|
Gen muhandisligining tadqiqot obyektlari viruslar, bakteriyalar, zamburug’lar, hayvonlar va o’simliklarning hujayralaridir. Bu tirik mavjudodlarning DNK molekulasi hujayraning boshqa moddalaridan tozalab olingandan keyin ular orasidagi moddiy farq yo’qoladi. Har qanday manbadan ajratib, tozalangan DNK molekulasi enzimlar vositasida spetsifik bo’laklarga parchalanishi va qaytadan bu bo’laklarni ulovchi enzim vositasida ehtiyozga mos ravishda ulanishi mumkin. Hozirgi zamon gen muhandisligi usullari vositasida probirkada har qanday DNK molekulasi bo’laklarini aynan ko’paytirish yoki DNK zanjiridagi xohlagan nukleotidni boshqasi bilan almashtirish mumkin.
Biotexnologik jarayonning mohiyatini belgilovchi asosiy bo’g’in hujayra hisoblanadi. Unda kerakli mahsulot sintezlanadi. Yu.A.Ovchinnikov aytganidek hujayra o’ziga xos kichkina kimyoviy zavod bo’lib, unumdorlikda, kelishilgan xolda ma’lum dastur asosida ishlaydi. Unda minutida yuzlab murakkab birikmalar, gigant biopolimerlar va birinchi novbatda oqsillar sintezlanadi.
Hozirgi biotexnologik ishlab chiqarishning asosi – bu mikrobiologik sintezdir, ya’ni har xil moddalarni mikroorganizmlar yordamida sintezlanishidir. Bunda o’simlik va hayvon obyektlari keng qo’llanilmaydi, chunki ularni o’stirish sharoitiga talabi yuqori, bu esa ishlab chiqarishni qimmatlashtiradi. Obyekt tabiatidan qat’iy nazar biotexnologik jarayonning boshlang’ich davrida hujayra va to’qimaning toza kulturasini olish zarur. Bu kulturalar bilan manipulyasiyalar bajarish mikrobiologiyaning klassik usullariga asoslangan. Mikroorganizmlar dunyosi xilma-xil bo’lib, ularga bakteriyalar, aktinomisetlar, rikkestiyalar – prokariotlar va achitqi, ipsimon zamburug’lar, sodda hayvonlar, suv o’tlari kabi eukariotlar kiradi. Hozirgi vaqtda 100 mingdan ortiq mikroorganizmlar turlari mavjud. Bu mikroorganizmlar ichidan bizni qiziqtiruvchi formalarni topish zarur. U yoki bu modda hosil qiluvchi mikroorganizmni qanday tanlash mumkin?
Bu masalani hal qilish uchun mikroorganizmlar tanlanib, ularning namunasi ular yashaydigan joydan olinadi. Masalan, uglevodorodlarni oksidlaydigan mikroorganizmlar benzokolonka yaqinidagi tuproqda, vino achitqisi uzumda ko’p uchraydi, anaerob sellyo’loza parchalovchi va metan hosil qiluvchi mikroorganizmlar kavsh qaytaruvchi hayvonlar qatqorinida uchraydi. Olingan namunalar maxsus tarkibli suyuq oziq muhitiga solinadi. Bunday muhit elektiv deb ataladi. Har qanday muhitdagi har xil faktorlar o’zgartirilib bizni qiziqtiruvchi produtsent rivojlanishi uchun sharoit yaratiladi. Bunday omillarga energiya, uglevod, azot, pH qiymati, harorat osmatik bosim va boshqalarni kiritish mumkin.
Xolesterinoksidaza to’planishi uchun uglerodning eng birinchi manbai sifatida xolesterindan foydalaniladi. Uglevodorod oksidlovchi mikroorganizmlar uchun o’stirish muhiti sifatida parafin olinadi. Mikroorganizmlarni to’plovchi muhiti shunday olinadi. Keyingi bosqich toza kulturalar ajratish bo’lib, buning uchun qattiq oziq muhiti olinadi, unda to’plovchi muhitdan namunalar olinib ekiladi. Mikroorganizmlarning alohida hujayralari qattiq muhitda koloniyalar hosil qiladi. Bu koloniyalar qayta ekilib produtsentning toza kulturasi olinadi.
Sanoatda nisbatan kam, ya’ni 100 tur mikroorganizmlardan foydalanilib, ularga bir necha ming shtammlar kiradi. L.I.Vorobyeva (1987y) fikricha sanoat shtammlari qo’yidagi talabarga javob berishi kerak.
- arzon va ko’p miqdorda bo’lgan substratlarda o’sishi;
- biomassa o’sish tezligi yuqori bo’lishi va oxirgi mahsulot paydo qilishi yuqori bo’lib, oziq substratni oz istimol qilishi;
- chet mahsulotlar hosil bo’lishi minimal bo’lib, yo’llanma biosintetik faollik nomoyon etishi;
- genetik bir jinsli bo’lishi, mahsuldorligi turg’un va oziq substratiga talabi, o’stirishga talabi turg’un bo’lishi;
- fag va boshqa yot mikrofloragi chidamli bo’lishi;
- odam va tashqi muhit uchun zararsiz bo’lishi;
- produtsentlar termofil bo’lishi kerak, chunki bunda substratning yot mikrooflora bilan ifloslanishi sodir bo’lmaydi;
- biosintezning oxirgi mahsuloti iqtisodiy va xalq xo’jaligi uchun muhim bo’lishi va substratdan oson ajralishi zarur;
- tez o’sish qobiliyatiga ega bo’lishi;
- o’z hayot faoliyatida arzon substratlardan foydalanishi;
- yot mikroflora bilan zararlanishga chidamli bo’lishi zarur;
Bular hammasi mahsulot tan narxini tushiradi. 500 kg massaga ega bo’lgan sigir 1-sutkada 0,5 kg oqsil sintezlasa, xuddi shuncha oqsilni 5 gr massaga ega bo’lgan achitqidan olish mumkin. Fotosintezlovchi mikroorganizmlar biotexnologik ishlab chiqarishda katta qiziqish tug’dirib kelmoqdaki, ular o’z hayot faoliyatida yorug’lik energiyasidan foydalanadi va uglekislota qaytarilishi natijasida hujayraning har xil moddalarini sintezlaydi. Sianobakteriyalar va eukariotlar atmosfera havosini o’zlashtirish, ya’ni energiyaning eng arzon manbaidan, foydalanadi. Fototrof mikroorganizmlar ammiak, vodorod, oqsil va har xil biopreparatlar ishlab chiqarishda perspektiv hisoblanadi.
Biotexnologiyada optimal obyekt bo’lib termafil mikroorganizmlar xizmat qiladi, chunki ular 60-80 C da , ba’zilari 180 Cda, dengizlar ostidagi suvlarda esa atmosfera bosimi ostida 300 C da mikroorganizmlar kislorod produtsentlari hisoblanishi aniqlangan. Termofillarni ishlab chiqarishda qo’llash sterilizasiyada sarfilanadigan xorajatlarni kamaytiradi, bundan tashqari ulardan olingan fermentlar masalan proteozalar qizdirishga va organiq erituvchilarga chidamli bo’ladi. Obyektni ajratish va tanlash biotexnologik jarayonning muhim davri hisoblanib, undan keyingi bosqichlarda seleksion usullari yordamida produtsent organizmlar ma’lum yo’nalishda o’zgartiriladi.Seleksiya bu mutantlarni ma’lum maqsadlar uchun tanlash, ya’ni DNKning nukleotidlar tartibida saqlash yo’li bilan strukturali modifikasiya natijasida sodir bo’lgan irsiy o’zgarishdir. Seleksiyaning bosh yo’li produtsentlarni ko’r-ko’rona tanlashdan ma’lum programma asosida ularning genomini konstruksiyalash. Spontan mutasiyalarni tanlash mikroorganizmlarni har xil texnologik jarayonlarda qo’llashda muhim rol o’ynadi. DNK strukturasining o’zgarishi juda kam uchraydi. Mutasiya sodir bo’lishi uchun gen o’rtacha 1010 marta ikkilanishi ya’ni, reduplikasiyalanishi zarur. Mikroorganizmlar populyasiyasi juda zich bo’lib 1 ml da 10 ta hujayra bo’lishi mumkin. Agar ular bir necha avlod ko’paytirilsa va katta xajimda o’stirilsa ancha ko’p mutasiyalar olish imkonini beradi.
Do'stlaringiz bilan baham: |
