Kafedrasi “biotexnologiya” fanidan o‘quv-uslubiy majmua

Асосий адабиётлар:

1. 
   Мирхамидова Р., Вахабов А.Х., Давранов К., Турсунбоева Г.С. Микробиология ва биотехнология асослари. Тошкент: Ilm Ziyo. 2014. -225 б.
   
2. 
   Давронов Қ. Биотехнология:илмий, амалий ва услубий асослари. Тошкент. “Patent-press” 2008.
   
3. 
   Иноғомова М., Вахобов А.Н. Микробиология ва вирусология асослари. Ўқув қўлланма. Тошкент. Университет. 2010.
   

Қўшимча адабиётлар:

1. 
   Комилов Х.М., Рахимов М.М., Одилбекова Д.Ю. Биотехнология асослари. Тошкент: Extremum press. 2010.
   
2. 
   Клунова С.М., Егорова Т.А., Живухина Е.А. Биотехнология. Учебник. Академия. Москва 2010
   
3. 
   Коростелева Н.И., Громова Т.В., Жукова И.Г. Биотехнология. Учебное пособие. АГАУ. Барнаул. 2006
   

Ахборот манбалари:
1.http://www.ziyonet.uz/
2. http://www.google.co.uz/
3. http://www.google.ru/
4. http://www.biotehnolog.ru/
5. https://ru.wikipedia.org/


2-MAVZU: BIOTEXNOLOGIYA OBYEKTLARI


REJA:

1. 
   Biotexnologiya obyektlariga umumiy xarakteristika
   
2. 
   Agrobekterium va uning hususiyatlari
   
3. 
   Bakteriofaglar
   

Biotexnologiyaning obyektlariga mikroorganizmlar, hayvon va o'simlik hujayralari, transgen hayvon va o'simliklar hamda hujay-ralardagi ko'p komponentli ferment tizimlari va alohida fermentlar kiradi. Ko'pgina zamonaviy biotexnologik ishlab chiqarishning asosi mikrobli sintez, ya'ni turli biologik faol moddalarni mikroorganizmlar yordamida sintezlash hisoblanadi.

