедегі осмос қысымының тұрақтылығын сақтауда, тістердің түзілуінде пластикалық материал болып табылады. Сүт элементтік құрамы бойынша кальций мен фосфорға бай. Шикі сүт құрамында ретинол, токоферол, тиамин, никотин қышқылы, аскорбин қышқылы кездеседі. Бұл витаминдер зат алмасу процесінің қалыпты жүруіне және организмнің өсіп жетілуіне қажет. Сүттің химиялық қасиеті – активті және жалпы қышқылдылығымен сипатталады. Сүт қышқылы әсерінен түзілетін ұйындыдан кефир, простокваша, ірімшік, кілегей және қаймақ дайындауға болады. Сүттің қышқылдылығы 18ºТ шамасынан аспауы тиіс. Сүттің физикалық қасиеттері сүт тағамдарының технологиялық әдістері-қыздыруға, салқындатуға, мұздатуға, ашытуға, ұйытуға әсерін тигізеді [1].

Сүт және сүттен дайындалатын тағамдар микроорганизмдердің өсіп-өнуі үшін қолайлы тіршілік орта болып табылады, бұлардың тіршілік әрекеті салдарынан сүт тағамдары тез бұзылады. Сүт тағамдарында кездесетін микроорганизмдерді – бактериялар, ашытқы және зеңдер деп үш топқа бөледі

Бактериялар тобынан сүт өндірісінде кеңінен пайдаланатыны сүт қышқылы бактериялар.

Сүт қышқылы бактериялары көбінесе моно және дисахаридтерді ашытады, ал крахмал және сол сияқты күрделі қанттар-полисахаридтерді ашыта алмайды. Соңғы жылдары шар тәрізді сүт қышқылы бактерияларының ішінде крахмалды едәуір дәрежеде ашыта алатын топтар табылып, өндіріске ұсынылды. Кейбір сүт қышқылы бактериялары басқа, әсіресе шіріту бактерияларына жойқын әсер ететін антибиотиктерді бөлетіні анықталды

Сүт қышқылы бактериялары азот көзі ретінде оның органикалық қосылысын пайдаланады. Олардың көпшілігі белоктарды, амин қышқылдарын, пептидтерді және полипептидтерді сіңіре алады. Сүт қышқылы бактериялары аммоний тұздарымен қоректейбейді деген пікір бар. Бірақ олар табиғатта өте аз.Сүт қышқылы бактериялары 7-ден 42 градус жылылық арасында тіршілік ете алады. Әрине, бұлар спора түзбейтіндіктен температура жоғарылағанда қырылып қалады. Тіршілік ету барысында олар қышқыл түзеді. Сөйтіп ортаны қышқылдандырып, басқа микроорганизмдердің тіршілік етуіне жол бермейді. Реакциясы бейтарап ортада олар өте жақсы тіршілік етеді [2].

Ашытқылар – орта есеппен алғанда бактериялардан он еседей үлкен микроорганизмдер. Сүт ашытқылары факультативтік анаэробтық микроорганизмдерге жатады. Олар ауада оттегінің бар, жоғына қарамастан сүттің барлық қабаттарында бірқалыпты көбейіп, өсіп-өне береді. Олар спиртті ашуды тудырады. Сондықтан бұл микроорганизмдер ашытқы жасау өндірісінде кең пайдаланылады. Сүт өндірісінде бүршіктеніп көбейетін ашытқылар, әсіресе кефир, қымыз сияқты қышқыл сүт тағамдарын даярлауға көп пайдаланылады. Бұл ашытқылар сүт қантын спиртке және көмір қышқылына дейін ыдыратады, мұның салдарынан тағамның дәмі жақсарып сіңімділігі артады. Сүт ашытқыларының грамм-оң және грамм-теріс микробтарына бактерицидтік және бактериостатикалық әсер ететін заттарды бөліп шығаратынын эксперимент жүзінде А.Скордумова байқады. Ацидофильді таяқша тудыратын антибиотикалық зат ретінде де ашытқы антибиотигі қышқылды ортада анағұрлым активті болды. Ол туберкулез таяқшасының, тифоз, дизентирия, дифтерия бактерияларының өсіп-өнуін тоқыратады [3].

Зең – бактериямен ашытқыларға қарағанда күрделі организм. Олар жіп сияқты гифтерден түрады. Ал гифтер мицелий түзеді. Зеңдер споралар арқылы өсіп-өнеді. Олар ішкі (эндогенді) және сыртқы (эктогенді) болып екі топқа бөлінеді. Зеңнің аспергиллус атты түрі тағам жоғары ылғалдықта сақталса, тез өрбиді де тағамды бұзады .

Сүт зеңі. Аппақ барқыт сияқты болып тұтаса көбейеді, сыр және сарымай сияқты тағамдарды дұрыс сақтамаған жағдайларда, бетін қаптап кетеді. Сүт зеңі тағамға мал сауған ыдыстан және басқа қондырғылардан жұғады [4].

