|
Биотехнологиянинг келиб чиқиши
Ўтган асрнинг 70-йилларигача анъанавий биотехнология илмий соҳа сифатида унчалик машҳур соҳа эмас эди.
Бу соҳадаги тадқиқотлар асосан, кимёвий мухандислик (инженерная химия) бўлимларида ва баъзи пайтларда ижтимоий микробиологик дастурлар асосида олиб борилар эди.
Кенг маънода биотехнология микроорганизмларни ҳаёти натижасида ҳосил бўладиган маҳсулотларни ишлаб чиқариш ва савдога чиқариш билан шуғулланди.
Оддий қилиб биотехнологияни – “илмий ва мухандислик принципларидан фойдаланган ҳолда, товар ва хизмат кўрсатиш маҳсулотларини қайта ишлашда тирик организмлар фаолиятидан фойдаланиш” деб изоҳлаш мумкин. Тарихан қаралганда, биотехнология, биринчи маротаба пиво тайёрлашда ачитқи замбуруғларидан, бактериялардан эса қатиқ тайёрлашда фойдаланган кундан бошланган.
“Биотехнология” атамаси, 1917-йил венгриялик инженер Карл Эрики томонидан ўйлаб топилган. У, бу атамани озуқа сифатида шакар лавлагидан фойдаланиб, катта миқдорда чўчқаларни боқиш жараёнига нисбатан ишлатган.
Эрикини аниқлашича, биотехнология- бу “тирик организмлар ёрдамида хом-ашё маҳсулотларидан у ёки бу маҳсулот тайёрлашда ишлатиладиган барча турдаги ишлардир”. Аммо, бу ҳақиқатдан ҳам аниқ бўлган фикр кенг тарқалмаган.
Узоқ давр мобайнида, “биотехнология” икки бир- биридан анчагина фарқ қилувчи соҳаларга нисбатан ва уларни ичида ишлатилиб келинган. Бир томондан бу атамадан саноат ферментацияси ҳақида гапирилганда, иккинчи томондан эса ҳозирги вақтда, эргономика (инсон ва тизимнинг бошқа элементлари орасидаги ўзаро муносабатни ўрганадиган фан тармоғи) деб аталадиган соҳага нисбатан ишлатилган.
1961-йил шведциялик микробиолог Карл Гёрен Хеден “Journal of Microbiological and Biochemical Engineering and Technology” (Журнал микробиологической химической инженериии технологии) Микробиологик ва кимёвий инженерлик ва технологиялар журнали, “Biotechnology and Bioengineering” ( Биотехнология ва биоинженерия) деб аташ кераклигини асослаб берганидан кейин, ҳамма нарса ўз ўрнига тушгандек бўлди. Чунки, бу журнал амалий микробиология ва саноат ферментацияси соҳаларида бажарилган ишларни чоп қилишга мўлжалланган эди.
Шу даврдан бошлаб, биотехнология- “ маҳсулотлар ва хизмат кўрсатиш материалларини тирик организмлар, биологик системалар ва жараёнлар иштирокида ишлаб чиқариш” билан узвий боғланганди ва микробиология, биохимия ва кимёвий инженерлик фанларининг ютуқларига таянадиган бўлди.
Бу босқичларда асосан микроорганизмлар фаолиятидан фойдаланилади.
Дастлабки ишлов бериш: хом-ашёга шундай ишлов бериладики, ундан керакли микроорганизмларни ўстириш, кўпайтириш учун, озуқа моддалари манбаи сифатида фойдаланиш мумкин бўлади.
Ферментация ва биотрансформация:
Катта биореакторларда (ферментёрларда) (100 мл ҳажмга ва ундан ҳам катта ҳажмга эга бўлгн) керакли микроорганизмни экиб, кўпайтириш ва ундан керакли метоболит, масалан антибиотик, аминокислота ёки оқсил моддалар (биотрансформация) ҳосил қилиш.
Охирги ишлов бериш: керакли модддани, культурал суюқлик ёки ҳужайра моддасидаги компанентлардан ажратиб олиш.
Биологик тадқиқотларнинг мақсади, юқорида келтирилган ҳар бир босқични самарадорлигини ошириш ва керакли маҳсулотни синтез қила олодиган (антибиотиклар, фермент ва ҳ.к.) микроорганизмлар топишдан иблрат. Ўтган асрнинг 60-70-йиллларида бундай тадқиқотларни барчаси, фақатгина дастлабки ишлов бериш, биоректорларни тузилиши ва охирги маҳсулотларни олиш (тайёрлаш) масалаларига қаратилган. Шу туфайли ферментация жараёнларида ишлатиладиган ускуналарни тузилиши мукаммаллаштирилган, катта ҳажмда кўпайтириш имкониятлари кенгайтирилган ва баъзи бир маҳсулот тайёрлашни самарадорлиги оширилган.
Биетехнологик жарраёнларни оптималлаштиришни энг қийин босқичи-биотрансформация босқичи ҳисобланади.
Табиий микроб штаммларидан фойдаланилганда, охирги маҳсулотни миқдори, оптималлаштирилганга нисбатан бироз бўлсада камроқ чиқади. Шу сабабли ҳам табиий продуцентларни генетик конструкциясини ўзгартиришга ҳаракат қилинган. Бу мақсадда ултрабинафша нурлардан ҳамда кимёвий мутагенлардан фойдаланилган. Бундай шароитда маҳсулотни миқдорини ошириш даражаси биологик омиллар билан чегаралаб қўйилган бўлади.
Масалан агар мутант штамм, у ёки бу моддани жуда кўп миқдорда синтез қиладиган бўлса, бу бошқа метоболик жараёнларга салбий таъсир кўрсатган ва микроорганизмни катта ҳажмли биореакторларда ўсишини босиб қўйган.
Шунга қарамасдан, “ индуцирланган мутагенез ва селекция” деб аталган анъанавий стратегия, юқори фаолликка эга бўлган продуцент- штаммлар яратишда катта ёрдам берган. Масалан мана шу йўл билан антибиотиклар синтез қиладиган штаммлар яратилган.
Бактерияларни генетик штаммлаштиришни анъанавий чизмаси қуйидани босқичлардан иборат: скрининг, катта миқдордаги колонияларни танлаш ва уларни баҳолаш. Шунинг учун ҳам бундай чизма серхаражатли бўлиб, кўп вақт талаб қилади. Бунинг устига, авлоддан- авлодга ўтган хосса ёки хусусиятларни мукаммаллаштириш мумкин бўлади халос. Бу усул ёки чизма ёрдамида штаммни генетик имкониятларини кенгайтириш мумкин эмас. Шунга қарамасдан ўтган асрнинг 70-йилларида бир қатор маҳсулотларни олишни саноат жараёнларини мукаммаллаштиришга эришилган.
Рекомбинант ДНК технологиясини ривожланиши билан биотехнологиянинг табиати орқага қайтмас даражада ўзгарди. Биотрансформация босқичини тўғрироқ йўлдан оптималлаштириш имкониятлари пайдо бўлди. Эндиликда, юқори маҳсулдорликка эга бўлган штаммларни танлаб олиш эмас, уларни штамм имконияти туғилди. Микроорганизмлардан ва эукариот организмларнинг ҳужайраларидан инсулин, интерферон, ўстириш гормони, вирусли антигенлар ва бошқа кўплаб оқсил табиатли моддаларни ишлаб чиқара оладиган фабрикалар сифатида фойда оладиган бўлди.
Рекомбинант ДНК технологияси, катта миқдорда қимматбаҳо паст молекулали моддалар ва макромолекулалар олиш имкониятини берди. Ваҳоланки, бундай бирикмалар табий шароитда жуда кам миқдорда синтез бўлишлари мумкин халос.
Ўсимликлар ва ҳайвонлар табиий биореакторларга айландилар. Уларга янги ёки ўзгартирилган генларни маҳсулотлари катта миқдорда синтез бўладиган бўлди. Ваҳоланки, бундай моддаларни ёки шундай катта миқдордаги моддаларни мутагенез ва селекция ёки чатиштириш (скрешивания) йўллари билан ҳеч қачон олиш имконияти бўлмас эди. Ва ниҳоят мана шу янги технология, ҳар хил касалликларни диагностикаси ва даволанишини тубдан янги усулларини яратиш имкониятини берди. Рекомбинант ДНК технологияси ва биотехнология фанларининг чегарасида, тадқиқотнинг янги, юқори рақобатга чидамли, динамик ўзгарувчан соҳаси-молекуляр биотехнология пайдо бўлди.Бу янги соҳа, ўз даврида молекуляр биологияга ўхшаш, жуда катта амбицияга эга бўлган, баъзида қўйган вазифа ва мақсадлари ҳозирча имкониятларга тўғри келмаган соҳа.Унинг стратегияси ва экспериментал базаси тез ўзгарувчан, бир йўли ёки ёндашиши иккинчиси билан сиқиб қиқарилиб турадиган, энг замонавий фан тармоқларидан бири. Аммо, молекуляр биотехнология тирик системалар яратишда энг оддий, янги функция ва имкониятларга эга бўлган қолоқ, эскирган соҳага айланиб қолишига ҳеч қандай шубҳа йўқ.Жуда кам ҳолларда янги илмий соҳалар “қуруқ жойда” пайдо бўлишига фаннинг ҳар хил соҳалари пойдевор бўлиб хизмат қилади.
2 Мавзу Biotexnologiya ob’ektlari va usullari. Biotexnologik ob’ektlarni tanlash. Rеja:
Biotеxnologiya ob'еktlari.
Viruslar.
Viroidlar.
Baktеriyalar.
Zamburug'lar.
Sodda va murakab tuzilgan o'simliklar.
Hayvon hujayralari.
Biotеxnologik usullar.
Do'stlaringiz bilan baham: |
