Себінді материалды дайындау

2.Себінді материалды дайындау

1. 
   Себінді материалдар түрлері?
   
2. 
   Микробиологиялық синтез?
   
3. 
   Биохимиялық инженерия?
   

1. Арнамалы дауалау.

2. Әлсіретілген тірі вакциналар.

3. Иннактивтелген вакциналар.

4. Суббөлікті вакциналар.

5. Жасанды вакциналар.

6. Генрік инженериялық вакциналар.
Лекция мақсаты: Вирустардың тіршілік және өмір сүру мен зияндылықтарының түрлерімен танысу.

Лекция мәтіні.

Вирустар табиғатта кең таралған. Ол тіршілік бар жердің бәрінде де кездеседі. Вирустар адам, мал, құс, балық, шыбын-шіркей арасында ауру таратады. Кейбір вирустар зооантропонозонды індеттердің таралуына да себепші болады.

Індеттен сақтанудырудың негізгі жолы – арнамалы дуалау вакцинамен немесе қан сарысуымен егу. Егудің арқасында организмнің арнамалы қорғану факторлары және механизмдері іске қосылады. Айта кететін бір жайт ауруға қарсы қолданған шаралардың салдарынан қоздырушы мен ауруға шалдығатын организм арасында популяциялық-экологиялық өзара байланыстар өзгерді. Аурудың өршуі, вирустардың әртүрлі қасиеттері де өзгеріске түсті. Қоздырушының бір малдан екінші малға өту жолдары да өзгереді. Осындай жағдайларда вирустардың орталыққа байланысты күшейген түрлері пайда болып, олардың иммунитетке қарсы тұрарлық қасиеттері бар түрлері дүниеге келді. Сонымен қатар вирустардың уыттылығы төмендеген түрлері де пайда болды. Сөйтіп вирустардың өзгеруіне сәйкес аурулардың жаңа түрлері пайда бола бастады.

1. Арнамалы дауалау. Арнамалы (спецификалық) дауалау дегеніміз малды жұқпалы аурулардан вакцина немесе гипериммунды қан сарысуы арқылы сақтандыру. Ауырып жазылған малда және вакцина егілген соң вирусқа қарсы пайда болған иммунитет әртүрлі дамиды. Мұнда гуморальдық және клеткалық факторлар әртүрлі роль атқарады.

Сондықтан да вирустарға қарсы вакцина алу үшін және ол вакцинаны қолдану үшін осы клеткалық, гуморальдық факторлардың өзара ерекшелігін ескерген жөн.

Иммунитеттің гуморальдық және клеткалық факторлары әр түрлі вакциналармен іске асады.

• 
  Тірі вакциналар – тірі, бірақ әлсіретілген вирус штамдарынан алынған.
  
• 
  Өлтірілген – немесе инактивтелген вакциналар – вирустарды физикалық және химиялық жолдармен өлтіріп алынған.
  
• 
  Гендік – инженерлік вакциналар – гендік инженерия тәсілдерімен алынған.
  
• 
  Жасанды, немесе синтетикалық вакциналар – вирус антигеніне полиэлектролит немесе полимер қосып, вакциналық жиынтық алынған.
  

Вакцинаға қандай талаптар қоюға болады?

Біріншіден, вакцина ауру қоздырушының белгілі бір түріне сәйкес болуы керек.

Екіншіден, вакцина зиянсыз, індет туғызбайтындай қасиеті болуы керек.

Үшіншіден, вакцинаның жеткілікті иммуногендік қасиеті болуы қажет, яғни вакцина еккеннен кейін 2-3 апта өткен соң сол вирусқа қарсы организмде иммунитет пайда болуы шарт.

Індеттен сақтандыру үшін 1798 жылы Э.Дженнер вакцинаны тұңғыш рет қолданды. Шешектен сақтандыру үшін сол сиыр шешегін жас балаға екті.

Француз ғалымы Луи Пастер Дженнердің құрметіне вакцина (ағылшынның vacc-сиыр) деген сөзді қолдануды ұсынды.

2. Әлсіретілген тірі вакциналар. Тірі вакцинаны әлсіретілген вирустардан алады.

Әлсірету (аттенуация) – вирусты немесе микробты әлсірету. Әлсіретудің салдарынан вирус індеттің ауыр түрін қоздыра алмайды, яғни қоздырушының патогендік және уыттылық қасиеттері жойылады, ал иммуногендік қасиеті сақталады. Вирусты әлсірету кезінде вирустарға арнаулы әсер етіп, олардың кейбір нәсілдік қасиеттерін өзгертіп, өзгерген түрлерін алады.

Әлсірету үшін әртүрлі мутагендер қолданылады. Вирустарды клетка өсінділеріне бірнеше рет себудің немесе тауық эмбриондарына, зертханалық жануарларға бейімделуінің арқасында вирустардың нәсілдік қасиеттері өзгереді.

Тірі вакциналардың басқа вакциналарға қарағанда тиімді ерекшеліктері бар. Олар: мал оргнаизміне егудің арқасында ұзақ уақыт сақталатын, ауруаға қарсы тұру қасиеті пайда болады. Себебі вакцинадағы әлчіретілген вирус организмде өсіп-көбейеді. Сондықтан да ұзақ уақыт бойына вирус антигендері организмде өз қызметін атқарады.

Сонымен бірге бұл вакциналар тек бір рет қана егіледі. Тірі вакцинаның тағы бір ерекшелігі – оларды малдың тек тері астына егу жолымен емес, тыныс жолдарына жіберуге де және ішкізуге де болады.

Сонымен қатар тірі вакциналардың кемшіліктері де бар. Олар:

• 
  әлсіретілген вирустардың вируленттік қасиеті өсіп кетуі де мүмкін. Тірі вакцинаның әлсіреген қасиетінің бірқалыпты болуын қадағалау өте қиын жағдай. Ондай қасиеттің ұзақ жылдар бойы сақталуы да екіталай. Сондықтан вирустардың әлсіреген штамдарының нәсілдік қасиеттерінің тұрақты болуы шарт.
  

Қазіргі кезде гендік инденерияға медицина мен мал дәрігерлері үлкен үміт артып отыр. Гендік инженерлік вакциналарды тұмауға, аусылға, вирус гепатитіне қарсы алу үшін ғылыми жұмыстар жүргізілуде.

1. 
   Вакцина деген не?
   
2. 
   Гендік инженерлік вакциналар?
   
3. 
   Арнамалы вакциналар?
   
4. 
   Суббөлікті вакцина?
   

1. 
   Сүт қышқылы бактерияларының тамақ өнеркәсібіндегі маңызы
   
2. 
   Сүт қышқылы бактерияларының түрлері.
   

1. Сүт қышқылы ашу процесінде лактоза қанты ерекше сүт қышқылы бактерияларының көмегімен сүт қышқылына айналады. Бұл процесс мына реакция бойынша жүреді:

С₆Н₁₂О₆=2С₃Н₆О₃+18 ккал

қант сүт қышқылы энергия

Сүт қышқылы ашу процесі көбінесе сүтте кездеседі және бұл процеске қатынасатын бактерияларды сүт қышқылы бактериялары деп атайды. Бұл процесстің нәтижесінде негізгі өнім ретінде қышқыл түзіледі.

Сүт қышқылы ашу процесі табиғатта, тұрмыста кең таралған. Ол өндірісте, ауыл шаруашылығында қолданылады. Өнеркәсіпте таза сүт қышқылын алу, түрлі тағамдар даярлау (сүзбе, қаймақ, айран т.б.) жемшөпті сүрлеу, овощтарды ашыту негізінен осы сүт қышқылы бактерияларының қасиетіне негізделген.

Сүт қышқылы ашу процесінің ішкі сыры соңғы кездерде анықталады. Қант ашығанда бірден сүт қышқылы пайда бола қоймайды. Алдымен аралық өнім ретінде пирожүзім қышқылы түзіледі. Егер ашытқы саңырауқұлақтарда осы пирожүзім қышқылын сірке альдегидіне дейін ажырататын карбоксилаза ферменті болса, сүт қышқылы бактерияларында ол жоқ. Соның нәтижесінде пирожүзім қышқылы одан әрі ажырамайды, сутегінің әсерінен тотығу процесіне ұшырап, сүт қышқылына айналады.