Микроорганизмдердің тіршілік әрекетін реттеу үшін оларға жылумен, жарықпен, ылғалмен әсер ете отырып олардың өсіп өнуіне қолайлы жағдайлар жасауға немесе тікелей жойып жіберуге болады.

Жарық сәулесі (ультрокүлгін сәуле), микробтардың қай түрін болмасын жойып жібереді. Жарық сәулесіне, әсіресе, патогенді микробтар төзімсіз келеді.

Сүт өнеркәсібінде микроорганизмдердің тіршілік әрекетін реттеу үшін көбінесе жылу пайдаланылады. Микробтардың тіршілік әрекетін бәсеңдету немесе тоқтата тұру үшін температура қолданылады. Ол үшін сүтті тоңазытатындығы белгілі.

Желіннің үрпінде әр уақытта микробтар болады. Ал үрпінен желінге, одан сүт қалдықтарына жақындаған сайын микробтар саны азая түседі. Ғалымдардың ғылыми деректерінде сүттің алғашқы тамшыларында кейінгі тамшыларына қарағанда микробтар саны 12 есе көп болатындығы дәлелденді [5].

Жалпы сүттегі микроорганизмдердің сапасы да, саны да өзгеріп отырады және ол белгілі бір кезеңмен байланысты.

Сүт қышқылы бактерияларымен бірлесіп тіршілік ететін ашытқылар эволюциялық даму барысында қалыптасқан деп қарау керек.Микроорганизмдерді жою үшін оларға жоғарғы температурамен: стерилизациялау-сүтті 100°С асыра қыздыру, қайнату және пастеризациялау- қайнатпай қыздыру арқылы әсер етеді.

Сүт өзі, асылында, үлкен жұмысқа лайықталып жасалған зат. Күллі сүт еметін тіршілік иелері оның ішінде адам баласы да сүтпен асыралып барып, өсіп өнеді.

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі

2. Б.В. Перфильев., Д.Р. Габе «Капиллярные методы изучения микроорганизмов» Москва.: АН СССР, 1961г.,

3. В.В.Аникиев., К.А. Лукомская «Руководство к практическим занятиям по микробиологии» Москва.: Просвещение, 1974г.,

4. Г.Л. Селибера «Большой практикум по микробиологии» Москва.: Высшая школа, 1962г.,

5. Н.С. Егорова «Практические занятия по микробиологии» Москва.: МГУ, 1980г.,

УКД 637.12.04/07

ГЕНЕТИКАЛЫҚ МОДИФИКАЦИЯЛАНҒАН ОРГАНИЗМДЕР (ГМО)

ЖӘНЕ ОЛАРДЫҢ ПАЙДАСЫ МЕН ЗИЯНЫ.
Қостанай қаласы, А.Байтұрсынов атындағы Қостанай мемлекеттік университетінің, Агро-биологиялық факультетінің, биология және химия кафедрасының аға оқытушысы Рамазанова Кунсулу Кабиденқызы, Динара Қайратқызы
Кез келген нәрсені жегеннен,

аш болған артық.

Омар Хайям.
ГМО- бұл гендік кодына бөтен гендер «жабыстырылған» ағзалар болып табылады.Мысалы: картоп генінің қатарына сарышаян геннін қосу нәтижесінде біз ешқандай жәндік жемейтін картоп түрін аламыз. Немесе, күнделікті пайдаланып жүрген томатты алсақ, оған солтүстік камбаласының генін пайдаланған.Енді ол аязға төзімді ,үсімейді.Бұл бізге не үшін қажет? Ғалымдар аштықтың алдың алудың жолы осы деп шешті ме? Айтып өткен картоп өнімі колорад қоңызынан зардап шекпейді, помидорды солтүстік аязында да өсіруге болады. Сонымен бірге, бір пішінді бірақ дәмсіз алмалар әбден шіріп біткенше керемет иіс береді. Қазір байқап қарасақ сатылатын жемістер сондай әдемі, біркелкі және ұзақ сақталатын болып келеді. Ыңғайлы! Күріш геніне астық тұқымдастарында ешқашан болмаған А витаминін өндіретін генді қосуға болады. Сонымен, ғалымдар дақылдардың өнімділігін арттыру үшін олар зиянкестерге төзімді болу үшін аз уақыттың ішінде жаңа сорттар шығаруда.

Ең кең таралған гендік модификацияланған дақылдарға - соя жүгері, бидай, қызылша, мақта, рапс, картоп жатады.

ГМО-қауіптілігі гендердің орналасуымен байланысты. Гендердің өзгеріске ұшырауынан белгісіз улы заттар түзіліп , адам мен жануарларда аллергия тудыруы мүмкін. Генді орналастыру үшін транспозон вирусын немесе плазмиданы қолданады. Олар ағза жасушасына еніп, жасуша ресурсын өзінің гендік тізбегін нөмірлерін құруға пайдаланады [1].

