«биология» кафедрасы



жүктеу 1.63 Mb.
бет4/8
Дата17.06.2016
өлшемі1.63 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8

2. Балауыз - әдеттегі температурада қатты, май тәрізді зат. Бұл май қышқылдары мен үлкен молекулалы бір атомды спирттердің күрделі эфирлері. Балауыз өсімдіктің жапырағын, сабағы мен жемісін жұқа қабатпен жауып тұрады.


3. Фосфолипидтер фосфатидтер, плазмолегендер және сфинголипидтер деп аталатын үш топқа бөлінеді. Фосфолипидтердің үш тобының құрамында да фосфор қышқылының қалдығы болады. Фосфатидтер дегеніміз глицерин мен май қышқылдарының күрделі эфирлері, сонымен қатар олардың құрамында фосфор қышқылының қалдығы және онымен байланысөан азотты негіз бар.

4. Гликолипидтер глицерин мен май қышқылының күрделі эфирлері болып табылады. Бірақ фосфолипидтерге қарағанда мұнда фософр қышқылының қалдығы емес, белгілі бір моносахарид болады. Моносахарид пен глицериннің арасында глюкозидті байланыс бар.

Липидтерге майлар және майға ұқсас заттар – липоидтар жатады. Олар барлық тірі клеткаларда болады және тіршілікке орайлас бірнеше маңызды қызметтер / энергия берушілік, қорғану құрылымдық, метаболизмдік/ атқарады.

Липидтер ыдыраған кезде көп мөлшерде химиялық энергия макроэргиялық қосындылар түрінде бөлініп шығады. Липидтер суда ерімейді, бірақ органикалық еріткіштерде жақсы ериді.

Липидтер екі үлкен топқа бөлінеді. Қарапайым липидтің молекуласы спирт қалдықтарынан және жоғары май қышқылдарынан тұрады. Бұған бейтарап майлар, стероидтар және балауыздар /воскілер/ жатады.

Күрделі липид спирт қалдығынан, жоғары май қышқылдарынан және басқа бір заттардан /азоттық негіздер, фосфор қышқылы, көмірсулар, және басқалары/ тұрады. Оларға фосфотидтер, гликолипидтер, сульфатидтер жатады.

Липидтердің негізгі компоненті – май қышқылдары. Бейтарап майлар. Бейтарап майлар деп үш атомды глицерин мен жоғары май қышқылдарының күрделі эфирін айтамыз.

Қаныққан май қышқылдарында әдетте көміртек атомдарының жұп сандары болады, мысалы:

Май қышқылы - С3 Н7 СООН

Капрон қышқылы - С5 Н2 СООН

Стеарин қышқылы - С17 Н35 СООН

Егер майлардың құрамында қанықпаған қышқылдар басым болса, ондай майлар сұйық болады / мақта, күнбағыс, зығыр майлары/. Егер қаныққан қышқылдар басым болса, ондай майлар қатты болады / жануарлар майы – тоң май/.

Стероидтар – кристалды заттар, оптикалық активті. Суда ерімейді, органикалық еріткіштерде ериді, түссіз болады.

Балауыздар /воскілер/ деп липидтердің үлкен бір топтарын айтады.

Фосфатидтер /фосфолипидтер/ - майларға жақын қосылыстар. Олар үш атомды спирт глицерин мен екі молекула май қышқылдарының, фосфор қышқылының және азотты негіздің күрделі эфирі.

Гликолипидтердің молекуласында көмірсулар болады.

Сульфатидтер – сфингозин, цереброн, немесе лигноцерин қышқылдарынан, галактоза және күкірт қышқылынан пайда болған күрделі эфирлер.



5. Липидтер алмасуы.

Липидтердің алмасуы төрт кезеңнен тұратын сатылы процесс. Ол кезеңдер мыналар : ас қорыту, сіңіру, аралық алмасу және сол алмасуының ақырғы өнімдерінің пайда болуы. Липидтердің қорытылуына өт / бауыр клеткаларының шырыны, секреті /, ұйқы безінің және ішектің сөлдері қатысады. Ұйқы безінде ас қорыту ферменттері көп болады. Олардың әсерімен липидтер денесіне сіңетіндей дәрежеге жетеді.

Майлардың негізгі массасы /95-97 %/ ащы ішек бөлігінде, ең алдымен, он екі елі ішекте қорытылады. Өт қышқылдары май тамшыларының бетіне сорылады да, жұқа қабық құрады. Бұл процесті эмульгация деп атайды.

Ішек шырыш қабығының клеткаларында жоғары май қышқылдары глецеринмен қосылып, қайтадан май/ жануардың белгілі бір түріне тән майы/ түзіледі, яғни ресинтезделеді.Ресинтез - гид–олизге керісінше процесс.

Майлар лимфа жүйелерінің тамырлары және көкірек тармағы арқылы қанға келіп түседі. Бұдан кейін майлар май депосына /қоймасына/ қор ретінде жиналады.

Жоғары май қышқылдарының организмде ыдырау механизмін неміс биохимигі Ф. Кнооптың 1904ж ұсынған “май қышқылдарының В – тотығу теориясы” түсіндіре алады. Бұл теория бойынша организмде май қышқылдарының ұзын көміртек тізбегі тотығудың әрбір айналымында екі атом көміртегіне карбоксил тобы ұшынан қысқарып отырады. Табиғи май қышқылдарында әрқашан көміртек атомдарының жұп сандары болады, демек екі еселенген үзіндіге толық ыдырай алады.

Май қышқылдарының В – тотығу метохондрияда өтеді. В – тотығуының ферменттері метохондрияда шоғырланған, ал ацил – КоА – ның пайда болуы цитоплазмада өтеді.

Жоғары май қышқылдары организмдегі химиялық энергияның ең маңызды көзі болып келеді. Стеарин қышқылының бір молекуласының толық ыдырауынан ацетил КоА – ның 9 молекуласы пайда болады :

Липидтер тек ыдырап қана қоймай, организмде түзіле де алады. Майлардың биологиялық түзілуі үш негізгі сатыдан тұрады : глицериннің, жоғары май қышқылдарының пайда болуы және олардың триглецерид молекуласын құрауы.
Бақылау сұрақтары:


  1. Майлар маңызы?

  2. Липидтердің түрлері

  3. Липидтердің алмасуы?



Лекция №10

Тақырыбы: Витаминдер
Жоспар.

1. Витаминдер жайлы түсінік.

2. Суда еритін витаминдер.
Лекция мақсаты: жоғары физиологиялық активтілік көрсететін төменгі молекулалық заттар табиғатын үйрену.

Лекция мәтіні.

1. Дәрумендер (витаминдер) - аз концентрацияда жоғары физиологиялық активтілік көрсететін төменгі молекулалық заттар. Табиғатта дәрумендердің негізгі көзі - өсімдіктер мен микроорганизмдер болып табылады. Қазіргі кезде микробиологиялық жолмен дәрумен В2-ны, A және В дәруменінің алғы заты эргостерин және биотинді тауықтар мен торайлар үшін өндіреді. Дүние жүзінде дәрумендерді 40 фирма өндіреді, олардың 18 - АҚШ-та, 8 - Жапонияда, 14 - Батыс Еуропада орналасқан. Дәрумендерді өндіру көлемі бойынша бірінші орында швейцарлық концерн Hoffman La Roche, ол барлық жалпы өндірілетін дәрумендердің 50-70%-ын құрайды. Биотехнологияның қарқынды дамып келе жатқан бағыты - медициналық биотехнология.