2. Сүт қышқылы бактериялары шар және таяқша тәрізді болып келеді де, өздері қозғалмайды, спора да түзбейді және ауалы да ауасыз жерлерде бірдей тіршілік ете береді. Бірақ бактериялар топтарының барлығы дерлік бірдей мөлшерде сүт қышқылын түзе бермейді. Олардың кейбір топтары қышқыл ортаға төзімсіз (шар тәрізділері) келеді. Ал таяқша тәрізді сүт қышқылы бактериялары ортада едәуір мөлшерде (1,5-2%) қышқыл жинай алады және осындай жағдайда тіршілік етеді.

Сүт қышқылы бактериялары моно және дисахаридтерді ашытады, ал крахмал және басқа күрделі полисахаридтерді ажырата алмайды. Бұл бактериялардың кейбір түрлері асқазан ауруын қоздырушы микробатрды қыратын антибиотиктер түзетіні де анықталды. Сүт қышқылы ашу процесін жүргізетін бактериялардың ішіндегі ең маңыздылары:

Стрептококкус лактис – қос-қостан немесе моншақ тәріздене тізіле орналасқан шар тәрізді бактериялар, +30-35⁰ температурада өсіп дамиды. Ашу барысында ортада 1%-ке дейін қышқыл түзеді. Сүт тағамдарын (айран, кефир, қаймақ т.б.) даярлауда активті қатысады.

Болгар таяқшасы – оны алғаш рет болгар айранынан И.И.Мечников бөліп алып зерттеген. Ұзындығы 4-5 микрондай болатын, қозғалмайтын таяқша, өніп-өсуге қолайлы температурасы: +40-48⁰. ортада 3,0-3,5%-ке дейін қышқыл түзе алады. Қышқылды ортаға аса төзімді. Бұл айран даярлауда қолданылады.

Дельбрюк таяқшасы – бірден немесе бірнешеден тізбектеле орналасқан таяқша бактериялар. Спора түзбейді. Тіршілігіне ең қолайлы температура +45⁰. Тіршілік еткен ортада 2,5%-тей қышқыл түзеді. Ал ортада бор болса, қышқыл мөлшері 10%-ке жетеді. Бұлар өндіріс жағдайында сүт қышқылын алу мақсатында қолданылады.

Бактериум кукумерис ферментати – ұзындығы 2 микрондай, қос-қостан немесе моншақ тәрізді орналасқан микроорганизмдер. Көбінесе қиярды тұздағаннан кейін оны ашыта бастайды. Тіршілік етуі үшін ең қолайлы температура +35⁰, ортада 1%-тей сүт қышқылын түзеді.

Айтылып өткен бактериялардың барлығы да қанттан тек сүт қышқылын түзеді, сондықтан да оларды гомоферментативті сүт қышқылы бактериялары деп атайды. Бұлардың барлығы да спора түзбейді, қозғалмайды және тіршілік жағдайын талғампаз келеді. Қолдан жасалған қоректік ортаға азот көзі ретінде оның минералды түрлерін қосса, бұл бактериялар тез дамып, көбейеді. Азотты олар органикалық қосылыстардан ғана алады. Сонымен қатар сүт қышқылы бактериялары В₁₂ витаминін де қажет етеді.

Ал тіршілігінің нәтижесінде қанттан тек сүт қышқылын ғана емес, сонымен бірге басқа да өнімдер түзетін сүт қышқылы бактерияларыда бар. Бұларды гетероферментативті сүт қышқылы бактериялары деп атайды.

Сүт қышқылы бактерияларын практикада қолдану. Гомоферментативті сүт қышқылы бактериялары сүт шаруашылығында кеңінен қолданылады. Олар сүттен қышқыл сүт тағамдарын даярлауда пайдаланылады. Сүт қышқылы бактериялары әсерінен ортада сүт қышқылы пайда болады. Қышқыл ортада шіріту бактериялары да тіршілік ете алмайды. Сүтте казеин, түрлі минерал тұздар, негізінен сүт қанты бар. Міне сондықтан да ол сүт қышқылы бактерияларына ең бір қолайлы орта болып саналады.