Қазіргі кезде гендерді орналастырудың кең таралған түрі бар. Біріншісі-биобаллистикалық пушка. Онда алтынның микробөліктерін немесе гендер жағылған гендермен жасушаны атады. Мұндай жағдайда қанша жаңа гендер орын ауыстырғанын білу мүмкін, білу мүмкін емес. Екіншісі-ең кең таралған және өте қауіптісі плазмид арқылы. Генді енгізу. Онда ісік түзуші бактериялар қолданылады. Неміс ғалымдары ГМ азықтан плазмидалардың тұқым қуалайтынын анықтаған.

«Трансгенді азықтарды» қолдану адам үшін өте қауіпті екенін ресей ғалымдарының еңбектерінен көруге болады.(Монастырский,Кузнецов,Куликов) және World Scientists Statement [2].

ГМО-иммунитетттің төқмендеуі,аллергиялық реакциялардың өліммен аяқталуы,ісік аурулары.

Кейбір ғалымдар трансгенизацияны «жеделдетілген» селекция деп қарастырады.Бірақ біз білеміз селекция көмегімен туыс ағзалардың гибридін алуға болады,яғни картоптың бірнеше сортын шағылыстыру ,картопты алмамен немесе помидорды балықпен шағылыстыру емес.

Табиғатта әр түрге жататын ағзалар арасында шағылысу жүрмейді.Егер жүре қалған өзінде ұрпақ бермейді.Мысалы:есекпен атты, арыстан мен жолбарысты шағылыстыру.

ГМО қолданған ағзаларда да өзгерістер болатыны анықталған , тіпті адам сілекейімен ішек микрарларасынан.Тышқандарға жүргізілген экспиременттерде ГМ құрам олардың ұрпақтарынан да табылған.Сонымен ғалымдар ГМО тек қана өнімде емес,сонымен қатар оны қолданғандарда ,олардың ұрпақтарында кездесетінін анықтады.

Құрамында ГМО бар азықтар өндірушілерін өте көп табыс әкеледі. ГМО және трансгенді азықтарының қауіпсіздігін тексеру, негізінен өндіруші есебінен жүреді. Сондықтан, ол обънкивті болып саналмайды мүмкін сол себептен кейбір ғалымдардың ГМО қауіпті деп ескеруін естігілері келмейді.

ГМО азықтарын пайдаланудың зияны [3].

-өте қауіпті аллергиялық реакциялардың пайда болуы.Мысалы:АҚШ адамдар ГМО өнімдерін еркін қолданады.Аллергиямен ауыратындар саны 70% құрады.Ал, Швецияда 7%,бұл өнімдерді қолдануға тыйым салынған.

-Трансгенді өнімдерді пайдалану асқазанның сілемейлі қабатының құрылымын бұзады.Зат алмасудың бұзылып , иммунитететің төмендеуіне әкеледі.

-Ісік ауруларының көбейуіне себеп болады.Жасушаларды мутацияға ұшыратады [4].

Сауалнама нәтижелері

Гендік модификацияланған өнімдер туралы студенттердің білімімен көзқарасын анықтау мақсатында 1-ші және 4-ші курстар арасында сауалнама жүргіздім.

Сауалнама төмендегі сұрақтардан тұрды.

1. Жасы

3. Гендік модификацияланған өнімдер туралы не білесіз?

4. ГМӨ-ді қолдануды қолдайсыз ба?

5. Газет, журналдардан гендік модификацияланған өнімдер туралы оқыдыңыз ба?

6. Сатып алған азық-түлігіңіздің сақталу мерзімі мен маркасына мән бересіз бе?

7. Сіз гендік модификацияланған азық-түлікті арзан болғасын аласыз ба?

8. Тамақ өнімдерінің сапасын бақылайтын мемлекеттік қызмет орындары

туралы не білесіз?

9. Гендік модификацияланған өнімдер туралы көбірек білгіңіз келе ме?

10. Гендік модификацияланған өнімдерді қаншалықты зиян деп санайсыз?

Қорытынды

Сауалнаманы талдау кезінде 1-2 курс студенттерінің гендік модификацияланған азық-түліктер туралы естіп, білгендері 40% (пайызды) ал, 3-4 курс студенттері 60% (пайызды) құрды.

Гендік модификацияланған азық-түліктер XX ғасырдың биология саласындағы үлкен жетістігі. Бірақ, негізгі сұрақ- осы азық-түліктердің адам ағзасына әсері болып отыр.
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
1. Красовский О.А. Генетически модифицированная пища: возможности и риски // Человек, 2002, № 5, с. 158–164.

2. Поморцев А. Мутации и мутанты // Faкел, 2003, № 1, с. 12-15

3. Чечилова С. Трансгенная пища. // Здоровье, 2000, № 6, с. 20–23.

4. Поморцев А. Мутации и мутанты // Faкел, 2003, № 1, с. 12-15