Biotexnologiya asoslari

 
¾
 
Vodorod hosil qiluvchi yoki molekulyar azotni qaytarish uchun fotobiotexnik sistema 
yaratish;
 
¾
 
Fotobioniklarning keng rivojlanishi, shuningdek, quyosh energiyasini zahiralovchi va 
qayta hosil qiluvchi sun’iy tizim yaratish, shu jumladan, suvda quyosh spektridan 
to’liq foydalanib kislorod va vodorodning suv fotolizi;
 

---

¾
 
Biolyuminessiya mexanizmlari va qonuniyatlaridan foydalanib, quyosh energiyasi 
zahirasi, fotosintez mahsulotini hisoblash uchun o’lchash qurilmalarini yaratish va 
x.k.
 
SUVDA BIOFOTOLIZ 
 
Biologik yoqilg’i elementlari 
 
Ayni vaqtda suvni vodorod va kislorodga fotoajratish reaksiyasi qobiliyatiga asoslangan 
biokimyoviy tizimlar yaratilgan. Ma’lumki, suvda biofotoliz tizimlar ikki umumiy elementdan 
iborat:   
1. suvni ajratish tizimi kiradigan fotosintez elektron-transportli zanjiri; 
2.  vodorod hosil qiluvchi katalizatorlar.   
 
 
 
Vodorod hosil qilish jarayonida foallashtiruvchi katalizator sifatida, anorganik 
katalizatorlar platina hamda biologik katalizatorlar- gidrogenazalardan foydalaniladi. 
Gidrogenazalar eritma va immobillangan shaklda yoki hujayrada vodorod hosil qiluvchi 
terminal fermentlar ko’rinishida qo’llanilishi mumkin. O’rganilayotgan tizimlarning barchasini 
uchta guruhga ajratish mumkin: 
 
 
Uksak o’simliklar xloroplastlari, ferredoksin va gidrogenazalar (2.9.A-rasm); 
 
loroplastlar elektronlarni kichik molekulyar tashuvchilar (mediator) va bakterial gidrogenazalar 
(2.9. B.-rasm); 
 
 Mikroorganizmlar hujayrasiga asoslangan tizimlar. 
 
Bunda hujayraning - vodorod fotoprodusentlari bo’lishi mumkin: 
                  mikrosuvo’tlari 
H
2
O                                         Energiya (yuqori energiyali)                 
                      yorug’likda                       metabolitlar 
 
 
 O
2 
                                            H
2
 (qorong’ulikda)  
 
Immobillangan hujayra ham qo’llanilishi mumkin: 
     
H
2
O q HAD           Anabaena nidulans          HADH q O
2
; 
 
 HADH                                                        H2 q HAD
q
. 
                       Phodosporillum rubrum 
 
Tasavvur qiling, hoxlagan o’simlik tizimiidan gidrogenaza yordamida vodorod ajratish 
mumkin. Buni esa laboratoriya sharoitida bakteriyalardan va o’simlik bargi ekstraktlaridan 
foydalanib tashkil etish mumkin. Bu esa eng yuqori (oliy) maqsad yo’lida suvo’tlar yoki 
o’simlik-bakterial tizim chizmasi bo’yicha to’liq sun’iy tizim ishlab chiqishni mukammal 
o’rganishni talab qiladi. 
Bunday hollarda gidrogenaza bilan birgalikda Fe-S katalizatorlaridan foydalanish mumkin, 
bular bilan birgalikda xlorofil saqlovchi membrana yuzasining xloraplastlar yoki ko’piklaridan, 
suvda kislorodni kamaytirishi uchun va elektronlar va protonlarni erkinlashtirish va vodorod 
hosil qilish uchun - marganesli katalizatorlar qo’llanilishi mumkin. 

---

YOrug’likda O
2
 va qorong’ulikda H
2
 ajratadigan ikkifazali tizim yaratilgan, keyin esa bir 
vaqtning o’zida H
2 
 va O
2
 ajratuvchi bir qatlamli fazani yarimo’tkazuvchi membrana yordamida 
ajratish mumkin bo’ladi. 
Bundan tashqari, fotosintezlovchi bakteriyalarning (Rhodospirillum rubrum, Chromatium 
thiocapsa) stabil gidrogenazadan muvaffaqiyatli foydalanish mumkin. 
Vodorod ishlab chiqarishdagi biokatalitik tizim, hozircha yorug’lik nurida ishlovchi yagona 
bo’lgan bir bosqichli tizim hisoblanadi. Bu tizim qanchalik ko’p ishlagani bilan energiya manbai 
(quyosh nuri) va xom-ashyosi (suv) buzilmaydi, shuning uchun ham yuqori energetik qiymatga 
ega  gazsimon vodorodni ajratish va saqlab turish, atrof-muhitga hech qanday zarar etkazmaydi. 
Boshqa birorta energetik tizim bunday ajoyib xususiyatga ega emas. Hozirgi kunda bunday 
biologik va fotokimyoviy tizimlar yaratish bilan jahonning zamonaviy uskunalar bilan 
jihozlangan bir necha o’nlab laboratoriyalari ishlamoqdalar. 
Olimlarning diqqat e’tibori-da turgan muammo, bu yarimo’tkazgich xususiyatiga ega 
bo’lgan kukunlar va membranaga o’xshamagan xlorofillar yordamida amalga oshadigan sun’iy 
fotosintez jarayonini yaratishdir. 
Oxirgi yillarda kimyoviy energiyani elektr energiyasiga aylantirishni samarali yo’llarini 
muammosiga qiziqish ortib bormoqda. 
Ayni vaqtda, turli xil yoqilg’i turlarini yonishidan hosil bo’lgan energiyani qayta 
ishlashning ko’p bosqichli jarayonidan foydalanib kelinmoqda: