1. Биотехнология ғылым және өндіріс саласы ретінде. Даму тарихы, биотехнология бағыттары. Биотехнология —
Жасушаішілік өнімдерді алу әдістерін, сондай-ақ биообъектілердің жасуша қабырғасын бұзу әдістерін, мақсатты өнімдерді экстракциялауды тізімдеңіз және ашыңыз
жүктеу/скачать 2.31 Mb.
|
| 13. Жасушаішілік өнімдерді алу әдістерін, сондай-ақ биообъектілердің жасуша қабырғасын бұзу әдістерін, мақсатты өнімдерді экстракциялауды тізімдеңіз және ашыңыз.
Жасушалардың жойылуы (ыдырауы). Ол үшін әртүрлі химиялық, биологиялық, физикалық әдістер қолданылады. Барлық процедуралар бір мезгілде жасуша қабырғасын бұзу үшін жеткілікті қатты және ақуыздың денатурациясын (соңғы өнімнің құрылымындағы өзгерістер) болдырмау үшін жеткілікті жұмсақ болуы керек. Микроорганизмдердің жасушалық қабырғалары әртүрлі полимерлерден тұрады, сондықтан оларды жоюдың әмбебап әдісі жоқ. Грам-позитивті микроорганизмдерде жасуша қабырғасы пептидтік көпірлермен байланысқан N-ацетилглюкозамин мен N-ацетилмурамин қышқылы қалдықтарының қалың пептидогликан қабатынан тұрады. Грамтеріс бактерияларда жасуша қабырғасы жұқа және сырты липидтер қабатымен жабылған. Ашытқы жасушасының қабырғасы жартылай фосфорланған маннаттардың және Р-глюкандардың тығыз қабатынан тұрады. Төменгі саңырауқұлақтарда а- және Р-глюкандардан, гликопротеиндер мен хитиннен тұратын көп қабатты жасуша қабырғалары болады. Жасуша қабырғаларын бұзудың химиялық әдісі – сілтімен өңдеу. Егер протеин өнімі рН 10,5-тен 12,5-ке дейін бұзылмаса, бактериялық жасушалардың көп саны қиындықсыз лизиске ұшырауы мүмкін. Мысалы, адамның рекомбинантты өсу гормонын E. coli жасушаларынан рН 11 натрий гидрокарбонатымен өңдеу арқылы бөліп алу өте оңай. Сілтілермен өңдеуден кейін өміршең жасушалар дерлік қалмайды, бұл рекомбинантты микроорганизмдердің ағып кету мәселесін автоматты түрде шешеді. Жасушаларды физикалық әдістермен жоюға болады: механикалық емес (осмостық соққы немесе жылдам көп қату-еріту), механикалық (ультрадыбыстық өңдеу, соққы, қысыммен гомогенизация). Механикалық жою өте тиімді, әсіресе жоғары жиілікті дыбыс толқындарын тудыратын ультрадыбыстық эмитенттермен. Ультрадыбысты дезинтеграторлар ультрадыбыстық толқындардың транзисторлық генераторынан, пьезоэлектрлік немесе магнитостриктивтік түрлендіргіштен және жұмыс камераларының жиынтығынан тұрады. Ұяшықтардың көп санымен баллистикалық ыдырау қолданылады, ол концентрацияланған жасуша суспензиясы орналастырылған жоғары жылдамдықты шар диірмендерінде жүзеге асырылады. Диірмен камерасы инертті абразивті материалмен толтырылады (әйнек, диаметрі 1 мм полимер шарлар). Мазмұны оське орнатылған пышақтар арқылы тез араласады. Шарлардың бір-біріне, қалақтардың беті мен камераға қатысты жылдам қозғалысы нәтижесінде пайда болатын ығысу кернеулерінің әсерінен жасушалардың көпшілігі жойылады. Оңтайлы жасушаларды жою шарттары қалақтардың саны мен пішінін, араластыру жылдамдығын, шарлардың саны мен өлшемін, камераның геометриясын, температурасын және ұяшық концентрациясын өзгерту арқылы таңдалады. 14. «Жасушалық инженерия» ұғымына анықтама беріңіз. Оның әдістерін микроорганизмдер мен өсімдік жасушаларын – жаңа БАЗ өндірушілерін құруда қолданыңыз. Өсімдік жасушаларына қатысты протопласттарды біріктіру әдісін сипаттаңыз. Жасуша инженериясы биотехнологияның маңызды бағыттарының бірі болып табылады. Ол түбегейлі жаңа нысанды – эукариоттық организмдердің жасушаларының немесе тіндерінің оқшауланған мәдениетін, сондай-ақ өсімдік жасушаларының бірегей қасиеті – тотипотенцияны қолдануға негізделген. “Оқшауланған протопластар” терминін алғаш рет 1880 жылы Д.Гунштейн ұсынған.Плазмолиз кезінде бүкіл жасушадағы протопласты байқауға болады. Оқшауланған протопласт - бұл плазмалеммамен қоршалған өсімдік жасушасының мазмұны. Оқшауланған протопластар биотехнологияның ең құнды объектілерінің бірі болып табылады. Олар мембраналардың әртүрлі қасиеттерін, сондай-ақ плазмалемма арқылы заттардың тасымалдануын зерттеуге мүмкіндік береді. Олардың басты артықшылығы - оқшауланған протопластарға басқа өсімдіктердің, прокариоттардың және жануарлар жасушаларының органеллалары мен жасушаларынан генетикалық ақпаратты енгізу өте оңай. Э.Кокинг оқшауланған протопласт пиноцитоз механизмінің арқасында қоршаған ортадан тек төмен молекулалық заттарды ғана емес, сонымен қатар үлкен молекулаларды, бөлшектерді (вирустар) тіпті оқшауланған органеллаларды да сіңіре алатынын анықтады. Протопластарды өсімдік ұлпасының жасушаларынан, каллус культурасынан және суспензия дақылынан бөліп алуға болады. Әртүрлі объектілер үшін протопластарды оқшаулаудың оңтайлы шарттары жеке болып табылады, бұл ферменттердің концентрациясын, олардың арақатынасын және өңдеу уақытын таңдау бойынша алдын ала қажырлы жұмысты талап етеді. Тұтас өміршең протопластарды оқшаулаудың өте маңызды факторы осмостық тұрақтандырғышты таңдау болып табылады. Тұрақтандырғыш ретінде әдетте әртүрлі қанттар, кейде иондық осмостық агенттер (CaCl2, Na2HP04, KSI тұздарының ерітінділері) қолданылады. Протопластар жұмсақ плазмолиз күйінде болуы үшін осмостық агенттердің концентрациясы аздап гипертониялық болуы керек. Бұл жағдайда жасуша қабырғасының метаболизмі және регенерациясы тежеледі. Оқшауланған протопластарды өсіруге болады. Әдетте бұл үшін оқшауланған жасушалар мен тіндер өсетін бірдей орталар қолданылады. Ферменттерді алып тастағаннан кейін культурадағы протопластарда жасуша қабырғасының түзілуі бірден басталады. Қабырғасын қалпына келтірген протопласт оқшауланған жасуша сияқты әрекет етеді және жасушалардың клонын бөлуге және қалыптастыруға қабілетті. Оқшауланған протопластардан тұтас өсімдіктердің регенерациялануы бірқатар қиындықтармен байланысты. Эмбриогенез арқылы регенерацияға осы уақытқа дейін тек сәбіз өсімдіктерінде қол жеткізілді. Тамырлар мен өркендердің дәйекті қалыптасуын (органогенез) ынталандыру арқылы темекінің, петунияның және кейбір басқа өсімдіктердің регенерациясына қол жеткізілді. Айта кету керек, генетикалық тұрақты жасуша мәдениетінен бөлінген протопластар өсімдіктерді жиі регенерациялайды және протопластардың генетикалық модификациясын зерттеуде үлкен табыспен қолданылады. 15. «Гендік инженерия» ұғымына анықтама беріңіз. Рекомбинантты ДНҚ технологиясының негізгі принциптерін тізімдеңіз. Генетикалық инженерия әдістерімен (рекомбинантты ДНҚ технологиясы) жаңа биообъектілердің құрылуын сипаттаңыз. жүктеу/скачать 2.31 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|