Витаминдер - әр түрлі химиялық табиғаты бар, организмнің тіршілігіне өте шамалы мөлшерде қажет төмен молекулалы органикалық қосылыстар. Зат алмасуда катализаторлық және реттегіштік қызмет атқарады.


Витаминдерді 1880 жылы орыс ғалымы Н.И. Лунин ашты. 1912 жылы поляк ғалымы К. Функ күріш кебегінен, құрамында азоты бар, кристалды затты бөліп алып, оған витамин / лат. vita – тіршілік, amin – амин / деген ат берді. Қазіргі уақытта витаминдердің 30-ға жуық түрі жақсы зерттелген.
Витаминдерді осы уақытқа дейін латын алфавитының үлкен әріптерімен атайды А, Д, Е, К.Витаминдер ерігіштік белгісіне қарай екі үлкен топқа : майда және суда еритін витаминдер болып бөлінеді. Бұл көпшілікке танылған жіктеу. А- витаминінің организмде жетіспеуі зат алмасуының бұзылуына және әр түрлі ауруларға әкеледі.
Д- витамині азықтарда болмағанда, немесе жетіспегенде төлдерде рахит аурулары дамиды. Рахит /грек rhachis – арқа қыры, омыртқа бағанасы/ - мешел
/құныс/ ауруы организмдегі кальций мен фосфор алмасуының өзгеруінен болады. Е- витамині майларда және майлы еріткіштерде еритін май тәрізді зат. Е- витамині жетіспегенде құстар мен сүтқоректілердің бұлшық еттері мен тканьдерінде, қан тамырларында елеулі өзгерістер болады. Шөп астық тұқымдастарда бір зат жетіспесе, балапандар геморрагиялық ауруға ұшырайтыны 1935 жылы белгілі болды. Жетпеген ол затты К витамині деп атады. К витамині жетіспегенде қан тамырының қабырғасы селдіреуінен оның ішіндегі қан айналаға шапшып шығып сол араға жиналады. Ғ витамині бұл митамин қанықтырылмаған май қышқылдарына жатады.

2. Суда еритін витаминдер / В тобындағы витаминдер/ .

Суда еритін витаминдерге В1, В2, В3, В5 /РР/, В6, Вс, В12, Н, С және Р жатады. В тобындағы витаминдер – суда еритін, организмдегі зат алмасуға үлкен әсер ететін активті заттар. Бұл витаминдер және олардың туындылары көптеген ферменттердің құрамына кофермент ретінде енеді. Организмдегі зат алмасудың жүйелілігі және бағыты осыларға байланысты. В тобындағы витаминдердің біреуі жетіспесе, организмдегі биохимиялық реакциялар бұзылып, алуан түрлі патологиялық процестер пайда болады. В1 витамині / тиамин. Тиаминнің биологиялық активтігі фосфорлану процесінен кейін ғана пайда болады. Тиаминнің фосфорлы туындысы тиаминпирофосфат липоев қышқылымен бәрігіп, пирожүзім қышқылын карбоксилсыздандыру құбылысына қатысатын ферменттер құрамына кіреді.Тиамин жетіспегенде карбоксилазаның пайда болуы бұзылып, пирожүзім қышқылы одан әрі ыдырамағандықтан оның қандағы мөлшері бірсыпыра көбейеді. Ал пирожүзім қышқылының жиналуы орталық және шеткі жүйке жүйелері бөлімдерінің қызметіне ұнамсыз әсер ететіндіктен полиневрит ауруы пайда болады.

В2 витамині / рибофлавин/.Осы витамин тотықтандыратын сары ферменттер /ФАД, ФМН/ құрамына кіреді. Бұл витамин көмірсулардың алмасуына, глюкоза мен галактозаның ішекте сіңірілуіне қатысады. Көру органының, жыныс бездерінің, жүйке жүйесінің қалыпты қызметіне және төлдің құрсақта өсуіне рибофлавин қажет.

Рибофлабин жетіспеуінен организмдегі органикалық заттардың тотығуы бұзылады. Мысалы, бұл жағдайда қанттардың алмасуы бұзылып, бауырдағы гликогеннің пайда болуы төмендеп, сүт пен пирожүзім қышқылдарының тотығуы тоқтайды.

Рибофлабин жетіспеген жағдайда организм белок пен амин қышқылдарын нашар пайдаланады.

В3 витамині / пантотен қышқылы/. Пантотен қышқылы

/ грек. Пантос – желаяқ/ 1943 жылы қолдан жасалды. Пантотен қышқылы ашық сары, жабысқақ сұйық. Бұл қышқыл өзінің биологиялық активтігін организмде А коферменті ретінде көрсетеді.

Пантотен қышқылы жеткіліксіз болса, организмнің өсіп – жетілуі баяулайды, терісі зақымданады, жүйке жүйесінің қызметі және ішкі секреция бездерінің жұмысы бұзылады.

1914жылы К. Функ пеллагра ауруын жазатын заттың табиғатын анықтады. Бұл зат никотин қышқылы болып шықты.

Никотин қышқылы – ақ түсті, қышқылдау, суда жақсы еритін, кристалдар. Ол жоғары температураға, күн сәулесіне, ауаға, сілтілі ерітінділерге тұрақты. Никотин қышқылы амидінің де витаминдік қасиеті бар.

Никотинамид зат алмасуына өте қажетті ферменттердің /кодегидраза, кодегидрогеназа, немесе НАД, НАДФ/ құрамына коферменттер ретінде кіреді. Ал бұл ферменттер сутегінің алмасуына әсер етеді. Бұл витаминнің рационда жетіспеуі пеллагра дейтін ауыр індетке ұшыратады.

В6 витамині /пиридоксин/.В6 витамин тобына пиридоксил немесе пиридоксин, пиридоксаль мен пиридоксамин кіреді.

Пиридоксин жетіспегенде жануарлардың азықты пайдалануы мен өсуі нашарлап, терісі қабынып /дерматид/, аяқтары құрысып және жансызданып, қандағы темірдің мөлшері көбеюіне қарамастан қанның жалпы мөлшері азайып гипохромдық анемия пайда болады.

В12 витамині / цианкобаламин/. Витаминнің құрамында кобальт болғандықтан, оны оны кобаламин деп атайды.



Суда еритін витаминдер.

Суда еритін витаминдерге Н, С және Р жатады.

Свитамині /аскорбин қышқылы/. С витамині су мен метиль спиртінде жақсы, этиль спиртінде нашар еритін, ацетон мен эфирде ерімейтін ақ кристалды ұнтақ.

Химиялық жағынан С витамині – аскорбин қышқылы. Организмде бос аскорбин қышқылы қалпына келтірілген / аскорбин қышқылы/ және тотыққан /дигидроаскорбин қышқылы/ түрінде кездеседі.

С витаминнің жануарлар организміндегі физиологиялық мәні өте үлкен. Клеткалардың тыныс алуына, белоктар мен қанттар алмасуына қатысу, организмнен улы заттарды шығару – аскорбин қышқылының негізгі биологиялық ролі. Аскорбин қышқылы дәнекер тканінің, коллаген мен хондрамукоид белоктарының бауырдағы гликогеннің пайда болуына, қарын шырынының бөлінуіне, тирозин қышқылының тотығуына, нуклеин қышқылдарының өзгеруіне қатысады.

С авитаминозының белгілері:

С витаминінің ұзақ уақыт жетіспегендігінен құрқұлақ ауруы пайда болады. Бұл авитаминоздың төрт белгісі бар : ішектің зақымдануы, ет пен теріге қан құйылу, буын мен сүйектердің өзгеруі және қанның азаюы.
Бақылау сұрақтары:


  1. Витаминдер

  2. Витаминдер туралы түсінік.

  3. Витаминдердің қызметі.

  4. Тиамин. Рибофловин.

  5. Коротиноидтер. В12 витамині.



Лекция №11

Тақырыбы: Антибиотиктер
Жоспар.

1. Екіншілік метаболиттер өндірісі.

2. Антибиотиктерді әсер ету механизміне байланысты жіктелуі.
Лекция мақсаты: Екіншілік метаболиттерінің және антибиотиктердің әсер ету механизмдеріне талдау жасау.

Лекция мәтіні.

1. Екіншілік метаболиттер өндірісі

Екінші реттік метаболиттер немесе идиолиттер – микроорганизмдердің тіршілігіне, өсуіне қажетсіз төменгі молекулалы қосылыстар.

Олар аз мөлшерде синтезделетін токсономиялық топтар және бір химиялық топқа жататын, жақын туысты қосылыстар қоспасы болып келеді. Екінші реттік метаболиттерге антибиотиктер, алкалоидтар, өсімдіктің өсу гормондары мен токсиндер жатады.

Антибиотиктер көбінесе микроорганизмдерден алынатын фармакологиялық препараттардың ең үлкен класы. Препараттың түріне және оны қолдану мөлшеріне байланысты олар бактерицидтік немесе бактериостатикалық әсер көрсетуі мүмкін. Бұл заттардың химиялық синтезінің күрделі болуына байланысты қымбат болып келеді. Антибиотиктердің биотехнологиялық өндірісі өнеркәсіптің экономикалық тиімді саласы болып табылады. Әлемде кең тараған антибиотиктер түрлерінің төрт тобына – пенициллин, цефалоспорин, эритромицин және тетрациклин жатады, ал олардың сатылымы 1978 жылы 4 млрд долларды құраған.

Антибиотиктер өте жоғары биологиялық белсенділікке ие. Мысалы, эритромицин антибиотигі 0,01-0,25 мкг/мл концентрацияда Грам оң бактериялардың өсуін тежей алады. Аитибиотиктердің биологиялық әсері оған сезімтал әрбір организмге таңдамалы болады. Антибиотиктердің әсер ету спектріне байланысты: аз спектрлі, яғни бірнеше микроорганизмдердің түрлерін өсуін бәсеңдететін және кең спектрлі, яғни көптегеи микроорганизмдердің тіршілігін тежейтін деп бөледі.

2. Антибиотиктер әр түрлі химиялық қосылыстар класына жатады. Антибиотиктердің классификациясы олардың әсер ету механизміне негізделеді. Антибиотиктерді әсер ету механизміне байланысты төмендегідей жіктейді:



  • Клеткалық мембрананың қызметін бұзатын антибиотиктер (полиендер, валиномицин, грамицидин);

  • клетка қабырғасының синтезін тежейтін антибиотиктер (пенициллин, цефалоспорин);

  • белок синтезін тежегіштер (тетрациклин);

  • РНҚ синтезін тежегіштер (гризеофульвиндер, канамицин, оливомицин);

  • ДНҚ синтезін тежегіштер (актиномицин Д, митомицин);

  • пурин және пиримидин негіздерін тежегіштер (азасерин, сарколизин);

  • тыныс алу процесінің тежегіштері (олигомицин);

  • тотыға-фосфорлануды тежегіш антибиотиктер (валиномицин, грамицидин, колицин).

Қазіргі кезде әр түрлі микроорганизмдер түрлерінен алынатын антибиотикалық заттардың немесе олардың негізіндегі жартылай синтетикалық препараттардың 6000-дай түрі зерттелген. Антибиотик өндірушілері ретінде бактериялар, актиномицеттер мен саңырауқұлақтарды пайдалануға болады. Мысалы, актиномицеттерден антибиотиктердің 3 мың жуық түрін алады.
Бақылау сұрақтары:

  1. Антибиотиктер

  2. Антибиотиктер туралы түсінік.

  3. Антибиотиктерді ашу.

  4. Антибиотиктерді жіткеу.

  5. Антибиотиктердің белсенділігін анықтау.



Лекция №12

Тақырыбы: Полисахаридтер

Жоспар.

  1. Крахмал.

  2. Целюлоза.


Лекция мақсаты: Көмірсу өсімдіктің бойына сахароза түрінде қозғалады деген мәліметтерді анықтау.

Лекция мәтіні.

Сахароза дегеніміз гликозидтік байланыс арқылы қосылған α-D-глюкоза мен β-D-фруктозадан тұратын дисахарид. Оның практкиалық маңызы зор, табиғатта өте кең таралған дисахаридтердің бірі. Ол өнеркәсіпте қант қызылшасы мен қант қамысының шырынынан алынады. Көмірсу өсімдіктің бойына сахароза түрінде қозғалады деген мәліметтер бар. Ол өсімдіктің жапырағында, сабағында, тамырында, тұқымында, жемістері мен түйнектерінде кездеседі.

Сахароза β-фруктфурнаозидаза ферментінің әсерімен α-D-глюкоза мен β-D-фруктозаға ыдырайды. Бірқатар басқа ферменттердің әсерімен оның биосинтезі жүзеге асады. Микро организмдерден сахарозофосфорилаза ферменті табылған. Ал жоғары сатыдағы өсімдіктерде сахарозаның биосинтезі глюкозаның қалдығын тасымалдаушы сахарозосинтетаза және сахарозофосфатсинтетаза ферменттерінің жәрдемімен жүреді. Өсімдіктерде басқа да дисахаридтер – мальтоза, целлобиоза, лактоза кездеседі.

1. Крахмал. Төменгі сатыдағы өсімдік – балдырлардан бастап, жоғары сатыдағы қос жарнақтыларға дейінгі барлық өсімдіктерде фотосинтез процесі нәтижесінде түзілген көмірсу теза арада крахмалға айналады. Ол жапырақ мезофилінің клеткаларында жиналады да, ассимиляциялық крахмал деп аталады. Соңынан ол тез арада басқа заттарға немесе крахмал қорына айналады. Ассимиляциялық крахмал өсімдіктің жапырағынд, тұқымында, жімісінде, сабағы мен тамырында басқа заттарға айналады.мұндай өсімдіктердің жапырағында ассимиляциялық крахмал жоққа тән. Фотосинтез процесінің өнімдері оларда қарапайым көмірсу түрінде жиналады, сондықтан астық тұқымдастардың жапырақтары “қантты” жапырақ деп аталады. Ал крахмал олардың арнаулы мүшелерінде түзіледі. Жапырақ қынабы мен тұқым осындай мүшелер болып табылады. Гүлдеу кезеңінен бастап пісіп жетілудің соңына дейін мұнда крахмал жедел синтезделеді. Арпа, қарабидай, күріш дәндерінің толысу сатысында крахмалдың түзілуі жоғарғы жапырақтар мен масақтың ассимиляциялық қыбілетіне байланысты. Төменгі жапырақтардағы фотсинтез дәнде крахмалдың жиналуына әсер етпейді деуге болады.

Крахмал қоры әртүрлі пішінді крахмал дәндері түрінде сақталады. Крахмал дәндерінің ең ірісін картоптан, ал ең ұсағын қарамық пен күріштен байқауға болады. Крахмал дәндерінің пішіні әр өсімдіктің өзіне тән болады да, ұнның қандай өсімдіктен дайындалғанын, онда белгілі бір қоспалардың бар-жоғын анықтауға мүмкіндік береді. Крахмал дәндері жай және күрделі болып келуі мүмкін. Олардың құрылысында бірнеше қабат бар екені жақсы байқалады. Оны электрондық микроскоппен жүргізілген зерттеулер растап отыр. Крахмал дәнінің бірнеше қабатты болып келуін оларды сумен және жапырақпен қамтамасыз ету жағдайлары тәулік ішінде ауысып отыруының салдары деп санайды. Тәулік ішінде крахмалдың бір қос қабаты түзіледі. Осы мәліметтің негізінде зерттеушілер: түзуші ферменттердің активтілігі тәуліктік ырғақтылыққа байланысты, сол себептен бір тәулікте түзілген крахмал бір қабат болып қалыптасады деген пікір айтады.

Әр түрлі өсімдіктерден алынған крахмалдың құрамы да түрліше. Ол амилоза мен амлопектин деп аталатын екі компоненттен құралады, ал бұл екеуінің құрамында түрлі мөлшерде α-D-глюкозаның қалдықтары бар. Амилозаның құрамында α-D-глюкоза қалдықтары өзара тек 1,4 байланыспен жалғасқан. Бір қалдықтың бірінші көімртегі гликозмдтік байланыс арқылы басқа глюкозаның төртінші көміртегімен жалғасуын 1,4 байланыс деп атайды.

Глюкоза қалдықтарының өзара осылайша қосылу тәртібінің нәтижесінде олар амилозаның тармақталмаған түзу тізбегін түзеді. Амилозаға қарағанда амлопектинде глюкоза қалдықтары өзара 1,4 байланыспен ғана емес, 1,6 байланыспен де жалғасады, сондықтан тармақталған тізбек салынады.



2. Целлюлоза өте кең таралған полисахарид, ол клетка қабықшасының негізін құрайды. Оның молекуласы 1,4 байланыспен өзара жалғасқан β-D-глюкозаның қалдықтарынан құралған. Целлюлоза молекуласындағы глюкоза қалдықтарының мөлшері 6000-нан 8000-ға дейін өзгеріп тұруы мүмкін, оның молекуласы бос күйінде кездеспейді. Целлюлозаның 2000 молекуласы бірігіп, түзу шоқтар түзеді. Бұл шоқтар клетка қабықшасының микрофибрилдері болып табылады. Ал микрофибрилдер өз кезегінде мкрофибрилдерге біріккен. Өсімдіктер клеткасында целлюлоза аденозиндифосфатглюкозаның қатысуымен синтезделеді. Плазмалемманың сыртқы беті мен Гольджи көпіршіктері целлюлоза биосинтезін жүзеге асыратын орын болып табылады. Өсімдіктерде маннан, ксилан, арабан деп аталатын полисахаридтер де кездеседі.
Бақылау сұрақтары:

  1. Полисахаридтер

  2. Гомополисахаридтер.

  3. Декстрин.

  4. Зимозан.



Лекция №13

Тақырыбы: Органикалық қышқылдар




Жоспар.

1. Органикалық қышқылдарды алу.

2. Лимон қышқылының өндірісі.

3. Өнеркәсіптік микроорганизмдер


Лекция мақсаты: Органикалық қышқылдарды алу жолдарына, лимон қышқылының өндірісіне талдау жасау.

Лекция мәтіні.

1. Органикалық қышқылдарды алу. Органикалық қышқылдарды медицинада, тамақ өнеркәсібінде, техникалық мақсатта және әртүрлі химиялық синтезде пайдаланады. Үш карбондық қышқылдар айналымында кездесетін барлық
қышқылдарды микробиологиялық жолмен алуға болады. Бір қатар
органикалық қышқылдар айналымда түзіледі, ал қалғандары әр түрлі ферментациялардың өнімдері болып табылады. Көбінесе органикалық қышқылдардың түзілу процесі аэробты жағдайдағы көміртекті қосылыстардың ала тотығуына негізделеді. Қазіргі кезде өнеркәсіптік масштабта және пилотты қондырғыларда 35% (изолимонды қышқыл) – 100%-ға (галды қышқылы) дейін шығымдылығы жоғары органикалық қышқылдың 18 түрін өндіреді, олардың ішінен тек лимон қышқылы толық ферментация жолымен алынады. Ал, басқа қышқылдарды микробиологиялық және химиялық әдістер арқылы өндіреді.

Этил спиртінің сірке қышқылына дейін тотығуы. Табиғатта органикалық заттардың оттек әсерінен тотығуы кең таралған. Бұл процеске де микроорганизмдер қарқынды қатысады. Әрине олардың қарқыны клеткадағы ферменттердің болуына байланысты. Егер клеткада тыныс алуға қажетті ферменттердің барлық топтары болса, органикалық заттар тез тотығып, ең соңғы өнімге дейін ажырайды. Бұған керісінше, ферменттер тобындағылардың кейбіреулері жетіспесе, ортада аралық өнім – органикалық қышқылдар немесе сол сияқты басқа да заттар түзіледі.

Тотығу процесінің ішінде тұрмыста кең таралғаны сірке қышқылы ашу процесі. Бұл процестің де биохимиялық табиғатын 1862 жылы Л.Пастер ашқан болатын. Қандай да болмасын құрамында аздаған мөлшерде спирті бар (шарап, сыра) сұйықты ауалы жерде қалдырса-ақ болғаны оның бетінде сірке қышқылы бактерияларынан жұқа қабат пайда болады да, ортада сірке қышқылы пайда түзіледі. Этил спиртінің тотығуы екі сатыда жүреді. Алдымен сірке альдегиді түзіледі де, соңынан ол сірке қышқылына дейін тотығады:

2СН3СН2ОН+О2=>2CH3CHO+2H2O;

2CH3CHO+O2=>2CH3COOH

сірке альдегиді сірке қышқылы

Осы процеске қатысаны микроорганизмді Л. Пастер микодерма ацети деп атады. Соңғы кездердегі зерттеулерге қарағанда бұл микроорганизм сірке қышқылы бактерияларының жекеленген үш түрінен тұратыны анықталған.