Сүттегі микроорганизмдердің саны мен сапасы оны сақтау жағдайына байланысты. Бұл көптеген микроорганизмдердің сүтке сырттан келіп түсетінін аңғартады. Желіндегі сүттің бір милилитрінде не бары 300-400-дей бактериялар болады. Ал сауылған сүтте микроорганизмдердің мөлшері бұдан да көп, оның негізгі себебі – сауу кезінде тазалықтың сақталмауы. Егер санитарлық және гигиеналық ережелер қатаң сақталып, соған сәйкес сүтті сақтау жағдайы өзгерсе, көп кешікпей-ақ бактериялар көбейіп кетеді.

1. 
   Сүт қышқылдарын практикада қолдану жолдары?
   
2. 
   Препарат дайындау түрлері?
   
3. 
   болгар таяқшасы оның түрлері?
   

1. 
   Биотехнологиялық өндіріс және өнімдердің сипаттамасы.
   
2. 
   Микробиологиялық өнеркәсіпті технологиялық белгілері
   
3. 
   Микробиологиялық синтездің өнімдері
   

Микроорганизмдер клеткалары үлкен ерекшеліктермен сипатталатын, зат алмасу процесі қарқынды жүретін объектілер. Бір микробтық клетка минутына 10-нан 100 мың белок молекулаға дейін синтездейді. Көптеген микроорганизмдердің екі еселену уақыты 0,3-2 сағат аралығында болады, бұл ең жоғары өнімді өсімдіктермен салыстырғанда 500 рет, ал жоғары асыл тұқымды малдардан 1000-5000 рет жылдам екендігін көрсетеді. Тағы да бір үлкен көңіл қоятын мәселе, кейде клеткалардың барлық биохимиялық активтілігі өздерінің өсуі мен кебеюіне ғана бағытталмай, керісінше, адамға қажетті заттарды синтездеуге жұмсалады, микроорганизмдердің мұндай қабілетін реттеуге және қарқындылығын арттыруға болады. Мәселен, бір өсу циклында 1 кг биомассаға 0,5 кг пенициллин түзетін мутантты штамдар және тіршілік қажеттілігінен 100-200 есе жоғары мөлшерде В витаминін түзетін микроорганизмдер белгілі. Микробиологиялық синтездің тиімділігі, субстрат ретінде меласса, сүт сарысуы, мұнай және т.б. өнімдердің қалдықтары мен екіншілік шикізат көздерінің қолданылу мүмкіндігімен анықталады.

Микроорганизмдер қолданылатын өндірістерді екі топқа бөледі:

1. Тамақ және ашу өндірісі. Тамақ және ашу өндірісінде ауыл шаруашылық шикізаттарды өңдеуде микроорганизмдердің қолданылуы технологиялық циклдың белгілі бір сатысында шектеледі. Яғни микроорганизмдердің жоғары биомассасын дақылдау және олардың метаболизмінің өнімдерін жинау мен тазартуды қажет етпейді, мұндай өндіріс орындарын микробиологиялық өнеркәсіпке жатқызбайды.

2. Микробиологиялық өнеркәсіп. Микробиологиялық өнеркәсіптің негізгі технологиялық сатысы микроорганизмдерді дақылдау болып табылатын өндіріс.

2. Микробиологиялық өнеркәсіпті технологиялық белгілері

Микробиологиялық өнеркәсіпті технологиялық белгілері бойынша екі топқа бөледі:

Ал, көп тоннажды өндірістің негізгі ерекшеліктерінің бірі - өнімді бөліп алу сатысының қарапайымдылығы, оларды сұйық түрде өндіреді және өнімдердің термотөзімділігіне байланысты жылумен кептіруге болады.

1. 
   Негізгі активті компоненті ретінде тіршілік етуге қабілетті, тірі микроорганизмдерден тұратын биологиялық препараттар (өсімдіктерді қорғайтын заттар, бактериялық тыңайтқыштар, ұйытқылар т.б.).
   
2. 
   Инактивирленген клеткалар және олардың өңделген өнімдерінен құрылған биологиялық препараттар (азықтық ашытқылар, саңырауқұлақтың мицелиялары).
   

Бұл өнімдерді химиялық табиғатына және өндіруші (продуцент) микробтық клеткалар үшін мәніне байланысты 3 топқа бөледі:

• 
  молекулалық массасы 10000-нан бірнеше миллионға дейін үлкен молекулалы заттар (ферменттер, полисахаридтер және т.б.).
  
• 
  бірінші реттік метаболиттер, яғни микроорганизмдер өсуі үшін қажетті қосылыстар (аминқышқылдар, витаминдер, пуринді және пиримидинді нуклеотидтер және т.б.).
  
• 
  екінші реттік метаболиттер, яғни микроорганизмдердің өсуіне қажетсіз қосылыстар (антибиотиктер, токсиндер, алкалоидтар).
  

ТМД елдерінде жемдік азық ретінде ағаш гидролизаты және мұнай

1. 
   Микробиологиялық синтездің өнімдері?
   
2. 
   Микробиологиялық өнеркәсіпті технологиялық белгілері
   

1.Ферменттер жайлы жалпы түсінік.

2. Ферменттердің химиялық табиғаты

3. Ферменттердің жіктелуі.

1. Ферменттер ерте кезден бері адамдардың тұрмыс тіршілігінде кеңінен қолданылып келеді. Мысалы Қытайда, Корея мен Жапонияда бірнеше мыңдаған жылдардан бері крахмалды өнімдерді қанттандыру үшін спирт алу үшін саңырауқұлақ дақылдарын қолданылып келеді.

Қазіргі кезде микробиологиялық синтез арқылы гидролаза класының ферменттерін алады, олар гликозидті, пептидті және эфирлі байланыстарды судың қатысуымен ыдыратушы реакцияларды катализдеп мына реакция бойынша жүргізеді:

ХУ+НОН  ХН+УОН

Бұл микробтық гидролаза ферментінің көбісі клетка сыртына бөлінетін, экзоферменттерге жататындығына байланысты мұндай ферменттерді алу жеңіл және арнзан болып келеді.

Тірі клеткада зат алмасу процесі үздіксіз жүріп жатады. Зат алмасу процесі дегеніміз белгілі бір тәртіппен кезектесіп келіп отыратын әртүрлі химиялық реакциялардың жиынтығы. Мұндай реакциялар клеткадан тыс жерде (in vitro) өте қиындықпен және мейілінше баяу жүреді. Тірі клеткада бұл реакциялардың жүрісін ферменттер тездетеді. Ферменттер – жануарлардың, өсімдіктер мен микроорганизмдердің клеткалары жасап шығаратын биологиялық катализаторлар.

Ферменттер молекулаларының құрылысына қарай 2 топқа бөлінеді: 1) тек қана белоктардан тұратынбір компонентті ферменттер; 2) молеклаларының құрамына белоктан басқа активтік немесе простетикалық топ деп аталатын белоксыз заттар кіретін екі компонентті ферменттер.

Бір компонентті ферменттерде амин қышқылдарының бүйірлік радикалдары активтік орталық ролін атқарады. Белок – фермент молекуласының ІІ және ІІІ деңгейлі құрылымы жасалған кезде, бүйірлік радикалдар өзара жақындасады да, активтік орталығын құрады. Мысалы, панкреатикалық рибонуклеазаның активтік орталығына гистидин-16-ның, лизин-41-дің және гистидин-119-дың радикалдары кіреді. Активтік орталықтың осы компоненттерінің кеңістіктік жақындасуын күрделендіре түсетін амин қышқылдары да ферменттер үшін маңызды роль атқарады. Белок – фермент молекуласының құрамынан басқа амин қышқылдарын ферменттің активтік қасиетіне нұқсан келтірмей де ажыратып алуға болады.

Екі компонентті ферменттердегі активті топ металл немесе кіші молекулалы органикалық зат болып табылады. Табиғаты органикалық активті топтар екі типке бөлінеді:

1) коферменттер: олар ферменттің белокты бөлігіменберік байланысады. Оксидоредуктазаның құрамындағы флавинадениндинуклеотид осындай коферментке мысал бола алады.

2) косубстраттар: олар ферменттің белокты бөлігімен нашар байланысқан, сондықтан олар ферменттің бір молекуласынан екінші молекуласына өте алады. Косубстратқа оксидоредуктазаның құрамындағы никотинамидадениндинуклеотид мысал бола алады.

Ғе, Со, Сu, Mn металдары ферменттердің активті топтарында белокпен берік байланысқан, ал K, Ca, Mg, Zn, Cl сияқты басқа элементтер - әлсіз байланысқан, олар өздерінің қатысуы арқылы көбінесе ферментті активтендіре түседі.

3. Ферменттердің жіктелуі. 1961 жылы көрнекті биохимик – ғалымдардан тұратын халықаралық комиссия құрылды, бұл комиссия ферменттердің жаңа жіктеуін жасап оны Халықаралық биохимиялық Одақтың қарауына ұсынды. Жаңа жіктеу бойынша бізге белгілі ферменттердің барлығы 6 класқа бөлінеді.

1. 
   Оксидоредуктаза – тотықтыру-тотықсыздандыру ферменті.
   
2. 
   Трансфераза – атомдардың түрліше топтарының тасымалдану реакциясын катализдейтін фермент.
   
3. 
   Гидролаза – заттардың түрліше топтарының гидролизіне қатысатын фермент.
   
4. 
   Лиаза – еселенген байланысты түзе немесе бұза отырып, түрлі атомдар тобын қосып немесе ажыратып алу реакциясын катализдейтін фермент.
   
5. 
   Изомераза – изомеризация реакциясын катализдейтін фермент.
   
6. 
   Лигаза – АТР энергиясының есебінен түрлі заттардың синтезделу реакциясын катализдейтін фермент.
   

1. 
   Ферменттің маңызы?
   
2. 
   Ферменттердің химиялық табиғаты?
   
3. 
   Катализатор?
   

1. Майлар

2. Балауыз.

3. Фосфолипидтер.

4. Глюколипидтер.

5. Липидтер алмасуы.

Жоғарғы сатыдағы өсімдіктердің липидтері майлар, балауыз, фосфолипидтер және глюколипидтер деп аталатын 4 негізгі топқа бөлінеді. Липидтер организмде зор роль атқарады. Олардың біразы клетканың қор заты ретінде жиналады, ендігі бір тобы клетканың құрылымын түзуге қатысады. Протоплазманың, вакуоляның, пластидтердің, ядро мен басқа органоидтардың сыртқы бетін жауып тұратын мембраналар, сондай-ақ хлоропластар мен митохондрялардағы барлық мембрана тәрізді құрылымдар екі компоненттен тұрады, оның біреуі – липид. Белоктармен қосыла келе, липидтер күрделі белоктар – липопротеидтер түзеді. Липопротеидтердің осы комплексінен клетка мембранасы түзіледі.

Химиялық құрамы бойынша майлар глицерин мен үлкен молекулалы май қышқылдарының эфирі болып табылады.

Майлардың құрамынан пальмитин, стеарин, олеин, линол, линолен қышқылдарын жиі кездестіруге болады. Пісіп келе жатқан жеміс пен тұқымда тез арада көмірсудан май түзіледі. Бұл кезде көмірсу, негізінен алғанда, глюкоза мен фруктоза алғашында глицеринальдегид пен диоксиацетонға ыдырайды. Глицеринальдегидтен глицерин түзіледі. Триозадан сірке қышқылы түзіледі, ол май қышқылдарының синтезі үшін бастапқы зат болып қызмет етеді. Осындай жолмен түзілген глицерин мен май қышқылдары липаза ферментінің жәрдемімен айға синтезделеді.

Майлы тұқымдардың өнуі кезінде ондағы майлар липаза ферментінің жәрдемімен өте тез гидролизденеді және онымен бір мезгілде қан жиналады. Осы кезде гексоза ғана емеспентоза да түзіледі.