Reja: Biotexnologiya xakida umumiy tushuncha

Biotexnologiya fanining vazifalari
Biotexnologiyaning birinchi navbatdagi vazifasi kuyidagilarni yaratish va xalk xujaligida keng kullanilishini aniklash iborat:
1.Medicinada oldindan kasallikni aniklashdan, yurak va kon-tomiri kasalliklarini, rak, irsiy infekcion, virus va boshka kasalliklarni davolay oladigan biologik aktiv moddalar va dori-darmonlarni yaratish va kullash.
2.Usimliklarni usishini boshkaruvchi moddalar, bakterial ugitlar, usimliklarni kasalliklar va xashoratlardan ximoya kiladigan mikrobiologik vositalarni yaratish va kullash; genetik va xujayra injeneriyasi usulida xar xildagi nokulay sharoitlarga moslasha oladigan nav duragaylar yaratish.
3.Kimmatbaxo kushimcha ozuka va biologik aktiv moddalar yaratib chorvachilikni samaradorligini oshirish, chorva mollarini kasalliklardan ximoya kilish profilaktikasi. Diagnostikasi va terapiyasi uchun bioinjeneriyaning yangi usullarini topish va kullash.
4.Xujalik axamiyatiga ega bulgan ozik-ovkat, kimyoviy, mikrobiologik va sanoatning boshka soxalari uchun yangi kimmatbaxo maxsulotlar olish.
5.Kishlok xujaligi, sanoat va uy-ruzgor chikindilari, okim suvlari va gaz, xavo chikindilaridan biogaz va yukori sifatli ugit olish.
Xozirgi vaktda jaxon bozori biotexnologik maxsulotlardan juda katta foyda olmokda.

Uz navbatida tirik organizmlarning murakkabligi biotexnologik vazifalarni bajarishda juda xam katta kiyinchiliklar tugdiradi.