Сірке қышқылы бактериялары ацетобактер деп аталатын туысқа жататын 11 түрден тұрады. Негізгі түрі бактериум ацети – қысқа қозғалмайтын таяқша. Кейде клеткалары тізбектеле орналасады. Ортада 11%-ке дейін спирт болса да төзе береді және 6 %-тей сірке суын түзе алады. Оның дамуына қолайлы температура +340.

Сіреке қышқылы бактериялары табиғатта кең таралған. Көбінесе олар пісіп тұрған жеміс-жидектер сыртында, шарапта, кваста, ашыған овощтарда, сүрлемеде кездеседі. Сірке қышқылы бактерияларының ерекше қасиеті – олар органикалық заттарды ақырғы өнімдер емес, тек органикалық қышқылдарға дейін тотықтырады.

Сірке қышқылы бактерияларының бұл қасиетін практикада сірке суын алуда қолданады. Сірке суы практикада бірқатар мақсатта қолданылады. Онымен асты дәмдендіреді, әртүрлі паразит микроорганизмдердің тіршілігін тоқтату үшін ыстық жақ тұрғындары сірке суды ішетін суға қосады және тәбет ашу үшін асқа пайдаланады.

Сірке суын түрлі жолдармен өндіреді. Шарап және сыра шикізат ретінде алынғанда олардың құрамындағы спирт сірке қышқылы бактерияларының әсерінен тотығады. Ерте кезде Германияда сіркені күшті шараптардан даярлайтын болған, ал Франция, Испания және Грецияда оны жүзім шарабынан өндірген.

Тұрмыста сірке суын қандай да болмасын ашыған жеміс шырындарынан алуға болады. Бұл кезде алғаш спирт түзіледі де, кейін одан сірке қышқылы алынады. Сапасы өте жақсы сірке суын жүзім шарабынан француз әдісімен, яғни Орлеан әдісімен алады. Бұл әдіспен сірке өндіргенде алдымен 200 литрлік бөшкелердің үштен бір көлдеміне құрамында таза сірке бактериялары бар күшті шарап сіркесін құяды. Осыдан кейін әрбір бөшкеге 10-15 литрден жүзім шарабын қосады. Әрбір апта сайын бөшкелерге көрсетілген мөлшерде қайталап жүзім шарабын қосып отырады. Сөйтіп сірке суы 5-6 жұмада даяр болады. Бірақ оның барлығын бөшкеден ағызып алмай, тек 10-15 литрін алып, орнын соншама жүзім шарабымен толтырады. Сөйтіп сірке суын үздіксіз өндіруге мүмкіндік болады. Одан дәмді, иісі жақсы, жоғары сапалы суы алынады.

Қазір өндірісте негізінен сірке суын өндірудің неміс, яғни оны өндірудің үздіксіз және тез әдісі қолданылады. Мұнда үлкен бөшкелер немесе сыйымдылығы бірнеше жүз литр болатын күбі алдымен шамшат ағашының жаңғақшаларымен толтырылады. Жаңғақшаларға бөшкелерге салынбас бұрын сірке суын құяды, одан соң алдын ала даяр тұрған сірке бактериялары жұқтырылады. Осыдан кейін жаңғақшалар толы ыдысқа 3%-тей шарап спиртін, 6%-тей сірке суын құяды. Сонымен қатар бұған сірке қышқылы бактерияларының тіршілігіне қажетті қоректік заттар да салынады. Күбінің төменгі жағында даяр сірке суы ағып тұратын шүмек болады. Бүкіл жаңғақты бойлап бұл сұйық қоспа төмен ағады. Шүмекке жеткенше ол тотығып, сірке суына айналып та үлгереді. Алынған сірке суы концентрациялы болғандықтан, оны сумен сұйылтады. Мұнда сірке қышқылының концентрациясы 4,5%-тей болуы керек.

Сірке суын түрлі тағамдарға қосып қана қоймайды, сонымен қатар оны овощтарды, жемістерді консервілеуге қажетті зат – маринадтарды жасауда да қолданады. Сірке суы қосылған тағам ұзақ уақыт сақталады.

2. Лимон қышқылының өндірісі

1893 жылы К.Вемер алғаш рет лимон қышқылын Репісllит және


Мисоr туысы зең саңырауқұлақтарының метаболизмінің өнімі ретінде түзілетіндігін көрсетті. Қазіргі кезде бұл қосылыс тамақ және фармацвтік өнеркәсіптерде, техникада кең қолданылады.

Лимон қышқылының өндірушілері әр түрлі саңырауқұлақтар – аспергилдер және пеницилдер, ал өндірісте тек мутанты Aspergillus niger және Aspergillus venti, кейбір ашытқы штамдары пайдалынады.

Лимон қышқылының синтезі үшін субстрат ретінде қантты немесе қамысты мелассаны, крахмал гидролизатын, қантты сироп қолданылады. Ферментация аяқталғаннан кейін лимон қышқылын реакциялық ортадан әртүрлі экстракциялық шаралармен бөліп алады.

Лимон қышқылын өндіру көлемі бойынша барлық органикалық қышқылдардың ішінде әлемде бірінші орынды алады, бір жылда 350 мың тонна өндіріледі, оның 99% микробиологиялық синтез арқылы өндіріледі. Лимон қышқылының ең ірі өндірісі АҚШ-та (1 жылда 200 мың тонна), ал ТМД елдерінде 1 жылда 25 мың тонна өндіріледі. Соңғы жылдары мұнайдың н-алкандар негізінде лимон қышқылының алу технологиясы жасалынды. Мұнда өндіруші ретінде Candida lipolytica. Candida catenulata CBS 1904 ашытқылары және кейбір Saccharomyces туысының штамдары қолданылады.



3. Өнеркәсіптік микроорганизмдер.

Қазақстанда микроорганизмдердің көмегімен қандай өнімдер алынатын және пайдаланылатын жолдары:








Бақылау сұрақтары:

  1. Лимон, фумор, итокон қышқылдары.

  2. Сүт қышқылын өндірісте пайдалану.

  3. Бейтарапты өнімдер



Лекция №14

Тақырыбы: Бейтарапты өнімдер.
Жоспар.

  1. Ацетон-бутил ашу процесі.

  2. Этил спиртінің сірке қышқылына дейін тотығуы.

Лекция мақсаты: Клостридиум ацетобутиликум өте қозғалғыш өнімдерді зерттеу.

Лекция мәтіні.

1. Ацетон-бутил ашу процесі. Бұл процестің практикада маңызы зор. Олай дейтін себебіміз – осы процесте углеводтар өзгеріске түскенде ең ақырғы өнім ретінде бутил спирті, этил спирті, ацетон және сірке мен май қышқылдары түзіледі. Бұл процесс клостридиум ацетибутиликум микроорганизмнің көмегімен жүреді.


Клостридиум ацетобутиликум өте қозғалғыш, мөлшері 3,5-5 мк болатын, тапяқша, анаэробты, спора түзеді, клеткалары қосақталған немесе тізбектеле орналасқан. Олар дайын амин қышқылдары мен витаминдерді қажет етеді.

Қазіргі кезде өндірісте ацетон-бутил ашу процесі жүгері ұны немесе басқа да крахмалды шикізаттарды қолдана отырып, ацетон және бутил спиртін алуда қолданылады. Ацетон жасанды жібек және тері, фотопленкаларды жасауда, жасанды цементті және басқа өнімдерді өндіруде кеңінен қолданылуда. Ал бутил спиртін автомобильдерде, самолеттерде, ағаштан үй жиһаздарын жасауда қолданады. Ацетон-бутил ашу процесі барысында түзілетін газдан метил спиртін жасайды.



2. Этил спиртінің сірке қышқылына дейін тотығуы. Табиғатта органикалық заттардың оттек әсерінен тотығуы кең таралған. Бұл процеске де микроорганизмдер қарқынды қатысады. Әрине олардың қарқыны клеткадағы ферменттердің болуына байланысты. Егер клеткада тыныс алуға қажетті ферменттердің барлық топтары болса, органикалық заттартез тотығып ең соңғы өнімге дейін ажырайды. Бұған керісінше, ферменттер тобындағылардың кейбіреулері жетіспесе, ортада аралық өнім – органикалық қышқылдар немесе сол сияқты басқа да заттар түзіледі.

Тотығу процесінің ішінде тұрмыста кең таралған сірке қышқылы ашу процесі. Бұл процестің де биохимиялық табиғатын 1862 жылы Л.Пастер ашқан болатын. Қандай да болмасын құрамында аздаған мөлшерде спирті бар сұйықты ауалы жерде қалдырса-ақ болғаны оның бетінде сірке қышқылы бактерияларынан жұқа қабат пайда болады да, ортада сірке қышқылы түзіледі. Этил спиртінің тотығуы 2 сатыда жүреді. Алдымен сірке альдегиді түзіледі де, соңынан ол сірке қышқылына дейін тотығады.


Бақылау сұрақтары:

  1. Сүт қышқылын өндірісте пайдалану.

  2. Бейтарапты өнімдер

  3. Ацетон және бутанол алу жолдары.

  4. Продуценттер.



Лекция №15

Тақырыбы: Органикалық заттардың микробиологиялық жолмен трансформациялау.

Жоспар.

  1. Микробты трансформация.

  2. Органикалық қосылыстар трансформациясы


Лекция мақсаты: Микробты трансформациялық жолдарымен танысу.

Лекция мәтіні.

1. Микробты трансформация – бұл микроорганизмдер ферменттерінің әсерінен органикалық қосылыстардың жартылай өзгеріп, ортада жиналуымен жүретін процесс. Мысалы, глюкоза қосылған қоректік ортада псевдомонаданың кейбір штамдарының өсуі кезінде глюкоза тотығуының өнімі – глюкон қышқылы жиналады, кейін бактериялар көміртегі көзі ретінде пайдаланады.

Практикалық микроорганизмдердің трансформациялау қабілетін бағалы, құнды өнімдерді алу үшін қолданылады. Микроорганизмдер химиялық катализаторлар рөлін атақарады, бірақ, олардан ерекшелігі каталиткалық реакцияға сәйкес, қолайлы жағдайда жұмыс істейді және биосфераға зиянды қалдықтар мен аралық өнімдерді аз мөлшерде бөледі.

Микробтық трансформация процестері субстрат - өнім тізбегінің химиялық айналу түріне байланысты 20 түрге бөлінеді: тотығу-тотықсыздану, декарбоксилдену, дезаминдену, метилдену, изомерация және т.б. Мысалы, Mycobacterium globiforme клеткаларының қатысумен кортизон-стероидын декарбоксилдеу арқылы қабынуға қарсы препараттарды – преднизон және преднизолон, Pseudomonas sp. 618 клеткаларынан аспарагин қышқылының декарбоксилденуі арқылы аланин амин қышқылын, ал Streptomyces sp. 618 дақылымен фруктозаның изомеризациясы арқылы глюкозаны алады. Трансформацияның кейбір жағдайларында тотығу және гидролиз; тотығу-тотықсыздану және гидролиз сияқты және т.б. бірнеше реакцияларды талап ететін субстрат молекуласының күрделі өзгерістері жүреді. Жалпы органикалық қосылыстарды бактериялар, актиномицеттер және саңырауқұлақтар да трансформациялауға қабілетті, осының бір мысалы суретте келтірілген.

2. Трансформация реакцияларына негізделген өндіріс көмірсулар, стериндер, стероидтар, кейбір аминқышқылдар, нуклеотидтер, аитибиотиктер, алкалоидтар, простагландиндер сияқты күрделі молекулалы заттардың жеңіл өзгерісі қажет болған жағдайында ғана тиімді болып саналады. Трансформация арқылы өндірілетін өнімдердің жылғы шығысының көлемі 1000 тоннадан аспайды. Бұл жағдай керекті штамдарды іздеу мен селекциялау жұмыстарының күрделілігі және микробтарды дақылдауға қажетті үлкен ақшалы шығындар мен 1
реакцияның міндетті түрде сулы фазасында жүргізу т.б. бірқатар қиыншылықтармен байланысты болады. ТМД елдерінде микробты трасформация көмегімен стероидты гормондардың бірнеше түрлерін өндіреді, мысалы, преднизолон. Кейбір микробиологиялық өнеркәсіптерде 6 атомды спиртті – сорбитті, сорбоза моносахаридіне айналдырады, ал соңғысы С витаминінің алғы заты болып табылады.
Бақылау сұрақтары:


  1. Инокулаттарды дайындау, ферментация процесі.

  2. Продуценттердің екі фазалы дамуы

  3. Күн қуатын өңдеудің биотехнологиясы.

  4. Жаңғырған ресурстарды пайдалану.



Лекция №16

Тақырыбы: Биологиялық концервілеу (азықтарды жем-шөпті биологиялық әдіспен сақтау).

Жоспар.

  1. Көкөністерді ашытуда сүт қышқылы бактериялараны пайдалану.

  2. Сүт қышқылын өндірістік тәсілмен өндіру.


Лекция мақсаты: Көкөністерді ашыту өндірісімен танысу.

Лекция мәтіні.

1. Көкөністерді ашыту – оларды сақтаудың тиімді жолының бірі. Елімізде жыл сайын өндірілетін овощ мөлшері артып отыр. Сондықтан оларды ашыту арқылы сақтау, жыл мерзімінің салқын кездерінде халықты түрлі витаминді азықтармен қамтамасыз етуге мүмкіндік береді. Қиярды, капустаны ашытып сақтауда да микроорганизмдер қарқынды қатысады. Олардың ішіндегі негізгілері – сүт қышқылы бактериялары. Олардың әсерінен азықта сүт қышқылы түзіледі. Оның мөлшері шамамен 0,9-1,2%-тей болады. Сүт қышқылы бактериялары ішінде бұл процеске бактериум кукумерис ферментати қатысады. Оның тіршілік етуіне қолайлы температура +300. қиярды ашыту негізінен үш кезеңнен тұрады. Бастапқы кезеңде қиярдағы қант ерітіндіге көшеді де, онда сүт қышқылының әсерінен басқа микроорганизмдердің тіршілігі тоқталады. Ортада тек сүт қышқылы бактериялары қалады. Үшінші кезеңде ортада жиналған сүт қышқылының әсерінен сүт қышқылы бактерияларының өздері де қырылады, сөйтіп қияр консервіленеді.

Қиярды ашытуда да таза сүт қышқылы бактерияларынан даярланған ашытқыны қолдану жақсы нәтиже береді. Мұнда сүт қышқылы ашу процесі тезірек жүреді де, қышқыл молырақ жиналып, азық тез консервіленеді. Осы тәсілмен даярланған қиярдың дәмі жақсы, жеуге біршама сүйкімді келеді.

Каупстаны ашытуда да дәл осыған ұқсас процес жүреді. Онда да 1%-тей сүт қышқылы жиналады. Жалпы қиярды және капустаны ашытқанда олардың әрбір тоннасына 25-30 килограмдай ас тұзы қосылады. Ас тұзы азықтан шырынның бөлінуін тездетіп қана қоймай, сүт қышқылы бактерияларының тіршілігіне де қолайлы жағдай туғызады.



2. Сүт қышқылын өндірістік тәсілмен өндіру.

Түрлі қажеттерді өтеу мақсатында қазіргі кезде сүт қышқылын өндірістік тәсілмен алу да жолға қойылды. Мұндағы негізгі мақсат – алынатын шикізаттан барынша сүт қышқылын өндіру. Қазір осындай мақсатта термобактериум церале сүт қышқылы бактериясы қолданылады. Бұл гомоферментативті организм, ашуға алынған қанттың 98%-ін сүт қышқылына айналдырады. Оған ең қолайлы температура +48-500. Бұл температураның ең тиімді жағы сол, басқа микроорганиздер осындай жағдайда тіршілік ете алмайды. Термобактериум церале қанттардан: декстрозаны, левулезаны, галактозаны, мальтозаны, сахарозаны жақсы ашытады. Ал мүт қанты лактозаны ашыта алмайды. Ол әсіресе солод сығындысында жақсы тіршілік етеді. Әдетте сүт қышқылын алу үшін дайын қантты емес, крахмалды пайдаланады. Ол үшін крахмал алдын ала солод ферментінің көмегімен жай қантқа айналдырылуы қажет. Алынған сүзіндіні 500-қа дейін жылытады да, оған 2%-тей таза, даяр термобактериум цералені қосады. Мұнда пайда болған сүт қышқылы ортадағы бормен байланысады да, орта қышқылдығы көп артпай, сүт қышқылы бактерияларының тіршілігіне қолайлы болып қала береді. Бірақ борды қосудың алдында оны жеке стерилдеу қажет.

Технологиялық ережелерге сай болғанда ашу процесі 5-6 күнде аяқталады. Ашу аяқталғаннан кейін алынған қоспа +1000-қа дейін қызыдырылып, бактериялар өлтіріледі, сөйтіп белоктар тұнбаға шөгіп, сұйықтық мөлдірленеді, оны арнаулы сүзгіден өткізіп, тез салқындатады. Салқын сұйықтық күкірт қышқылымен өңделеді. Соның нәтижесінде сүт қышқылы және күкірт қышқыл кальций жеке бөлінеді. Сүт қышқылының сұйықтықтағы мөлшері 10%-тей. Бұдан әрі оны осы күйінде немесе арнаулы әдіспен тазартып, тұтынуға шығарады.
Бақылау сұрақтары:


  1. Ашу процесі.

  2. Спирт және сүт қышқыл ашу процесі.

  3. Спирт пен сүт қышқылын пайда болуын анықтау



Лекция №17

Тақырыбы: In vitro жағдайында өсірілетін өсімдік клеткалары - өсімдік биотехнологиясының обьектісі.
Жоспар.

1. Биотехнология және өсімдіктер өнімділігін жоғарылату

2. Мәдени өсімдіктердің сорттарын жақсарту

3. Протопласттарды біріктіру.


Лекция мақсаты: Биотехнология және өсімдіктер өнімділігін жоғарылату және мәдени өсімдіктердің сорттарын жақсарту әдістерін үйрену.

Лекция мәтіні.

1. Биотехнология және өсімдіктер өнімділігін жоғарылату.

Өсімдіктер биотехнология саласындағы ғалымдардың жұмыстары өнімнің шығымдылығын және оның қоректік құндылығының арттыруға, қолайсыз табиғи жағдайларға және әртүрлі фитопатогенді микроорганизмдер мен зиянкестердің әсеріне төзімділігін жоғарылатуға, сонымен қатар, мәдени өсімдіктердің әр түрлілігін мен генетикалық ресурстарын сақтау мәселелеріне бағытталған. Мәдени өсімдіктердің түрлерін және сорттарын көбейтудегі жаңа жетістіктер, өсімдік клеткаларын дақылдау әдістерін жетілдірумен байланысты болып келеді.





2. Мәдени өсімдіктердің сорттарын жақсарту

Екінші дүние жүзілік соғыстан кейін жаңа астық өнімдердің жоғары өнімді сорттарын шығаруда селекциялық жұмыстар жүргізіле бастады. Олардың нәтижесінде бидайдың (Мексикада), күріштің (Филиппинде), соргоның, сұлының, жүгерінің және т.б. астық тұқымдастарының жаңа сорттарының түрлері пайда болды. Бұл жаңа сорттарды жергілікті линияларымен шағылыстыру, өнімділігі жоғары және табиғаттың қолайсыз жағдайларына төзімді сорттарды алуға мүмкіншілік туғызды. 1970 жылдың ортасынан бастап, қазіргі 100 жылдықтағы зерттеулер зиянкестер мен әртүрлі ауруларға, құрғақшылыққа төзімді жаңа өсімдіктерді селекциялау мен дақылдауға бағытталып отыр. Бұл зерттеулер тек шағылыстыру, айқас гибридизация және айқас шағылыстыру әдістеріне негізделіп қана қоймай, сонымен қатар өсімдіктердің биологиялық әртүрлілігін қамтамасыз ететін, молекулалық және клеткалық механизмдерге бағытталған әсер арқылы, мәдени өсімдіктердің жаңа сорттарын алуды көздейтін, гендік инженерия әдістеріне және клеткалардың, протопластар мен ұлпалардың дақылдарын пайдаланатын жаңа технологияларға сүйенеді. Өсімдік объектісіне бейімделген, рекомбинантты ДНҚ технологиясы түраралық шағылыстыруда кездесетін кедергілерге қарсы тұруға және ауруға шалдыққан өсімдік ұлпаларындағы вирустарды анықтауға мүмкіндік беріп, нәтижесінде, сау екпе материалды пайдалану арқылы, сапалы құнды өнім алуға болады.



3. Протопласттарды біріктіру

Клеткаларды дақылдау әдісін жетілдіру және жекеленген протопластарды алу мен дақылдау, өсімдіктердің соматикалық клеткаларына микроорганизмдермен жұмыс істеудің принциптері мен ережелерін қолдануға мүмкіндік берді. Бұл әдіс өсімдіктердің соматикалық клеткалары немесе протопластарының популяциясын бүтін өсімдік беруге қабілетті, жеке организм суспензиясы деп қарастыруға мүмкіндік береді. Жекеленген протопластар – клетка қабырғасынан айырылған, соматикалық клеткалар. 1970 жылы өсімдіктің соматикалық (парасексуальды) гибридизациясына негізделген протопластарды біріктіру әдісі пайда болды. Бұл әдістің мәні өсімдіктің жынысты клеткалары (гамета) емес, ал соматикалық (дене - сома) клеткалары гибридизацияланады. Мұндай жолмен алынған гибрид нәтижесінде гибридті өсімдік дамиды. Парасексуальды гибриднзация әдісімен әртүрлі түр аралық және түр ішіндегі, туыс, тұқымдас аралық (тек клеткалық деңгейде) гибидтер алуға болады, бірақ бұл күрделі қондырғылар мен арнайы жағдайларды қажет етеді.

Сонда да, қазіргі кезде әртүрлі өсімдіктерге қолданбалы соматикалық гибридизация әдісімен гибридтерді алудың технологиясы дайындалуда.

Қазір картоптың және темекінің түр аралық парасексуальды гибридтері жаңа өсімдіктердің бірінші партиясы құрылды.

Протопластарды біріктіру арқылы жаңа гибридтің түрін алу өсімдік өсіру шаруашылығындағы селекциялық зерттеу жұмыстарының жаңа деңгейі болып табылады.
Бақылау сұрақтары:


  1. Өсімдік материалын дайындап, эксплантты бөліп алу.

  2. Өсімдіктерді клондық микрокөбейту және сауықтыру

  3. Өсімдіктерді клондық микрокөбейтудің пайдасы. Клондық микрокөбейтудің әдістері.



Лекция №18

Тақырыбы: Клеткалық технологияларды биосинтезік өнеркәсіпте пайдалану
Жоспар.

  1. Клеткалық технологияларды биосинтездік өнеркәсіпте пайдалану.

  2. Клеткалық дақылдар негізінде көптеген технологиялар жасалынуы.


Лекция мақсаты: Клеткалық технологияларды биосинтездік өнеркәсіпте пайдалану тәсілдерін үйрену

Лекция мәтіні.

1. Клеткалық дақылдар негізінде көптеген жаңа технологиялар жасалынуда:

1. Өнеркөсіптік әдіспен өсімдіктерден биологиялық активті бағалы заттар алу. Мұндай өндірістің негізінде клеткалық дақылдардың бастапқы өсімдіктің белгілерімен бірге, екінші реттік метаболиттерді синтездеуге қабілеттілігін сақтауы жатыр. Клеткаларды дақылдаудың жай плантацияларда өсірілген өсімдіктермен салыстырғанда бірнеше артықшылықтары бар:


  • мутагенез, селекция және гендік инженерия әдістерімен жаңа клетка штамдарын алу мүмкіндігі;

  • п
    Бояулардың түрлері табиғаттан алынады. Мақта өсімдігінің геніне басқа қарқынды түспен өсетін өсімдіктердің гендері енгізілген.
    родуцент – клеткалардың өнімділігінің климаттық және маусымдық жағдайларға тәуелсіздігі;

  • клеткаларды дақылдау жағдайларының стандартизациялау және оптимизациялау мүмкіншілігі;

  • клетканың өсуі мен өнімділігін бақылау.

Әлемдегі көптеген елдерде жүргізілген ғылыми лабораториялардағы зерттеу жұмыстары клеткалық биомассаны өнеркәсіптік деңгейде алуды іске асырып отыр (Ресейде – женьшень, Жапонияда – шиконин және темекі – убихинон-10 продуценті воробейник). Мұндай өндірістің жоғары өнімділігі (тәулігіне бір литр қоректік ортадан 13 грамм құрғақ масса алу) және үлкені масштабтылығы дақылдау мүмкінділігі рентабельді екенін көрсетеді. 17-суретте мысал ретінде, мақта өсімдігін әртүрлі түспен өсіруге болатындығы көрсетілген.

2. Ұлпа және клетка дақылдарын өсімдіктерді сауықтыру және тез клональды көбеюі мақсатында пайдалану.


In vitrо пробиркада регенерацияланған жаңа өсімдік құрамында зиянкетсер мен ауру қоздырғыштар болмайды.
1949 жылы апикальды меристема (дифференцияланбаған
клеткалардан тұратын, сабақ ұшында орналасқан әр қашан өсуші және өсімдік мүшелерін түзетін 0,1 мм-лі бөлік) вируссыз болып табылды. Меристема клеткаларының бөліну кезінде 5-6 жапырақты кішкентай өсімдіктер пайда болады. Бірнеше апта ішінде өскен сабақты 5-6 кішкентай кешеттерге бөлшектейді. Кейін осы көшеттерден, қолайлы жағдай жасау арқылы қалыпты өсімдік еседі. Клонды микрокөбейтудің техникасы көп еңбекті қажет ететін күрделі процесс. Бірақ, бұл әдісті пайдаланудың маңыздылығын арттыратын көптеген ерекшеліктері бар. Мысалы, таңқурайды осы әдіс арқылы өсіру кезінде, өсімдік саны жылына 50000-ға дейін жететін болса, ал қалыпты жағдайда 50 өсімдік алады. Ұлпалық және клеткалық дақылдау әдісі арқылы вируссыз картоп, бақшалық құлпынай, таңқурай, сәндік өсімдіктерді алу, әртүрлі өсімдік сорттары мен түрлерінің коллекциясын құру және сирек кездесетін, жойылып бара жатқан өсімдіктердің геномының пулын сақтау мақсатында қолданылады.

3. Клеткалық және гендік инженерия әдістерін пайдалану арқылы клетканы генетикалық өзгерту жөне оның негізінде өсімдікті алу.

Клеткалық және гендік инженерия негізінде клеткаға геномды, бір топ генді немесе жеке генді енгізу үшін келесі әдістемелік мәселелерді тексеру керек:


  • генді бөліп алу (геномнан бөліп алу, синтез т.б.);

  • өсімдік протопластарына қажетті гендерді енгізу үшін векторларды құру;

• экзогенді генетикалық материалды нуклеаза ферментінің әсерінен қорғау;

• өсімдіктерден функциональды активті протопластарды бөліп алу. Қарастырылып отырған әдіс өсімдіктердің әртүрлі фитопатогендерге төзімділігін арттыруда, өсімдік белогының аминқышқылдық құрамын жақсартуда тиімді болып саналады.


Бақылау сұрақтары:

  1. Жасушаларды вирустан сауықтыру.

  2. Клеткалық инженерия технологиясы.

  3. Протопластарды бөліп шектеу.

  4. Соматикалық будандастыру, оларды сұрыптау әдістері.

  5. Каллустан суспензияны шығару.

  6. Клеткаларды жаңа ортаға көшіру және өсуін бақылау.



Лекция №19

Тақырыбы: Өсімдіктерді клондық микрокөбейту және сауықтыру

Жоспар.

  1. Ұлпалық және клеткалық дақылдарды пайдалану

  2. Клеткалық дақылдар негізіндегі жаңа технологиялар


Лекция мақсаты: Ұлпалық және клеткалық дақылдарды пайдалану тәсілдерін үйрену.

Лекция мәтіні.
1   2   3   4   5   6   7   8


©dereksiz.org 2016
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет