1-Ma’ruza mashg‘uloti Mavzu: Biotexnologiyaning asosiy tushunchalari va ta‘rifi Reja

1-Ma’ruza mashg‘uloti
Mavzu:Biotexnologiyaning asosiy tushunchalari va ta‘rifi
Reja:

1. Biotexnologiya fanining maqsadi, vazifa­lari, ob’ekti va tadqiqot uslublari.

2. Biotexnologiya faning qisqacha rivojlanish tarixi.
3. Biotexnologiya faning biologiya fanlari ichida tutgan o‘rni.
4. Qishloq xo‘jalik biotexnologiyasi faning yutuqlari va is­tiqbollari.

1960-1970 yillarda gen va hujayra injeneriyasi, hujayra biologiyasi va kimyosi, oqsil va fermentlar injeneriyasi, texnika­viy mikrobiologiya hamda texnikaviy bioximiya yutuqlariga asos­langan ishlab chiqarish usuli paydo bo`lishi bilan biotexnologiya paydo bo‘la boshla­gan. Lekin biologik usulda ishlab chiqarish jarayoni qadim zamon­lardan bizga ma’lum. Masalan, non, vino, sut mahsulotlari, pish­loq ishlab chiqarish, bijg‘itish. Tibbiyotda ishlatiladigan dori­larni ishlab chiqarish usullariga qaraganda energiya xom ashyoni ko‘p talab qilmaydi. Bu usulning yana bir qulaylik tomoni shundaki, bu jarayon natijasida hosil bo‘lgan chiqindilar kam va ular albatta yana bir boshqa maqsadlar uchun ishlatiladi. Biotexnologiya key­ingi yillarda genetik injeneriyaning yutuqlariga suyangan holda yanada rivojlanmoqda. Shunday tarmoqlar dastlab 1976 yili Ame­rikada, keyinchalik esa Yevropada va Yaponiyada paydo bo‘ldi. Bio­texnologiya jarayonlari mikrobiologiya sanoati, o‘simlik va hayvon seleksiyasi, fermentlar ishlab chiqarish sanoati, oziq-ovqat sa­noati, tibbiy dori-darmonlar ishlab chiqarish va boshqa sohalarda keng qo‘llanilmoqda. Hozirgi kunda biotexnologiya usullari aso­sida ko‘plab (4500 ga yaqin) antibiotiklar olinmoqda.

