P. Mirxamidova, A. H. Vaxobov, Q. Davranov, G. S. Tursunboeva
Yüklə 4,34 Mb. Pdf görüntüsü
|
|
Cephalosporium
va penitsillinlar – Penicillium) 1000 ga yaqin turli antibiotiklarni, nofilamentoz bakteriyalarning 2 turi 500 ga yaqin antibiotiklarni, aktinomitsetlarning 3 ta turi 3000 ga yaqin antibiotiklarni sintez qilishlari aniqlangan. O‘sma kasalliklariga qarshi moddalarning soni cheklangan. Tokio institutida Streptomyces verticillus kulturasidan ajratib olingan bleomitsin deb ataladigan modda – glikopeptid tabiatiga ega bo‘lib, u o‘sma hujayralarnining DNKsini parchalash va DNK, RNK replikatsiyasini buzish xususiyatiga ega. Ikkinchi guruh o‘smaga qarshi reagentlar aminoglikozid birlik va antratsiklin molekulasining o‘zaro kombinatsiyasiga asoslanib yaratilgan. Bu preparatlarning kamchiligi, ularni yurak faoliyatiga salbiy ta’sir ko‘rsatishi bilan bog‘liq. Qimmatli va faol produtsentlarni yaratish jarayonining ajralmas qismi bo‘lib seleksiya hisoblanadi. Seleksiyaning asosiy yo‘li kerakli produtsentni tanlab olishning har bir bosqichida ularni genomlariga tashqi omil bilan ta’sir ko‘rsatish va konstruksiya qilishdir. Mikrobli texnologiya jarayonida asosan bosqichli seleksiya usulida foydalaniladi, ya’ni jarayonning har bir bosqichida 156 mikroorganizmlar populyatsiyasi orasidan ko‘proq faollikka ega bo‘lgan variantlari tanlab olinadi (spontan mutantlar), keyingi bosqichlarning har birida yangi, oldingisiga nisbatan samaraliroq bo‘lgan shtammlar tanlab olinadi va shu tariqa davom ettirilaveradi. Samarali produtsentlarning seleksiyasi jarayonini indutsirlangan mutagenez metodini qo‘llash bilan tezlashtirsa bo‘ladi. Mutagen ta’sirlar sifatida UF, rentgen va gamma-nurlanishlar, ma’lum bir kimyoviy moddalardan foydalaniladi va bu ta’sirlar natijasida DNKning birlamchi tuzilishida o‘zgarishlar paydo bo‘ladi. Bu usul bilan seleksiya qilinganda ham mikroorganizm klonlari (hujayra yoki mikroorganizmlar to‘plami) bosqichma-bosqich, biokimyoviy tekshiruvdan o‘tkaziladi va eng faollari ajratib olinib, mutagenlar bilan qayta ta’sir etiladi. Bu jarayon ko‘zda tutilgan maqsadga erishgunga qadar davom ettiriladi. Mikrobiologiya sanoati uchun mikroorganizmlar seleksiyasi va yangi shtammlarni yaratish, ularning mahsuldorlik xususiyatiga, ya’ni u yoki bu mahsulotni hosil qilishiga qaratilgandir. Bu masalalar hujayradagi boshqaruv jarayonlarni o‘zgartirish bilan amalga oshiriladi. Shuning uchun bakterial hujayralarda sodir bo‘ladigan biokimyoviy jarayonlarni boshqarishni yaxshi tushunish kerak bo‘ladi. Ma’lumki, bakteriyalardagi biokimyoviy reaksiyalarni 2 yo‘l bilan amalga oshirish mumkin. Birinchisi juda tez (sekund yoki minut ichida) bo‘lib, fermentning individual molekulasining katalitik faolligini o‘zgartirishga asoslangan. Ikkinchisi, nisbatan sekinroq kechadi (bir necha minut davomida) va bunda fermentlar sintezining tezligi o‘zgartiriladi. Har ikkala mexanizmda ham sistemalarni boshqarishning yagona prinsipi – qayta bog‘lanish prinsipi ishlatiladi. Har qanday metabolitik yo‘lni boshqarishning eng oddiy usuli, substrat oson olinadigan yoki fermentning bor-yo‘qligini aniqlashga asoslanadi. Darhaqiqat, substrat miqdorining kamayishi (muhitda past konsentratsiyada bo‘lishi) mazkur metabolitik yo‘l orqali aniq bir moddaning sintezlanish tezligini kamaytiradi. Boshqa tomondan, substrat konsentratsiyasining oshishi, metabolitik yo‘lning barqarorlashishiga olib keladi. Xuddi shunday samara, ferment konsentratsiyasini oshirish natijasida ham ro‘y beradi. Masalan, tegishli ferment sintezini nazorat qiluvchi genlarni amplifikatsiyalash bilan amalga oshiriladi. Hujayrada metabolitik reaksiyalar faolligini boshqarishning eng keng tarqalgan usuli retroingibirlash tipi bo‘yicha boshqarish hisoblanadi. O‘sayotgan hujayralar sintezlaydigan minglab fermentlarning ba’zilari doimo va ozuqa muhitiga bog‘liq bo‘lmagan holda hosil bo‘ladi, boshqalari esa ularga ta’sir qiluvchi substrat mavjud bo‘lgandagina hosil bo‘ladi. Birinchilariga konstitutiv fermentlar (gidroliz fermentlari va b.) ikkinchilariga esa adaptiv yoki indutsibel fermentlar kiradi. Masalan, glyukozali muhitda o‘sayotgan E.coli hujayralari oz miqdordagi laktozaning metabolizmida ishtirok etuvchi fermentlarning, hamda ushbu mikroorganizm hujayralari o‘zlashtira oladigan uglerodning boshqa manbalarini metobolizmda ishtirok qiluvchi fermentlar saqlaydi. Bu mikroorganizm laktozali muhitga o‘tkazilsa, 1-2 minutdan so‘ng 157 laktoza utilizatsiyasining asosiy fermenti β-galaktozidazaning faolligi oshadi. Bu ferment laktozani glyukoza va galaktozagacha gidrolizlaydi. Keyingi qisqa vaqt ichida β-galaktozidazaning faolligi boshlang‘ich darajaga nisbatan 1000 marta ortadi. Boshqacha aytganda, bu yerda ferment sintezining induksiyasi sodir bo‘ladi. Ferment induksiyasi – kultural muhitda ma’lum bir kimyoviy birikmaning (induktor)ning paydo bo‘lishiga, ferment sintezining javobidir. Ko‘p hollarda substratlarning sarflanmagan analoglari induktor bo‘lib hisoblanadi. Masalan, β- galaktozidaza uchun laktozaning metabolizmida qatnashmaydigan analogi- izopropil β-D-tiogalaktopiranozid (IPTG) induktor sanaladi. Boshqa tomondan, substrat har doim ham o‘ziga tegishli ferment sintezining induktori hisoblanavermaydi. Laktoza, induktor bo‘lishi uchun avval o‘zining izomeri allolaktozaga aylanishi kerak. 1961 yili F.Jacob va J.Monod, E.coli bakteriyalari tomonidan laktozaning utilizatsiya jarayonini genetik va biokimyoviy o‘rganishlari natijasida “operon modeli” nomli konsepsiyani ishlab chiqqanlar. Bu modelga ko‘ra, boshqarishning ushbu sistemasi 4 ta komponentdan iboratdir: strukturali genlar, gen-regulyator, operator va promotor. Gen-regulyator operator bilan bog‘lana oladigan oqsil- repressorni strukturasini aniqlaydi. Bu o‘z navbatida uning yonidagi strukturali genlar faoliyatini nazorat qiladi. Promotor transkripsiya fermenti - RNK- polimeraza bilan bog‘lanadigan qismni tashkil qiladi. Agar, oqsil-repressor operator bilan bog‘langan bo‘lsa, u holda RNK-polimeraza promotorga joylasha olmaydi va informatsion RNK sintezlanmaydi. Buning natijasi esa, tegishli fermentlar sintezining ro‘y bermasligidir. Birinchi marta qamrovli o‘rganilgan operon, ichak tayoqchasining laktozali operonidir. Mualliflarning fikricha, repressor 2 ta o‘ziga xos markazga ega bo‘lgan allosterik oqsildan tashkil topgan. Ulardan biri operatorning nukleotid ketma-ketligiga, ikkinchisi esa induktor molekulasiga o‘xshashdir. Induktor bilan repressorning o‘zaro ta’siri repressorni operatorga o‘xshashligini kamaytiradi, natijada operator ajraladi. Lac-operoni repressori toza holda ajratib olingan va uni 4 ta bir xil subbirlikdan tuzilganligi anqlangan (umumiy mol. massasi 150 000 D). Har bir subbirlik induktorning 1 ta molekulasi bilan o‘zaro munosabatga kirishadi, ya’ni repressorni to‘liq inaktivatsiyaga uchratish uchun induktorning 4 ta molekulasi kerak bo‘ladi. Toza holdagi reprossor operatorga juda o‘xshaydi va in vitro sharoitida Lac-operatorning nukleotid ketma-ketligi bilan bog‘lana oladi. Induktor esa, bu bog‘lanishni buzadi. Ushbu natijalar F.Jacob va J.Monod gipotezasini to‘liq isbotlaydi. Istalgan operonning boshqaruvchi elementi bo‘lib, DNK ning promotor deb nomlanuvchi qismi hisoblanadi. Operonning ushbu qismi transkripsiya jarayonini boshlash uchun RNK-polimeraza bilan birlashadi. Transkripsiyaning borishi promotorning xususiyatiga bog‘liqdir. Promotor qismidagi mutatsiya uning faolligini o‘zgartirib operon ekspressiyasini oshirishi yoki kamaytirishi mumkin. Promotorning ushbu xususiyatidan nisbatan faol produtsentlarni yaratishda foydalaniladi. Savollar . 158 1. Biotexnologiyaning ob’ektlari nimalar? 2. Mikroorganizmlardan biotexnologiyada qanday maqsadlarda foydalaniladi? 3. Ferment induksiyasi nima? 4. Birlamchi metabolitlarga nimalar kiradi? 5. Ikkilamchi metabolitlar haqida nimalarni bilasiz? 6. Strukturali genlar, gen-regulyator, operator va promotor haqida nimalar bilasiz? Yüklə 4,34 Mb. Dostları ilə paylaş:
|