Biotexnologiya fanining maqsadi, vazifalari,ob’ekti va tadqiqot uslublari

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.
Shu yo‘nalishlar yordamida hozirgi paytda seleksiya va urug‘chilik,
o‘simlikshunoslik va chorvachilikdagi dolzarb muammolar hal qilinmo-
qda. Jumladan veterinariya sohasida yangi preparatlar olish, toza gar-
monlar olish va ularni ishlatish texnologiyalari ishlab chiqilmoqda. Suv
havzalari, tup-roqni, havoni biotexnologik ob’ektlar va uslublar yor-
damida tozalash muammosi hal qilinmoqda.
Yangi genetik usullarning paydo bo‘lishi bilan irsiyatni organizm
darajasida qayta tuzish imkoniyati tug‘ildi. Yadrosiz tuxum hujayraga
shu organizmning somatik hujayra yadrosini ko‘chirib o‘tkazish bilan
genotipi bir xil bo‘lgan organizmlarni olish mumkin. Agar shu usulni sut
emizuvchilarda o‘tkazilsa, juda katta amaliy foydaga erishish mumkin.
Chunki qoramollar, qo‘ylar va boshqa hayvonlari ora-
sida sersut, seryog‘, serjun, go‘shtdorlari uchraydi. Jinsiy ko‘payishda
bu yaxshi belgilar yuzaga chiqmasligi mumkin.
Keyingi paytlarda jahon bo‘yicha gen injenerligiga yoki boshqacha
aytganda rekombinant DNK olish texnologiyasiga katta e’tibor berilmo-
qda va shu bilan biotexnologiya fanining hozirgi zamon yo‘nalishiga
asos solinmoqda. Ma’lumki, DNK molekulasi ikkita zanjirli bo‘lib,
ularning har birida nukleotdlar galma-gal joylashgan. Irsiy belgilar
to‘g‘risida axborot shularda saqlangani uchun, ularning irsiylanishi
fanda va amaliyotda muhim ahamiyat kasb etadi. DNK molekulasida
axborot saqlaydigan nukleotidlar to‘plamiga genlar deyilib, ular ham
maxsus ximiyaviy tarkibiga ega. Agar biz genlarning ximiyaviy tarkibini
va ular DNK molekulasining qaysi qismida joylashganligini hamda qan-
day belgini nazorat qilishini bilsak, unda biz DNK molekulasidan
kerakli joyini kesib olib boshqa DNK molekulasiga o‘tkazish yo‘li bilan,
nafaqat organizm xossasini o‘zgartiramiz balki naslni ham shunga mu-
vofiqlashtiramiz. Shunday qilib, bu manipulyatsiyani gen mikroxirurgi-
yasi deyish mumkin. Keyinchalik bu yo‘nalish gen injeneriyasi deb atala
boshladi. Albatta DNK molekulasining ayrim qismlari mexanik yo‘l bi-
lan qirqilmaydi, balki ximiyaviy usul bilan, aniqrog‘i maxsus fermentlar
restriktazlar yordamida amalga oshirilsa, kesib olingan qismlarni boshqa
organizm DNK siga ulash yoki tikish ligaza fermentlari yordamida ba-
jariladi.
Shunday qilib, biotexnologiya fanining asosi hujayra, molekulyar
biologiya va gen injenerligi hisoblanadi. Hozirgi kunda amaliyotda bio-
texnologiya asosida sanoat mikrobiologiyasi, mikrobiologik sintez keng
ko‘lamda rivojlanmoqda. Bularga antibiotiklar, muhim aminokislotalar
va o‘sishni boshqaradigan biologik aktiv moddalar olish industriyasi ki-
radi. Lekin hozirgi vaqtgacha yuqori darajada rivojlangan organizmlar
uchun molekulyar biologiya ko‘zga ko‘rinarli amaliy natija bera olmadi.
Shu bilan birgalikda qishloq xo‘jaligining ko‘pchilik sohasida, masalan
o‘simlik va hayvonlar hujayrasi texnologiyasi, mikrobiologik yo‘l bilan
havodan azot olish, himoya qilish, veterinariya va ekologiya, o‘simlik va
hayvonlar ontogenezini ximiyaviy usulda (garmon yordamida) boshqar-
ish va boshqa sohalarda ishlar olib borilmoqda. Ana shu sohalar amaliy
natija berish uchun, uning quyidagi bo‘limlari yuqori darajada rivojlan-
gan bo‘lishi kerak:
1. O‘simlikshunoslik, chorvachilik va veterinariya gen injenerligi.
2. Qishloq xo‘jaligi fani va amaliyotda hujayra texnologiyasi.
3. Chorvachilikda embrionlar transplantatsiyasi va hujayra in-
jenerligi.
4. Qishloq xo‘jalik mikrobiologiyasida biotexnologik yunalishlar.
5. O‘simliklarni o‘sishi va rivojlanishini boshqaradigan biologik ak-
tiv moddalarni (garmonlarni) o‘rganish.
Agar shularga qisqacha tafsif beradigan bo‘lsak, qishloq xo‘jaligi
biotexnologiyasining gen injenerligi oldida turgan birinchi galdagi
vazifa o‘simlik va hayvonlardagi har bir genni bilgan holda xo‘jalikka
foydali belgilarning yuzaga kelishi mexanizmini molekulyar asoslash va
shu jarayonni boshqaradigan elmentlarni topish. Ikkinchi galdagi vazifa
rekombinant DNK olish texnologiyasini tezkorlik bilan ishlab chiqarish.
Uchunchi galdagi vazifa fundamental va amaliy ishlar o‘rtasida o‘zilish
bo‘lmasligini ta’minlash. Buning uchun amalda qo‘llash mumkin
bo‘lgan ishlarni amaliyotga tadbiq qilishga yordam berish.
Ma’lumki, amaliy seleksiya ikkita muhim yondoshishga bog‘liq:
birinchidan irsiy xilma-xillikka va ikkinchidan genotiplar seleksiyasiga.
Hujayra texnologiyasi irsiy xilma-xillikni yaratishda mutloq bosh-
qacha yo‘l tutadi, ya’ni o‘zini klonlash natijasida hujayrada induksiya-
lashgan mutant olish, hujayra seleksiyasi, somatik hujayralarni gibrid-
lash, sitoplazmatik genlarni ko‘chirib o‘tkazish va boshqalar.
Agar chorvachilikda sun’iy qochirish sistemasi ishlab chiqilgandan
keyin bir buqadan minglab nasl olish imkoniyati tug‘ilgan bo‘lsa, yuqori
mahsuldor sigirdan nasl olish esa past darajada (5-6 ta buzoq) bo‘lib,
mana shu tabiiy to‘siqni olib tashlash biotexnologiya tufayli amalga
oshdi. Shunday usullardan biri embrionlarni ko‘chirib o‘tkazishdir. Em-
brionlarni ko‘chirib o‘tkazish esa o‘z navbatida quyidagi 4 omilga
bog‘liq: 1. ko‘plab urg‘ochi hujayralarni chiqarish va ularni otalantirish:
2. embrion yig‘ish: 3.embrionni ko‘chirib o‘tkazish: 4.embrionni
muzlatish va saqlash.
Ma’lumki qishloq xo‘jaligida yer ishlab chiqarishning asosi
hisoblandi. Yerning unumdorligi esa uning tarkibidagi saprofit bakteri-
yalarga bog‘liq. Ularning asosiy vazifasi yerdagi organik moddalarni
o‘simliklar foydalanadigan daraja keltirish va havodan azotni
o‘zlashtirishdir. Bu jarayondagi biotexnologiyaning vazifasi yer tarkibi-
dagi bakteriyalarga ta’sir o‘tkazib ularni o‘zgarib borayotgan sharoitga
moslashtirishdir.
Hozirgi kunga kelib biotexnologik usullar bilan 5000 dan ortiq
garmonlar sintez qilingan va shulardan atigi 1 % amaliyotda ishlatiladi.
Shularni o‘simlikshunoslikda qo‘llash va yangi texnologiyalarni ishlab
chiqish ham biotexnologiya vazifasiga kiradi.
Biotexnologiya - bu o‘ta muhim mikrobiologik jarayonlarni yaratish
va ulardan sanoat usulida foydalanish orqali zarur bo‘lgan mikrob hujay-
ralari, organellalar va fermentlarini ishlab chiqarish hamda ulardan xalq
xo‘jaligi va meditsinada foydalanishning nazariy va amaliy tomonlarini
yoritib beradigan fandir. Bu fan asosan mikrobiologiya, fiziologiya, bi-
oximiya va genetika fanlari yutuqlari asosida tashkil qilingan bo‘lib, un-
ing zaminida ko‘zga ko‘rinmas mikroorganizmlar faoliyatidan unumli
va oqilona foydalanish yotadi.
Qishloq xo‘jaligi biotexnologiyasidan bilim oladigan talabalar,
asosan mikroorganizmlardan sanoat usulida foydalanish yo‘l-yo‘riqlarini
o‘zlashtirish bilan bir qatorda, bu fanning istiqbolli yo‘nalishlari
bo‘yicha ham fikr yuritish qobiliyatlariga ega bo‘lmoqlari lozim.
Mikroorganizmlar o‘zlarining keng tarmoqli fermentlar sistemasi
tufayli, o‘sish, rivojlanish va ko‘payish jarayonlaridan, hayotiy zarur, in-
soniyat uchun xizmat qila oladigan minglab fiziologik faol moddalar
ishlab-chiqarish imkoniyatlariga ega. Bundan tashqari mikroorganizmlar
har xil tabiiy va kimiyoviy birikmalarni o‘ta muhim moddalarga aylanti-
rish (modifikatsiya qilish) imkoniyatlariga egadirlar.
Insoniyat paydo bo‘lgandan buyon bilib-bilmay mikroorganizmlar
faoliyatidan foydalanib kelganlar.
Non pishirish, pivo, vino, uksus, qatiq tayyorlash kabi qadimiy tex-
nologiyalar mikroorganizmlar ishtirokida amalga oshishini hozirgacha
ham hamma bilavermaydi. Yuqorida zikr etilgan jarayonlarni ko‘pchiligi
insoniyat hali mikroorganizmlar haqida bilimga ega bo‘lmagan vaqtlar-
dan beri mavjudligi fikrimizning dalilidir. Qadim qadimlarda (ko‘pincha
hozir ham) bu jarayonlarda achitqi sifatida, shu mahsulotlarga havo va
suv orqali qolgan mikroorganizmlar faoliyat ko‘rsatgan. Non yopishda
hamirturushdan yoki qatiq tayyorlashda bir qoshiq eski qatiqdan foy-
dalanish zarurligi hammaga ma’lum. Ammo, hamirturushda sa-
xaromitsetlar, qatiqda esa sut achituvchi bakteriyalar borligini hozir-
gacha ham ko‘pchilik bilmaydi.
Bugungi kunda mikroorganizmlar xalq-xo‘jaligining har xil tarmo-
qlari uchun sut kislotasi, limon kislotasi, yog‘ kislotalari, etil spirti, atse-
ton, butanol va yuzlab boshqa mahsulotlar yetkazib beradilar.
Mikroorganizmlardan sut kislotasi, butanol va atseton olish tex-
nologiyalarini birinchilardan bo‘lib rus olimi V.N.Shaposh-nikov (1884-
1968) va uning shogirdlari N.D.Iyerusalimskiy (1901-1967),
M.N.Bexteryova, limon kislotasi olish texnologiyasini esa
S.P.Kostucheva (1877-1931) va I.Sbutkevich (1872-1942) yaratganlar.

Mikroorganizmlardan biotexnologiya jarayonlari uchun foydalanish

usullari. Biotexnologiyaning rivojlanishi tarixi ko‘p ma’noda XX
asrning ikkinchi yarimi bilan bog‘liq. O‘tgan asrning 40 yillarida mikro-
organizmlardan pensilin olish texnologiyasining yaratilishi bu fan rivo-
jiga ijobiy burilish yasadi. Penitsilin ishlab chiqarishning yo‘lga
qo‘yilishi va muvaffaqiyat bilan ishlatilishida, keyingi avlod antibiotik-
larini qidirib topish, ularni ishlab chiqarish texnologiyalarini yaratish va
qo‘llash usullari ustida ishlarini tashkil qilish zarururligini oldindan bel-
gilab qo‘ydi. Bugungi kunda 100 dan ortiq antibiotiklar ishlab chiqarish
texnologiyalari hayotga tadbiq qilingan.
Antibiotiklar ishlab-chiqarish bilan bir qatorda aminokislotalar,
fermentlar, garmonlar va boshqa fiziologik faol birikmalar tayyorlash
texnologiyalari ham yaratila boshlandi. Bugungi kunda meditsina va
uchun zarur bo‘lgan aminokislotalar (ayniqsa organiz-
mda sintez bo‘lmaydigan aminokislotalar), fermentlar va boshqa
fiziologik faol moddalar ishlab chiqarish texnologiyalari yo‘lga qo‘yildi.
Oxirgi 20-30 yillarda, ayniqsa mikrob oqsilini olish texnologiyasi rivo-
jlanib ketdi. Qishloq xo‘jaligi uchun o‘ta zarar bo‘lgan bu mahsulotni
ishlab chiqarish bilan bir qatorda undan unumli va oqilona foydalanish
yo‘llari amalga oshirilmoqda. Oqsil ishlab chiqarishda har xil chiqindi-
lardan (zardob, go‘sht qoldiqlari) va parafindan foydalanish mumkinligi
tasdiqlangan. Hozirgi paytda buning uchun metan va metanoldan foy-
dalanish mumkinligi ham ko‘rsatib o‘tilgan.

Keyingi vaqtda biotexnologiyaning rivojlanishi immobillashgan

(maxsus sorbentlarga bog‘langan) fermentlar va mikroorganizmlar tayy-
orlash texnologiyalarini yaratilishi bilan uzviy bog‘liq bo‘ldi. Immobili-
zatsiya qilingan fermentlarni har xil jarayonlarda ishlatilishi (fermentlar
muhandisligi) bu biokatalizatorlardan foydalanishni yanada faollashtirib
yubordi. Endilikda fermentlar bir martaba emas, bir necha martaba
(hatto bir necha oylab) ishlatiladigan bo‘lib qoldi.
Mikroorganizmlar faoliyati va imkoniyatidan foydalanish, ularning
hosildor turlarini (shtammlarini) yaratish bilan bog‘liq. Bunday vazifani
mikrobiologlar bilan uzviy hamkorlikda genetiklar va gen muxandisligi
usullaridan xabardor bo‘lgan boshqa mutaxasislar amalga oshiradilar.
Mikrob preparatlarni ishlab chiqarishni faollashtirishning yana bir yo‘li
ikki yoki undan ortiq bo‘lgan, biri-ikkinchisining faolligini oshirib
beraoladigan (simbiozda ishlaydigan) mikroorganizmlar assotsiyasidan
foydalanishdir. Bu yo‘l hozirgi vaqtda fermentlar, antibiotiklar, vita-
minlar va metan gazi olishda hamda oqava suvlarni tozalash
jarayonlarida keng qo‘llanilib kelinmoqda.
Biotexnologiyaning asosini hujayra faoliyati tashkil qilar ekan, faol
hujayralarni saqlash va ulardan foydalanish sharoitlarini aniqlash eng
muhim vazifalaridan biridir.