- Obyektning tabiatidan qat'i nazar, istalgan biotexnologik jara-yonning..1-bosqichi organizmlar (mikroblar bo'lsa), hujayra yoki to'qimalarning (o'simlik yoki hayvonlar bo'lsa) toza kulturasini olish hisoblanadi. O'simlik va hayvon to'qimalari kulturalaridan biotexnologiyaning obyektlari sifatida foydalanish metodik nuqtayi nazardan mikroorganizm kulturalaridan farq qilmaydi.
- Hozirda mikroorganizmlarning 100000 ortiq turiga tavsif berilgan. Bular prokariotlar (bakteriyalar, aktinomitsetlar, rik-ketsiyalar, sianobakteriyalar) va eukariodarning bir qismi (achit¬qilar, ipsimon zamburug'lar, ayrim suvo'tlari)dir. Mikroorganizmlar turli-tuman bo'lishiga qaramay, qaysi mahsulot olinishi kerakligiga qarab ularni to'g'ri tanlay bilish kerak. Eng ko'p va chuqur o'rga-nilgan mikroorganizmlar — ichak tayoqchasi (E. coli), pichan tayoqchasi (Вас. subtilis) va achitqi zamburug'lari (S.cerevisiae)di.
Biotexnologik obyektni tanlashda (masalan, mikroorganizm-produtsent) yaxlit mahsulotni sintezlash xususiyati asosiy mezon sanaladi. Bunda mikroorganizmlar quyidagi xususiyatlarga ega bo'lishi kerak:
— tez o'sish sur'atiga;
— o'zining hayot faoliyati uchun arzon substratlarni sarflashi;
— tashqi mikrofloraga va faglarga nisbatan chidamJi, ya'ni raqo-batbardosh bo'lishi. Bularning barchasi yaxlit mahsulot olishga ketadigan sarf-xarajatlami kamaytiradi. Tabiatda barcha talablarga javob beradigan oiganizmlar uchramaydi. Masalan, bir hujayrali organizmlar yuqori organizmlarga nisbatan tez o'sadi va ularda sintetik jarayonlar tez ketadi. Lekin bu barcha mikroorganizmlarga tegishli emas. Masalan, oligotrof mikroorganizmlar juda sekin o'ssada, ulardan ko'plab qimmatli mahsulotlar olish mumkin va qulaydir.
Hayoti faoliyati davomida quyosh nuri energiyasidan foydalanuvchi mikroorganizmlar fotosintezlovchi mikroorganizmlar deb ataladi. Ularning bir qismi (sianobakteriyalar va fotosintezlovchi eukariotlar) uglerod manbayi sifatida C02dan foydalanadi, siano-bakteriyalarning ayrimlari esa atmosfera azotini yutish xususiyatiga ham egalar. Fotosintezlovchi mikroorganizmlar ammiak, vodorod, oqsil va bir qancha organik birikmalar olish uchun produtsent hisoblanadilar. Lekin ularning genetik tuzilishi va hayot faoliyati-ning molekulyar-biologik mexanizmlari yaxshi o'rganilmagan.
Yuqori haroratda o'sadigan termofill mikroorganizmlarning xususiyati tashqi (begona) mikrofiorani o'sishiga to'sqinlik qiladi. Bular spirtlar, aminokislotalar, fermentlar, molekulyar vodorod olish uchun produtsent hisoblanadilar.
Termoffllar sintezlaydigan fermentlar issiqlik, ayrim oksidlov-chilar, detergentlar, organik erituvchilar va boshqa noqulay omil-larga nisbatan ham ancha chidamli hisoblanadilar. Ular oddiy tem-peraturada ham faoilik ko'rsata oladilar. Masalan, ayrim termofill mikroorganizmlardan olinadigan proteazalar 75°C da 20°C ga nisbatan 100 marta kamroq faoilik ko'rsatadilar. Ularning bu xusu¬siyati ayrim ishlab chiqarish sanoatlarida muhim ahamiyatga ega. Masalan, Thermus aquaticus - termofil bakteriyasining Taq-polimeraza fermenti gen injeneriyasida keng ishlatiladi.
Odatda, mikroorganizmlarni foydali va zararli deb o’rganishga harakat qilinadi. Bu fikr mutlaqo to’g’ri emas. Fikrimizcha, barcha mikroorganizmlar foydali, chunki ular tabiatda modda almashinuvida faol qatnashadi va ko’plab xilma-xil hayotiy zarur moddalar sintez qiladi. Binobarin, mikoorganizmlar biz yashab turgan dunyoning eng qudratli ishlab chiqaruvchi kuchidir. Ular har xil fizik-kimyoviy muhitga chidamli, tez moslanuvchan, turli oziqa muhitida yashash qobiliyatiga ega. Biologik jarayonlarda achitqi zamburug’lari, mikromisetlar, bakteriyalar va aktinomisetlar (shulali zamburug’lar) kabi mikroorganizmlardan foydalaniladi. Butun mavjudot mikroorganizmlarsiz yashay olmaydi, mikroorganizmlarning o’zi esa yashayveradi. Aytaylik, ovqat hazm qilish tizimida faol qatnashadigan mikroorganizmlar miqdori kamayib ketsa, disbakterioz va u bilan bog’liq boshqa kasalliklar ro’y beradi. YAna bir misol, tuprog’I sterillangan, ya’ni mikroblari o’ldirilgan tuvaklarga o’simlik o’tkazib barcha kerakli mineral o’g’itlarni ham sterillangan holda solsangiz, ko’chat 4-5 kundayoq so’lib qoladi. XXI – asrga zamonaviy biotexnologiya ulkan yutuqlar bilan kirib keldi. Inson genomining
to’la o’qilishi, oldindan rejalashtirilgan xususuyatlarga ega bo’lgan shtammlarni yarata bilish, qarimaslik sirlarini ochish sari intilish, bir so’z bilan aytganda abadiylikka intilish bugungi kun fani yutuqlari oldida afsona emasligi hammaga ma’lumdir. O’tgan asrning 80 – 90 yillaridan boshlab, dunyo olimlarining “XXI – asr biotexnologiya asri” bo’ladi degan bashoratomo’z so’zlari bejiz emasligi ko’plab misollar bilan o’z tasdig’ini topmoqda. Rivojlangan, zamonaviy biotexnologiya fanining asosida uning ulkan yutuqlarining manbai bo’lmish mikroorganizmlar dunyosi yotadi. SHunday ekan erishilgan yutuqlarda ko’z ilg’amas, jajji organizmlarning ham o’z o’rni bor albatta. Keling, endi ushbu tarmoqlarning respublikamizda rivojlanishi uchun nimalarga e’tibor berishimiz lozimligi haqida fikr yuritaylik. Dastlab, e’tiborimizni butun jahon diqqat e’tiborida turgan oqsil muammosiga qaratmoqchimiz. Statistik ma’lumotlarga ko’ra: dunyoda oqsil tanqisligi yiliga deyarli 12 –15 mln. tonnani tashkil etadi. Bu bilan bog’liq bo’lgan quyidagi ma’lumotlar sizlarni befarq qoldirmaydi deb o’ylaymiz: Dunyo bo’yicha 850 mln. dan ortiq kishi oqisilga muhtoj, shundan 200 mln. dan ortiqrog’i 5 yoshda bo’lgan bolalardir. 50 mln. dan ortiq kishi ochlikdan vafot etadi, ulardan 40 mln dan ortiqrog’i yosh bolalardir. 1 sutkada o’rtacha 11000 yosh bola hayotdan ko’z yumadi. Albatta keltirilgan jumlalar har bir insonni larzaga solmay qo’ymaydi. Xo’sh oqsil muammosini hal qilish uchun qanday ishlar amalga oshirilmoqda, qolaversa, Mikrobiologiya sanoati qay darajada hissa qo’shmoqda. Oqsil muammosini hal qilish uchun dastlabki urinishlar eru-xotin Tausonlarning achitqilar va bakteriyalarni o’stirish uchun parafindan foydalanishni taklif etishgandan boshlangan edi. T.A.Tauson achitqilarning parafindan oksidlanishning ayrim oraliq maxsulotlari va V1 vitaminini sintez qilishni isbotlab beradi. Bu dastlabki urinishlar edi albatta. SHundan keyin S.I. Kuznesova, B.I. Isochenko, L.D. SHturim, G.N. Mogilevskiy va boshqa shu kabi olimlarning izlanishlari, nazariy va amaliy tajribalari ko’pgina mikroorganizmlar uglevodorodlarni oksidlay olishi mumkinligini rad etib bo’lmas darajada isbotladi. Bu tadqiqotlar insoniyat oldida oqsil tanqisligi o’tkir muammo bo’lib turgan bir paytda ayniqsa, katta e’tiborni jalb etadi. Fransiya, Italiya, YAponiya va AqSH kabi jahonning rivojlangan mamlakatlarida ham neftdan oqsil olish muammolarini echish uchun ilmiy izlanishlar olib borildi va bir qadar o’z echimini topdi.Fikrimizni kengaytirgan holda o’quvchilarga tushunarli bo’lishi uchun bu jarayonda mikroorganizmlar faoliyati mexanizmi haqida to’xtalib o’tishni joiz deb hisoblaymiz. Achitqi va bakteriyalar parafindan biomassa hosil qilish uchun o’zlariga kerakli bo’lgan uglerodni va hujayraning hayotiy faoliyati uchun energiya manbai bo’lib xizmat qiladigan, oqsil va vitaminlarni sintezlaydigan, raqib va dushmanlardan himoya qiladigan vodorodni topib oldilar. SHuning uchun ham biosintezning nihoyatda yuqori bosqichda o’tishi va o’ta maxsuldorligi ajablanarli hol emas. Fikrimizning isboti sifatida quyidagi misollarni keltirmoqchimiz: Mikroorganizmlar 1 t. mo’tadil tuzilishdagi parafinlardan (10% namlikdagi tayyor maxsulotga hisoblanganda) 580– 630 kg oqsil bo’lgan 1 t. biomassa hosil qiladi. Ayni paytda gidroliz zavodlari shuncha miqdordagi achitqi maxsuloti ishlab chiqarish uchun esa 5,5–6,4 tonna mutlaqo quruq holdagi yog’ochdan foydalaniladi. Oradagi farq albatta jiddiy qolaversa parafinda yog’ochga nisbatan uglerod va vodorodlar miqdori nihoyatda ko’p bo’lib, biosintez jarayoniga sezilarli ta’sir ko’rsatadi.
Agrobacterium (lat.) - birinchi bo'lib 1942 yilda G.J. Konn tomonidan mustaqil ajratilgan grammusbat bakteriyalar guruhidir. Jinslar vakillari gorizontal geni uzatishga qodir, ularning yordami bilan o'simliklardagi o'smalar paydo bo'ladi. Ushbu turning eng ko'p o'rganilgan va yaxshi o'rganilgan turlari Agrobacterium tumefaciens hisoblanadi. Agrobakterium o'zi va o'simliklar o'rtasida o'zaro DNK o'tkazishni amalga oshira oladigan qobiliyati bilan mashhur. Ushbu xususiyat tufayli ushbu bakteriya vakillari genetik muhandislikda muhim vositaga aylandi.
Agrobacterium jinsi tarkibida geterogendir. 1998 yilda qayta tasniflash amalga oshirildi, natijada Agrobakteriumning barcha vakillari to'rtta yangi avlodga bo'lindi: Ahrensia, Pseudorhodobacter, Ruegeria va Stappia. Ammo 2001-2003 yillarda o'tkazilgan so'nggi tadqiqotlar, turlarning ko'p qismi Rizobium deb tasniflanishi kerak degan xulosaga keldi.
A. tumefaciens o'simliklardagi xavfli o'smalar hosil bo'lishiga olib keladi - safro. Odatda, ular ildiz va otishma birikmasida paydo bo'ladi. Bunday o'smalar bakterial Ti plazmidini (T-DNK) o'simlik hujayralariga konjugatsiya qilish natijasida yuzaga keladi. A. rhizogenes bilan chambarchas bog'liq turlar, shuningdek, ildiz o'smalarini keltirib chiqaradi va maxsus Ri-plazmidga ega (ingliz tilida ildiz otadigan - qo'zg'atuvchi ildizlar). Agrobacterium-ning taksonomik holati doimiy ravishda ko'rib chiqilayotgan bo'lsa-da, ushbu zotni uchta biovarga bo'lish mumkin: A. tumefaciens, A. rhizogenes va A. vitis. A. tumefaciens va A. rhizogenes guruhidagi shtammlar ham Ti, ham Ri plazmidiga ega bo'lishi mumkin, A. vitis guruhining shtammlari esa odatda faqat uzumga ta'sir qiladi, ular Ti plazmidiga ega. Ri plazmidini olib yurgan Agrobakteriy bo'lmagan shtammlari tabiiy namunalardan ajratilgan va laboratoriya tadqiqotlari Agrobakterium bo'lmagan shtammlari Ti plazmidini ham olib yurishi mumkinligini ko'rsatdi. Agrobakteriyaning ko'plab tabiiy shtammlari Ti va Ri plazmidlariga ega emas, shuning uchun ular virusli emas.
Plazmid T-DNK mezbon hujayraning genomiga yarim tasodifiy ravishda kiritiladi va o'simta shakllanishiga javob beradigan genlar ifoda etiladi, natijada safro paydo bo'lishiga olib keladi. T-DNK nostandart aminokislotalarni sintezi uchun zarur bo'lgan fermentlarni kodlovchi genlarni o'z ichiga oladi, odatda octopin yoki nopalin. Bu erda fermentlar o'simlik gormonlari auxin va sitokinin sintezi, shuningdek bakteriyalarni uglerod va azot manbai bilan ta'minlaydigan, boshqa mikroorganizmlarga kira olmaydigan turli xil opinlarning biosintezi uchun kodlangan. Ushbu strategiya Agrobacteriumga tanlangan ustunlik beradi [ O'simlikning gormonal muvozanatining o'zgarishi hujayra bo'linishining buzilishiga va o'smaning paydo bo'lishiga olib keladi. Auxinning sitokinga nisbati o'simtaning morfologiyasini aniqlaydi (ildiz shaklidagi, shaklsiz yoki otishsimon).
Bakteriofaglarning morfologiyasi, tuzilishi va ko‘payishi