Barcha bioob’ektlarni bir butun uzgartirmasdan ayrim kismini uzgartirib bulmaydi.
Biologik muxitga ta’sir etdirilsa, uning barcha kismiga bir tekisda ta’sir etadi. Masalan:usimlikni bir kismi kasallanib usha kasallangan joyi davolansa boshka organlariga xam teng ta’sir etadi.
Odam organizmida rak kasalligiga karshi kurasha oladigan gen bulib, ushbu kasallikka chalinadigan xujayrani xosil bulmasligini idora etadi.
Mikroorganizmlar tabiatda kup mikdorda tarkalganligi, tezlik bilan kupayishi va xar xil yukori molekulali organik modda sintez kilishini inobatga olingan xolda, ular biotexnologiya fanining asosiy ob’ekti xisoblanadi.Mikroorganizmlar ma’lum maksad uchun tabiatdan jratib olinadi va ular maxsus asboblarda (fermenterlarda) kupaytiriladi. Mikroorganizmlarning usib,rivojlanishi uchun kerakli optimal sharoit yaratiladi va ularning biomassasi ajratib olinadi.
Mikroorganizmlar kup moddalarni uz xujayrasida sintez kiladi.Bunday moddalarga:
Alkaloidlar Nuklein kislotalar
Aminokislotalar Organik kislotalar
Antibiotiklar pigmentlar
Oksillar Polisaxaridlar
Vitaminlar Erituvchi moddalar
Gerbitsidlar Fermentlar
Kofermentlar Uglevodlar
Yoglar Oksidlovchi moddalar va boshkalar
Mikroorganizmlarning birlamchi metaboltitlari, pastmolekulali brikmalar (molekulyar ogirligi 1500 daltondan kam bulgan), ularning usishi uchun zarur bulganlardan birisi makromolekulani kurishda ishtirok kilsa, boshkalari kofermentlarning sintezida ishtirok kiladi.Ishlab chikarish uchun zarur bulgan metabolitlardan: aminokislotalar, organik kislotalar, purin va pirimidin nukleotidlari , erituvchilar va vitaminlar.Mikroblar xujayrasi boshka tirik organizmlar xujayralari katori, ortikcha birlamchi metabolitlarni sintez kilmaydi.Lekin mikroorganizmlarning birlamchi metabolitlar mikrobiologik ishlab chikarishda foydalaniladi.
Fermentativ jaraenlar natijasida mikroorganizmlar xujayralarida aminokislotalarni va nukleotidlarni sintez kilib olinadi.Inson organizmidagi 20 aminokislotadan 8 tasi organizmda sintez kilinmaydi.Ular organizmga ozik-ovkat orkali utishi kerak.Almashtirib bulmaydigan aminokislotalardan metionin va lizin sintetik yul bilan olinmokda.1980 yilda fermentatsiya yuli bilan 40000t lizin ishlab chikarilgan.
Gulitamin kislota xam mikroorganizmlar yerdamida sintez kilib olinadi.1980 yillarda Janubiy Koreya va Yaponiyada 100000t glutamat va 20000t lizin ishlab chikarilgan.Bunday mikdordagi aminokislotalarni ishlab chikarishda, ya’ni fermentatsiya jaraenida asosiy substrat glyukoza xisoblangan.Keyinchalik esa p-parafindan foydalanilgan.
Mikrobiologik ishlab chikarishda uksus kislotani sintez kilish muxim axamiyatga ega.Uksus kislota rezina ishlab chikarishda plastmassalar, asetat tolasi, formasevtik preparatlar, insektitsidlar va boshkalar ishlab chikarishda foydalaniladi.
Yaponiyada uksus kislota fermentativ yul bilan aminokislotalar olishda, substrat sifatida ishlatiladi.
Organik kislotalardan birinchi bulib, sut kislotasi bijgish jaraenida ajratib olingan.
Mikroorganizmlarning ikkilamchi metabolitlari pastmolekulali birikmalar bulib, toza xujayralarning usishi uchun talab kilinmaydi.Ikkilamchi metabolitlar ma’lum bir toksonlar tomonidan, ma’lum guruxga mos bulgan kimeviy moddalar sintez kilinadi.Ularga antibiotiklar, alkonoidlar, garmonlar va toksinlar.
Mikroorganizmlar xujayralari tomonidan sintez kilinaetgan antibiotiklar farmasevtik birikmalar ichida eng katta klass xisoblanadi.
Eng kup ishlab chikariladigan va iktisod jixatli foydali xisoblangan 4 ta antibiotiklar-pensillin, sefalosporinov, tetratsiklinlar va eritromitsinlar.1978 yilda bularning baxosi 4 mlrd.dollordan ortik bulgan.
Oltita oilaga mansub bulgan filamentoz zamburuglardan 1000ga yakin xar xil antibiotiklar ishlab chikarilgan.Filamentoz bulmagan bakteriyalardan 500 antibiotik sintez kilingan.Aktinomitsetlarning 3 ta oilasidan 3000 yakin antibiotiklar sintez kilingan.
Mikroorganizmlarning usib, rivojlanish jaraenida xosil bulaetgan birlamchi va ikkilamchi metabolitlar mikrobiologik ishlab chikarishda (promыshlennaya mikrobiologiya) muxim axamiyatga ega.
Bu moddalardan tashkari gen injeneriyasi yerdamida mikroorganizmlar xujayralarida xar xil garmonlar sintez kilib olinmokda.Bularga insulin, samototropin, interferonlar va boshkalar kiradi.
1979 yilda Yer yuzasi buyicha 60 mln diabet kasali bilan kasallangan insonlardan 4 mln insulin olishgan.amerikada 1979 yilda 1,8 mln odam insulinga muxtoj bulgan (shulardan 100 mingi bolalar).Bu rakam xar yiliga 6 foizga oshadi.Usha vaktda Fransiyada 1 mln diabet kasalligi bilan kasallngan kishilar bulgan.Shulardan 150 000 insulinga muxtoj bulgan.
1922 yilda xayvonlarda ajratilgan insulin 9 yeshlik diabet kasali bilan kasallangan yuborilgan.Bir yildan keyin Amerika kompaniyasi "Eli Lilli" xayvonlardan olingan insulinni ishlab chikardi.
Kora mollardagi oshkozon osti bezi 200-250 g keladi.100g kristal xolatdagi insulinni olish uchun 800-1000 tg oshkozon osti bezi kerak buladi.
1955 yilda Senger insulinning tarkibini urganib, u ikkita A va V polipeptid zanjiridan iboratligini isbotladi.Insulinning A zanjirida 20 ta aminokislota,V zanjirida esa 30 ta aminokislotalar ketma-ket joylashgan.Insulinning 2 ta zanjiri disulfid boglari bilan boglangan.
1980 yillarda chuchka insulini odam insuliniga aylantirilgan, ya’ni insulinning V zanjiridagi 30 aminokislota alanin koldigi , trionin koldigiga almashtirilgan. Buday muvaffakiyat fermentlar yerdamida aminokislotalarni almashtirishga erishilgan.
Kalamushlar oshkozon osti bezidan insulinning mRNK ajratib olinib , E.coli (ichak taekchasi ) xujayrasiga utkazilganda , u insulinni sintez kilgan. Xozirgi vaktda mikroorganizmlardan insulinni sintez kilib olish yulga kuyilgan.
Insulindan tashkari gipofiz bezining oldingi kismidan ajralib chikanidan somotropin garmoni xam mikroorganizmlardan sintez kilib olinmokda.

XX asr oxirlari XXI asr boshlariga kelib moleku-lyar biologiya fanining taraqqiyoti genetik va hujayra injeneriyasining tez sur'atda rivojlanishiga olib keldi. Bu davrdagi eng katta yutuqlar bir tomondan odam genomining to'la ketma-ketligini aniqlash tufayli qo'lga kiritilgan bo'lsa, ikkinchi tomondan, o'simliklarni urug'dan unib chiqib, gullashi va meva berishigacha bo'lgan barcha hayotiy jarayonlarni boshqaradigan 25 ming genlarning aniqlanishi tufayli erishildi. Endi yaratilayotgan texnologiyalar nafaqat mikroorga­nizmlar balki birmuncha murakkab bo'lgan hayvon va o'simliklar asosida amalga oshirila boshlandi. Xususan, turli xil qimmatbaho genlar o'simlik va hayvon hujayralariga kiritilib, bu genlarning mahsu­lotlari xalq xo'jaligida foydalanila boshlandi. Masalan, olimlar banan o'simligi genomiga ba'zi yuqumli kasalliklarga qarshi vaksina sintez qiladigan genlarni kiri­tish bilan mevasida tayyor vaksina ishlab chiqaradigan transgan banan olishga erishdilar. Banan mevasini istemol qilish bilan odamlarda ayrim yuqumli kasalliklarga qarshi immunitet hosil bo'ladi. Bu texnologiyani juda katta iqtisodiy ahamiyatga ega ekanligini siz darhol sezgan bo'lsangiz kerak. Bundan tashqari, zaharli bo'lgan simobni o'zlashtiradigan bakteriyalardan ajratib olingan genlar hozirda o'simliklar genomiga kiritilib, tuproqdagi simobni o'zlashtiradi­gan transgen o'simliklar olingan. Bunday transgen o'simliklarni simob bilan ifloslangan joylarga ekilsa atrofdagi tuproqlar zaharli simobdan tozalaniladi.

Genetik injeneriyada keyingi paytlarda qo'lga kiri­tilgan yutuqlardan yana biri insonlardagi turli irsiy kasalliklarni odam hujayralariga funksional genlarni kiritish orqali davolash texnologiyasidir. Bu genlar terapiyasi deb yuritildai. Odam genomi to'la o'rganilishi natijasida irsiy kasalliklarni genlar terapiyasi yor-damida davolash qonuniyatlari yanada ortdi.
Biotexnologiyadagi katta yutuqlar xujayra injeneriyasi yo'nalishida qo'lga kiritilmoqda. Hujayra injeneriyasi bemor a'zosidan bitta sog'lom hujayrani ajratib olib, uni sun'iy ozuqa muhitlarida o'stirish orqali ma'lum to'qimaga xos hujayralar to'plamini olish va bu hujayralar to'plamini butun bir yaxlit a'zogacha tiklash imkoniyatiga ega. Keyinchalik shu yangi organ bemor tanasiga ko'chirib o'tkaziladi va bemor sog'aytiriladi. Bu «yangi» organlar yaratish texnologiyasi deb ataladi. Ushbu texnologiya teri, pay va tog'ay to'qimalari uchun juda qo'l kelsada, yurak, jigar, buyrak, nerv to'qimalari uchun biroz mushkulroq. 1998-yil Amerika olimi J. Tomson «asos» hujayralarda (ingl. stem cells) «yangi» organlar yaratish texnologiyasini kashf etib biotexnologiyaning bu yo'nalashining rivojlanishiga keng imkoniyatlar ochib berdi. «Asos» hujayralar shunday hujayralarki, ular embrional hujayralarga o'xshagan, hali u qadar takomillashmagan hujayralar to'plamidan iborat bo'lib, sun'iy muhitda o'sish va har qanday to'qimagacha rivoj-lanish qobiliyatiga ega. Xattoki «asos» hujayralarni A vitaminli muhitda o'stirishdan nerv to'qimalarini olish ham murnkin. Hozirda hayvonlarning har xil organlarga xos to'qimalar olish texnologiyasi tola ishlab chiqilgan va tibbiyot maqsadlarida asta sekin qo'llanilmoqda. Endigi vazifa olingan to'qimalardan foydalanib, faoliyati va shakli bo'yicha tabiiy organ­larga o'xshash bo'lgan «yangi» tana a'zolarini yaratishdir. Bunday ishlar dunyo laboratoriyalarida qizg'in sur'atlarda amalga oshirilmoqda. Aminmizki, ushbu bobning bo'lajak o'quvchilari bio-texnologiyaning barcha yo'nalishlari qatorida bu nodir yo'nalishini ham rivojlantirishda ishtirok etadilar va ona Vatanimiznig dunyo fanida tutgan o'rnini yuksak rivojlangan mamlakatlar erishgan darajasiga ko'tara oladilar.