Molekulyar biologiya va genetika biotexnologiyaning nazariy asosi hisoblanadi. Biotexnologiya fani yo‘nalishlariga gen, hujayra va fermentlar injenerligi, texnologik bioenergetika, membrana texnologiyasi, immunobiotexnologiya, ekologik biotexno­logiya kabi bo‘limlar kiradi. Shu yo‘nalishlar yordamida hozirgi paytda seleksiya va urug‘chilik, o‘simlikshunoslik va chor­vachilik­dagi dolzarb muammolar hal qilinmoqda. Jumladan vete­rinariya sohasida yangi preparatlar olish, toza garmonlar olish va ularni ishlatish texnologiyalari ishlab chiqilmoqda. Suv havzalari, tuproqni, havoni biotexnologik ob’ektlar va uslublar yordamida toza­lash muammosi hal qilinmoqda.
Yangi genetik usullarning paydo bo‘lishi bilan irsiyatni orga­nizm darajasida qayta tuzish imkoniyati tug‘ildi. Yadrosiz tuxum hujayraga shu organizmning somatik hujayra yadrosini ko‘chirib o‘tkazish bilan genotipi bir xil bo‘lgan organizmlarni olish mum­kin. Agar shu usulni sut emizuvchilarda o‘tkazilsa, juda katta ama­liy foydaga erishish mumkin. Chunki qoramollar, qo‘ylar va boshqa qishloq xo‘jalik hayvonlari orasida sersut, seryog‘, serjun, go‘shtdorlari uchraydi. Jinsiy ko‘payishda bu yaxshi belgilar yuzaga chiqmasligi mumkin.
Keyingi paytlarda jahon bo‘yicha gen injenerligiga yoki boshqacha aytganda rekombinant DNK olish texnologiyasiga katta e’tibor berilmoqda va shu bilan biotexnologiya fanining hozirgi zamon yo‘nalishiga asos solinmoqda. Ma’lumki, DNK molekulasi ikkita zanjirli bo‘lib, ularning har birida nukleotdlar galma-gal joylashgan. Irsiy belgilar to‘g‘risida axborot shularda saqlangani uchun, ularning irsiylanishi fanda va amaliyotda muhim ahamiyat kasb etadi. DNK molekulasida axborot saqlaydigan nukleotidlar to‘plamiga genlar deyilib, ular ham maxsus ximiya­viy tarkibiga ega. Agar biz genlarning ximiyaviy tarkibini va ular DNK molekulasining qaysi qismida joylashganligini hamda qanday belgini nazorat qilishini bilsak, unda biz DNK mo­lekula­sidan kerakli joyini kesib olib boshqa DNK molekulasiga o‘tkazish yo‘li bilan, nafaqat organizm xossasini o‘zgartiramiz balki naslni ham shunga muvofiqlashtiramiz. Shunday qilib, bu manipulyatsiyani gen mikroxirurgiyasi deyish mumkin. Keyinchalik bu yo‘nalish gen injeneriyasi deb atala boshladi. Albatta DNK mo­lekulasining ayrim qismlari mexanik yo‘l bilan qirqilmaydi, balki ximiyaviy usul bilan, aniqrog‘i maxsus fermentlar restrik­tazalar yordamida amalga oshirilsa, kesib olingan qismlarni boshqa organizm DNK siga ulash yoki tikish ligaza fermentlari yordamida bajariladi.
Shunday qilib, biotexnologiya fanining asosi hujayra, mole­kulyar biologiya va gen injenerligi hisoblanadi. Hozirgi kunda amaliyotda biotexnologiya asosida sanoat mikrobiologiyasi, mikro­biologik sintez keng ko‘lamda rivojlanmoqda. Bularga antibio­tiklar, muhim aminokislotalar va o‘sishni boshqaradigan biologik aktiv moddalar olish industriyasi kiradi. Lekin hozirgi vaqtgacha yuqori darajada rivojlangan organizmlar uchun molekulyar biolo­giya ko‘zga ko‘rinarli amaliy natija bera olmadi. Shu bilan birga­likda qishloq xo‘jaligining ko‘pchilik sohasida, masalan o‘simlik va hayvonlar hujayrasi texnologiyasi, mikrobiologik yo‘l bilan havodan azot olish, himoya qilish, veterinariya va ekologiya, o‘simlik va hayvonlar ontogenezini ximiyaviy usulda (garmon yor­damida) boshqarish va boshqa sohalarda ishlar olib borilmoqda. Ana shu sohalar amaliy natija berish uchun, uning quyidagi bo‘limlari yuqori darajada rivojlangan bo‘lishi kerak:
1. O‘simlikshunoslik, chorvachilik va veterinariya gen injener­ligi.
2. Qishloq xo‘jaligi fani va amaliyotda hujayra texnologiyasi.
3. Chorvachilikda embrionlar transplantatsiyasi va hujayra in­jenerligi.
4. Qishloq xo‘jalik mikrobiologiyasida biotexnologik yo`na­lishlar.
5. O‘simliklarni o‘sishi va rivojlanishini boshqaradigan bio­logik aktiv moddalarni (garmonlarni) o‘rganish.
Agar shularga qisqacha tarif beradigan bo‘lsak, qishloq xo‘jaligi biotexnologiyasining gen injenerligi oldida turgan birinchi galdagi vazifasi o‘simlik va hayvonlardagi har bir genni bilgan holda xo‘jalikka foydali belgilarning yuzaga kelishi me­xanizmini molekulyar asoslash va shu jarayonni boshqaradigan el­mentlarni topish. Ikkinchi galdagi vazifa, rekombinant DNK olish texnologiyasini tezkorlik bilan ishlab chiqarish. Uchinchi galdagi vazifa fundamental va amaliy ishlar o‘rtasida o‘zilish bo‘lmasligini ta’minlash. Buning uchun amalda qo‘llash mumkin bo‘lgan ishlarni amaliyotga tadbiq qilishga yordam berish. Ma’lumki, amaliy seleksiya ikkita muhim yondashishga bog‘liq: birinchidan irsiy xilma-xillikka va ikkinchidan genotiplar se­leksiyasiga.
Hujayra texnologiyasi irsiy xilma-xillikni yaratishda mut­loq boshqacha yo‘l tutadi, ya’ni o‘zini klonlash natijasida hujayrada induksiyalashgan mutant olish, hujayra seleksiyasi, so­matik hujayralarni gibridlash, sitoplazmatik genlarni ko‘chirib o‘tkazish va boshqalar.
Agar chorvachilikda sun’iy qochirish sistemasi ishlab chiqilgandan keyin bir buqadan minglab nasl olish imkoniyati tug‘ilgan bo‘lsa, yuqori mahsuldor sigirdan nasl olish esa past da­rajada (5-6 ta buzoq) bo‘lib, mana shu tabiiy to‘siqni olib tashlash biotexnologiya tufayli amalga oshdi. Shunday usullardan biri em­brionlarni ko‘chirib o‘tkazishdir. Embrionlarni ko‘chirib o‘tkazish esa o‘z navbatida quyidagi 4 omilga bog‘liq: