Tabiiy fakulteti biologiya kafedrasi

O‘ZBEKISTON RESPUBLIKASI

OLIY VA O‘RTA-MAXSUS TA’LIM VAZIRLIGI

FARG‘ONA DAVLAT UNIVERSITETI

TABIIY FAKULTETI

BIOLOGIYA KAFEDRASI

Biotexnologiya

Fanidan

O‘QUV-USLUBIY MAJMUA

Bilim sohasi: 100 000 – Gumanitar soha

Ta’lim sohasi: 110 000 – Pedagogika

Ta’lim yo`nalishi: 5110400- Biologiya o’qitish metodikasi

Farg‘ona 2020

MUNDARIJA

SO’Z BOSHI……………………………………………………………….………

Biotexnologiya fanidan ma’ruza matni……………………………………...……..

1.Biotexnologiya fanining maqsad va vazifalari , rivojlanish tarixi……………….

2.Biotexnologiyaning obektlari………………………………………….……...

3.Gen injenerligining moddiy asoslari……………………………..………..

4.Soanoat mikrobiotexnologiyasi…………………………………………...…..

5.Transgen o’simliklarga genetic materiallarni ekspersiyasi………………..……..

6.Hayvonlar gen injenerligi ………………………………………………..………

7.Hujayra injenerligi moddiy asosi …………………………………………...…....

8.Protoplastlar kulturasini olish………………………………………………...…..

9.Fermentlar injenerligining asosiy vazifalari……………………………..…….…

10.Tozalanmagan kompleks ferment preperetlarining oilnishi………………….…

11.Fermentlarni tozalash usullari……………………………………………….….

12.Fermentlarni immobillash va barqarorlash usullari………………………….….

13.Fermentlarni immobillash metodlari……………………………………….……

14.Mikroorganizmlar hujayralarini immobillash……………………………….…..

15.O’simlik hujayralarini immobilash…………………………………………..….

16.Atrof-muhitni muhofaza qilishda o’simlik va mikroorganizmlarni ro’li……..…

17.Suvni tozalash usullari……………………………………………………..……

18.Mikroorganizimlar yordamida biomassadan energiya olish:bioenergiya…….....

II.Labaratoriya mashg’ulotlari……………………………………………………..

1.Biotexnologiyada qo`llaniladigan metodlar bilan tanishish……………...……….

2.Mikroorganizimlarni o`stirish uchun ozuqa muhitlari………………….………..

3.Mikroorganizimlarni toza kulturasini olish…………………………….………..

4. Propion kislotali bijg`ish…………………………………………….………….

5.Yog` kislotali va atseton butilli bijg`ish muhitlari………………….……………

6.Chumoli kislotali bijg`ish………………………………………….…………….

7.Ozuqaning uglerod manbalari ………………………………………….……….

8. Fermentlarni kovalent immobillash …………………………………….………

9.So’lak tarkibidagi amilaza fermenti faolligini aniqlash………………….………

10.Pishloq tayyorlash……………………………………………………..………..

11.Kvas tayyorlash………………………………………………………..………..

12.Vino tayyorlash………………………………………………………..………..

13Pivo tayyorlash………………………………………………………..…………

14.Non yopish…………………………………………………………..………….

15.Chiqindisiz texnologiyalar yaratish…………………………………………….

16.Chiqindilardan metan olish…………………………………….……………….

17.Chiqindilar asosida sorbent sintezlash…………………………………………..

Mustaqil ta’lim mash’gulotlari……………………………………………………..

Glosariy…………………………………………………………………………….

IV Ilovalar………………………………………………………………………….

Na’munaviy fan dasturi…………………………………………………………….

Ishchi dastur………………………………………………………………………..

Tarqatma material………………………………………………………………….

Test…………………………………………………………………………………

Ishchi fan dasturiga muofiq baholash mezonlarini qo’llahs bo’yicha uslubiy

ko’rsatmalar………………………………………………………………………..

Adaiyotlar ro’yxati………………………………………………………………...

?

2 Mavzu: Biotexnologiyaning ob'ektlari. Mikroorganizmlar va ular

yordamida foydali moddalarni olinishi.

Reja

1.Biotexnologiya ob'ektlari kaysilar

2.Mikroorganizmlar yordamida foydali moddalar olinishi

Biotexnologiyaning ob'ektlari – mikroorganizmlar, hayvon va o'simlik hujayralari,

transgen hayvon va o'simliklar, hamda hujayralardagi ko'p komponentli ferment

sistemalari va alohida fermentlardir.

Ko'pgina zamonaviy biotexnologik ishlab chiqarishning asosi mikrobli sintez, ya'ni

turli biologik faolmoddalarni mikroorganizmlar yordamida sintezlash hisoblanadi.

Ob'ektning tabiatidan qat'iy nazar, istalgan biotexnologik jarayonning 1-bosqichi

organizmlar (mikroblar bo'lsa), hujayra yoki to'qimalarning (o'simlik yoki hayvonlar

bo'lsa) toza kul`turasini olish hisoblanadi. O'simlik va hayvon to'qimalari

kul`turalaridan biotexnologiyaning ob'ektlari sifatida foydalanish metodik nuqtai

nazardan mikroorganizm kul`turalaridan farq qilmaydi.

Hozirda mikroorganizmlarning 100 000 ortiq turiga tavsif berilgan.

Bular prokariotlar (bakteriyalar, aktinomitsetlar, rikketsiyalar, sianobakteriyalar) va

eukariotlarning bir qismi (achitqilar, 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'rganilgan mikroorganizmlar - ichak tayoqchasi

(E. soli), pichan tayoqchasi (Bac. subtilis) va achitqi zamburug'lari (S.cerevisiae)

dir.

Biotexnologik ob'ektni tanlashda (masalan, mikroorganizm-produtsent) yaxlit mahsulotni

sintezlash xususiyati asosiy mezon sanaladi.

Bunda mikroorganizmlar quyidagi xususiyatlarga ega bo'lishi kerak:

Tez o'sish sur'atiga ega;

O'zining hayot faoliyati uchun arzon substratlarni sarflashi;

Tashqi mikrofloraga va faglarga nisbatan chidamli, ya'ni

raqobatbardosh bo'lishi.

Bularning barchasi yaxlit mahsulot olishga ketadigan sarf-harajatlarni kamaytiradi.

Tabiatda barcha talablarga javob beradigan organizmlar 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'sishsada, ulardan ko'plab qimmatli mahsulotlar olish mumkin va ulay.

Hayoti faoliyati davomida quyosh nuri energiyasidan foydalanuvchi mikroorganizmlar

fotosintezlovchi mikroorganizmlar deb ataladi. Ularning bir qismi (sianobakteriyalar

va fotosintezlovchi eukariotlar)

uglerod manbai sifatida SO2dan foydalanadi, sianobakteriyalarning ayrimlari esa

atmosfera azotini yutish hususiyatiga ham egalar. Fotosintezlovchi mikroorganizmlar

ammiak, vodorod, oqsil va bir qancha organik birikmalar olish uchun produtsent

hisoblanadilar. Lekin ularning genetik tuzilishi va hayot faoliyatining molekulyar-biologik

mexanizmlari yaxshi o'rganilmagan.

Yuqori xaroratda o'sadigan termofil mikroorganizmlarning xususiyati tashqi (begona)

mikroflorani o'sishiga to'sqinlik qiladi. Bular spirtlar, aminokislotalar, fermentlar,

molekulyar vodorod olish uchun produtsenti hisoblanadilar.

Termofillar sintezlaydigan fermentlar issiqlik, ayrim oksidlovchilar, detergentlar,

organik erituvchilar va boshqa noqulay omillarga nisbatan ham ancha chidamli

hisoblanadilar. Ular oddiy temperaturada ham faollik ko'rsata oladilar. Masalan,

ayrim termofil mikroorganizmlardan olinadigan proteazalar 750S da 200S ga nisbatan 100

marta kamroq faollik ko'rsatadilar. Ularning bu xususiyati ayrim ishlab

chiqarish sanoatida muhim ahamiyatga ega. Masalan, Thermus aquaticus - termofil

bakteriyasining Taq-polimeraza fermenti gen injeneriyasida keng

ishlatiladi.

Birlamchi metabolitlarning olinishi.

Birlamchi metabolitlar – mikroblarning o'sishi uchun zarur bo'lgan, molekulyar massasi

1500 dal`tondan kam bo'lmagan, past molekulali birikmalardir. Ularning ba'zilari

makromolekulalarning qurilish bloki,

boshqalari esa kofermentlar sintezida qatnashadilar. Sanoatdagi eng muhim

metabolitlar – aminokislotalar, organik kislotalar, purin va pirimidin

nukleotidlari, erituvchilar va vitaminlar hisoblanadilar. Mikrob hujayralari, boshqa

tirik organizmlar singari ko'p miqdorda birlamchi metabolitlarni ishlab chiqarmaydi.

Birlamchi metobolitlar ishlab chiqarishda ko'proq autotrof mikroorganizmlardan

foydalaniladi.Autotrof mikroorganizmlar sintez qiladigan ko'plab aminokislotalar va

nukleotidlar, fermentatsiya jarayonida ishlab chiqariladi. Brevibacterium flavum va

Corynebacterium glutamicum shtammlari

ozuqa muhiti tarkibidagi qandlarni 1/3 qismini lizinga aylantira oladilar. Shu yo'l

bilan 1 l muhitda 74 gramgacha lizin olinadi. Lizin –metabolitik yo'lning oxirgi

mahsuloti bo'lib, bu yo'l metionin va treoninni hosil bo'lishiga ham olib keladi.

Lizin va treonin ushbu yo'lning birinchi fermenti aspartatkinaza bilan o'zaro

bog'lanib, uni faolligini boshqaradi. Ikkala aminokislotaning yig'ilishi aspartatkinaza

fermentining faolligini ingibirlaydi. Gendagi birinchi tip mutatsiya ushbu fermentning faolligini buzadi hamda treonin va metionin sintezini bog'lab qo'yadi. Natijada ushbu fermentlar ingibitorlaridan biri (treonin) yo'qoladi.

So'ngra bunday auksotrof mutant tarkibida treonin va metionin bo'lgan muhitga eqiladi.

Lekin mavjud bo'lgan treonin, lizin biosintezini to'xtatish uchun yetarli bo'lmaydi va u

to'plana boshlaydi. 2-tip

mutatsiyalar aspartatkinaza rementining faolligini o'zgartiradi. Natijada

u lizin bilan o'zaro ta'sirga kirisha olmaydi va ushbu aminokislotaning

sintezi ingibirlanmaydi.

Oqsil molekulasini tashkil qiladigan 21 ta aminokislotadan tashkil

topgan oqsillarning 8 tasi (yosh bolalar uchun esa 10 tasi) almashmaydigan

aminokislotalar bo'lib, ular organizmga oziqa bilan birga tushishi kerak. Bulardan eng muhimlari metionin va lizindir. Metionin sintetik yo'l bilan, 80% lizin esa

fermentatsiya yo'li bilan biosintetik usulda olinadi. Aminokislotalarni mikrobiologik

sintezlashning ahamiyatli tomoni shundaki, bu jarayon natijasida biologik faol izomerlar ham

olinadi.Natriy tuzi ko'rinishida ziravor sifatida ishlatiladigan glutamin kislotasi

Brevibacterium flavum va Corynebacterium glutaminicum

kul`turalaridan olinadi.

Sanoatda keng ishlatiladigan organik kislotalardan biri sirka

kislotasi hisoblanadi. U, rezina, plastmassa, atsetat tolalari, farmatsevtik

preparatlar, insektitsidlar ishlab chiqarishda ishlatiladi. Yaponiyada sirka

kislota, aminokislota ishlab chiqarish jarayonida olib boriladigan

fermentatsiyada substrat sifatida ham ishlatiladi. Sut kislotasi, bijg'ish yo'li bilan

olingan birinchi organik kislotadir. U oziq ovqat sanoatida oksidlovchi sifatida,

shuningdek, galvanostegiyada va tez parchalanuvchi plastmassa ishlab chiqarishda keng

ishlatiladi.

Ikkilamchi metabolitlarning olinishi.

Ikkilamchi metabolitlar (idiolitlar ham deyiladi) – toza kul`turada

o'sish uchun zarur bo'lmagan past molekulali birikmalardir. Ularni

chegaralangan taksonomik guruhlar ishlab chiqaradilar. Ikkilamchi

metabolitlarga antibiotiklar, alkaloidlar, fitogormonlar va toksinlar

kiradilar.

Ikkilamchi metabolitlarni ishlab chiqaradigan mikroorganizmlar

birinchi bosqichda tez o'sadi, so'ng tropofaza bosqichini o'taydilar. Bu

bosqichda kam miqdorda ikkilamchi moddalar sintezlanadi.

Mikroorganizmlar o'stirilayotgan ozuqa muhitida bitta yoki bir nechta ozuqa

moddalarini kamayishi hisobiga idiofazaga o'tiladi. Aynan shunday

sharoitda idiolitlar sintezi kuchayadi. Antibiotiklar olinayotganda,

mikroorganizmlar ko'pincha tropofaza vaqtida o'zining shaxsiy

antibiotiklariga sezgir bo'lib qoladi. Idiofazada esa ularga nisbatan

chidamli bo'ladi. Antibiotik ishlab chiqaruvchi mikroorganizmlarni o'z-o'zini yo'q

qilishini oldini olish maqsadida, tezlik bilan idiofazaga

o'tqazib olishga xarakat qilinadi. So'ngra mikroorganizmni ushbu fazada

o'stirish davom ettiriladi. Antibiotiklar – mikroblar sintezlaydigan farmatsevtik

birikmalarning eng katta sinfidir. Bu sinfga zamburug'larga qarshi dorilar, o'smaga

(shishga) qarshi dorilar va alkaloidlar kiradi.

Filamentoz zamburug'larning 6 turi (xususan, sefalosporinlar ---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 kul`turasidan 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 selektsiya hisoblanadi. Selektsiyaning asosiy yo'li kerakli

produtsentni tanlab olishning har bir bosqichida ularni genomlariga tashqi

omil bilan ta'sir ko'rsatish va konstruktsiya qilishdir. Mikrobli

texnologiya jarayonida asosan bosqichli selektsiya usulida foydalaniladi,

ya'ni jarayonning har bir bosqichida 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 selektsiyasi 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 selektsiya 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 selektsiyasi 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 reaktsiyalarni 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 printsipi – qayta bog'lanish

printsipi 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 kontsentratsiyada bo'lishi) mazkur metabolitik yo'l

orqali aniq bir moddaning sintezlanish tezligini kamaytiradi. Boshqa tomondan,

substrat

kontsentratsiyasining oshishi, metabolitik yo'lning barqarorlashishiga olib keladi.

Xuddi shunday samara, ferment kontsentratsiyasini oshirish natijasida ham ro'y beradi.

Masalan, tegishli ferment sintezini nazorat

qiluvchi genlarni amplifikatsiyalash bilan amalga oshiriladi. Hujayrada

metabolitik reaktsiyalar 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 laktoza

utilizatsiyasining asosiy fermenti ?-galaktozidazaning faolligi oshadi. Bu

ferment laktozani glyukoza va galaktozagacha gidrolizlaydi. Keyingi qisqa

vaqt ichida ?-galaktozidazaning faolligi boshlang'ich darajaga nisbatan

1000 marta ortadi. Boshqacha aytganda, bu yerda ferment sintezining

induktsiyasi sodir bo'ladi.

Ferment induktsiyasi – kul`tural 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, ?-galaktozidaza uchun laktozaning

metabolizmida qatnashmaydigan analogi-izopropil ?-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 kontseptsiyani 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 transkriptsiya 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

transkriptsiya jarayonini boshlash uchun RNK-polimeraza bilan birlashadi.

Transkriptsiyaning 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.

1. Biotexnologiyaning ob'ektlari nimalar?

2. Mikroorganizmlardan biotexnologiyada qanday maqsadlarda

foydalaniladi?

3. Ferment induktsiyasi nima?

4. Birlamchi metabolitlarga nimalar kiradi?

5. Ikkilamchi metabolitlar haqida nimalarni bilasiz?

6. Strukturali genlar, gen-regulyator, operator va promotor haqida

nimalar bilasiz?

?

3 GEN INJENERLIGI

Gen injenerligining moddiy asoslari

Reja

1.Gen injenerligining maqsadi

2.Gen injenerligining moddiy asoslari

Gen injenerligining maqsadi laboratoriya usullari yordamida irsiy

xususiyatlari o'zgartirilgan yangi organizmlarni yaratishdir.

Amerikalik olimlar Uotson va Krik o'zlarining 1953 yilda yaratgan

olamshumul yangiliklari, ya'ni DNKning ikkilamchi strukturasini

aniqlaganliklari va matritsa sintezini tushuntirib berganliklari bilan

gen injenerligini alohida fan sifatida rivojlanishiga asos soldilar.

DNKning qo'sh spirali, replikatsiya davomida DNK iplari bo'ylab

ikkiga ajraladi, polimerazalar deb atalgan maxsus ferment ona DNKning

aniq nusxasini ko'chiradilar. Natijada hujayra bo'linishi oldidan 2 ta bir

xil DNK molekulalari hosil bo'ladi va ulardan biri hujayra bo'lingandan

so'ng qiz hujayraga o'tadi. Qiz hujayrada ona hujayrada bo'lgan barcha

axborotlar bo'ladi va u, ona hujayra bajargan barcha funktsiyalarni

bajaradi. Shunday qilib, tirik organizm hujayralarida o'ziga xos reaktsiya

– matritsa sintezi ro'y beradi. Molekulalarning biri – matritsa, ikkinchisi

esa shu matritsa asosida tuziladi. DNK replikatsiyasi, barcha turdagi RNK va

iRNKstrukturasiga mos ravishda oqsil molekulalarining sintez bo'lishi va

to'planishi, bularning barchasi matritsa sintezining variantlari bo'lib,

doimo bu jarayonlar nuklein kislotalar ishtirokida amalga oshadi.

Xuddi shu mexanizm asosida RNKning yig'ilishi amalga oshadi,

faqatgina 2 ta spiral emas, balki bitta spirallik molekula (RNK) hosil

bo'ladi. Bu jarayon transkriptsiya deyiladi. Demak, hujayradagi axborot

oqimi, matritsa sintezining barcha reaktsiyalarini amalga oshiradi, ya'ni,

DNK replikatsiyasi (irsiy axborotni qiz hujayralarga uzatish uchun kerak),

transkriptsiya (hujayra yadrosida i-RNKni sintezi) va translyatsiya

(ribosomalar yordamida i-RNKda oqsil zanjirlarini yig'ilishi)

jarayonlari amalga oshadilar.

Organizmning irsiy xususiyatlarini o'zgartirishni o'rganilgandan

keyin bilan transgen o'simlik va hayvonlar yaratish va ularni klonlash

imkoni tug'ilgan.

Eukariotlarning hujayralaridagi genlarni tuzilishini o'rganish

klonlash va DNKni birlashtirish metodlariga asos solgan. Olimlar

tomonidan oval`buminning 386 ta aminokislotadan tuzilgan molekulasini

sintezida qatnashuvchi informatsion RNKsi ajratib olingan va ushbu

RNKning 1872ta nukleotidan, 1158 tasigina oqsilning 386ta

aminokislotasini kodlashi, shu bilan birga 5’-uchdagi 64 ta nukleotid va 3’-uchdagi 650 ta

nukleotid translyatsiyalanmasligini aniqlangan. i-RNKdan

oval`bumin geniga mos keluvchi DNK nusxasini olib, uni plazmidaga

joylashtirganlar va uni E.coli hujayrasida klonlashtirganlar. Frantsiyalik

olimlar esa, DNK nusxasini restriktazalar yordamida parchalanmasligini

aniqlaganlar, chunki ushbu DNK, restriktaza fermentlari taniydigan 6 ta

nukleotidli ketma-ketlikni o'zida tutmaganlar. 1977 yili frantsiyalik

olimlar “oval`buminning informatsion RNKsi bilan

transkribtsiyalanmaydigan DNK genomida, i-RNKda uchramaydigan qismlar

bor”, deb faraz qilganlar. Genning uzlukli tuzilishi keyinchalik boshqa

genlarda ham kuzatilgan.

Keyinchalik, Shambon va Kuril`skining ko'rsatishlaricha, oval`bumin

genining DNKsi i-RNK bilan qisman birlashadi: DNKning 7 ta uchastkasi

RNK bilan gibridlanmasdan qoladi. Genning mRNKda uchramaydigan ushbu

uchastkalariga intronlar deb nom berilgan. Intronlar oval`buminni

kodlaydigan DNK ketma-ketligini 8 ta fragmentdan iborat bo'lgan

ekzonlarga ajratib turadilar.

Intronlar genning ma'lum bir qismida uchraydilar, ularni hajmi

katta bo'lib, 100 dan-bir necha mingtagacha bo'lgan nukleotidlar juftligidan

iboratdir. O'rtacha hisoblaganda intronlar ekzonlardan uzunroqdir.

Hozirgacha o'rganilgan sut emizuvchilar, qushlar va amfibiyalarning

genlarining tuzilishi yaxlit ko'rinishda emasligi aniqlangan, ya'ni ular

ekzonlar va intronlardan tuzilganlar. Faqatgina giston va

interferonlarning genlari bundan mustasnodir. Yaxlit bo'lmagan genlar

bulardan tashqari yaxlit bo'lmagan genlar hashorotlarda va achitqilarda,

hamda DNK saqlagan eukariot hujayralar yadrosida ko'payadigan viruslarda

ham topilgan.

?

5 Transgen o'simliklarga genetik materiallarni

ekspressiyasi.

Reja

1.Transgen o'simliklar

2.Genetik materillar ekpressiyasi

Olimlar o'simlik hujayrasiga begona genlarni kiritish bo'yicha olib

borgan tadqiqotlarida yangi hodisalarga guvoh bo'lganlar. Aniqlanishicha,

bir tajribaning o'zida bir xil DNK konstruktsiyasi bilan

transformatsiyalangan transgen klonlar, kiritilayotgan gen ekspressiyasi

bo'yicha bir-biridan farqlanar ekanlar. Ekspressiya darajasi ko'pgina

omillarga bog'liq bo'lib, u ayniqsa kiritilayotgan genning yadro

xromatinini qaysi qismiga tushishiga bog'liq ekan. Bundan tashqari, yadro

genomiga DNK konstruktsiyalanganda bir qancha o'zgarishlarga uchraydi

(duplikatsiya, inversiya va b.) va bu ekspressiyaning pasayishiga olib keladi.

Yana aniqlanishicha, qo'llanilayotgan transformatsiya protseduralari xo'jayin

genomi uchun ham befarq emasdir.

Birinchidan, transgenni joylashishi qaysidir xo'jayin genini

birlamchi strukturasini buzishi bilan birgalikda uni inaktivatsiyalaydi.

Ikkinchidan, o'simlik genomiga genlar agrobakterial yoki fizik

o'tkazilganda, turli ko'rinishdagi qayta tuzilishlar, hatto xromosoma

fragmentlarining translokatsiyasigacha kuzatiladi. Bularning barchasi

o'simlik genomini normal faoliyat ko'rsatishini o'zgartiradi.

O'simlikka kerakli genni tutuvchi Ti-plazmida ketma-ketligini

kiritishning 2 xil metodi yaratilgan:

1-metod - «oraliq vektorlar» metodi (kointegrativ vektorlar) - pBR

322 ichak tayoqchasidan foydalanishga asoslangan.

Ti-plazmidadan T-DNK restriktazalar yordamida kesiladi va YE. soli da

klonlash uchun pBR 322 plazmidasiga joylashtiriladi.T-DNK plazmidali

bakteriyalar ko'paytiriladi va plazmida ajratib olinadi. So'ngra

klonlangan T-DNKga restriktaza yordamida kerakli gen joylashtiriladi.

Hosil bo'lgan T-DNKli rekombinant molekula yana bir bor katta miqdorda

ko'paytiriladi, ya'ni ichak tayoqchasida klonlanadi. Shundan keyin

kon'yugatsiya yordamida to'liq Ti-plazmidani tashuvchi agrobakteriya

hujayrasiga kiritiladi. Nativ Ti-plazmidasining T-segmentlari va oraliq

vektorlar o'rtasida gomologik rekombinatsiya ro'y beradi. Buning natijasida

gen joylashtirilgan T-DNK normal DNK o'rniga nativ Ti-plazmidaga

kiradi. T-segmentga kerakli genlar joylashgan Ti-plazmidani tashuvchi A. tumefaciens

hujayralari hosil bo'ladi. Ularning navbatdagi ko'chirilishi agrobakteriyalarga xos bo'lgan

oddiy yo'l bilan amalga oshiriladi.

Ikkinchi metod, binar (qo'sh) vektorlar sistemasini yaratishga

asoslangan.

Oxirgi tadqiqotlardan ma'lum bo'lishicha, zararlash va

transformatsiya uchun yaxlit Ti-plazmida kerak emas, balki T-DNK ning chekka

uchastkasi va Ti -plazmidaning virulentlikka javobgar bir uchastkasining

o'zi yetarlidir. Bu ikkala uchastka bir plazmidada bo'lishi ham shart emas.

Agar agrobakteriyada vir segmentli Ti-plazmida va T-DNKli boshqa plazmida

bo'lsa, bu bakteriyalar o'simlik hujayrasini transformatsiyalashi mumkin.

Bunday holda istalgan gen joylashtirilgan T-DNK o'simlik genomi bilan

integratsiyalanadi. Buning uchun bakteriya hujayralarida gomologik

rekombinatsiya sodir bo'lishi kerak emas. Begona genlar ekspressiyasi uchun T-DNKning maxsus

promotori, masalan nopalinsintetaza promotori

kerakdir.

O'simlik hujayrasiga konstruktsiyalangan Ti-plazmidani

kiritishning bir nechta metodlari bor. Bulardan eng oddiy tabiiy usul –

49-rasm. Ti-plazmida asosida kointegrativ vektorni yaratilishi.

Rp - restriktaza yordamida parchalanishkonstruktsiyalangan

shtammlarni o'simlikning zararlangan qismiga kiritishdir.

Boshqa metod – protoplastlarni agrobakteriyalar bilan kokul`tivatsiyalash yo'li bilan

transformatsiyalash. Agrobakteriyalar yangi ajratib olingan yoki bir kunlik

protoplastlarga qo'shilsa, bakteriyalar birlashmaydi ham, transformatsiyalanmaydi ham.

Transformatsiyalash uchun 3 kunlik protoplastlarda hujayra devori qaytadan hosil bo'lgan

bo'lishi kerak. Bu hol hujayra devorini hosil qiluvchi va bakteriyalarni birlashtiruvchi

ingibitorlarni qo'shish bilan isbotlangan.

Kokul`tivatsiyalash davri (bu davrda protoplastlar agrobakteriyalar bilan

agregatsiyalanadi), ya'ni bir sutkadan ortiq vaqtdan so'ng birlashmagan bakteriyalar

qayta yuvish bilan olib tashlanadi. So'ng o'simlik hujayralari gormonlar qo'shilgan muhitda

o'stiriladi. 3-4 haftadan so'ng koloniyalar gormonsiz muhitga o'tkaziladi. Bu muhitda

faqatgina transformatsiyalangan hujayralarning koloniyalari o'sadi.

Shunday usul bilan tamaki va petuninning transformatsiyalangan

o'simlik-regenerantlari olingan.

Oxirgi 15-20 yil mobaynida tashqi bozorda yangi xususiyatlarga ega

bo'lgan transgen o'simliklar chiqa boshladi. 1996 yili AQShda transgen

o'simliklar egallagan maydon 3 mln. akr bo'lsa, 2002 yilga bu maydon 80 mln

akrga yetdi. Asosiy transgen o'simliklar: jo'hori, soya, gerbitsid va

hashorotlarga chidamli g'o'za navlaridir.

Kundan-kunga aholi soni ortib borayotgani sababli insoniyat oldida

muhim bir muammo, oziq-ovqat mahsulotlarini ishlab chiqarish masalasi

turibdi. Yana bir muammo, bu tibbiy davolashdir. Bu muammolarni transgen

o'simliklar yaratish orqali hal qilish mumkin.

Gen injenerligi yordamida qishloq ho'jaligi uchun quyidagi

o'simliklar yaratish uchun takliflar kiritilgan:

Hashorotlarga chidamli o'simliklarni yaratish. Ularni yaratish uchun

o'simliklarning genomiga Basillus thuringiensis (bu mikroorganizm

hashorotlar organizmida rivojlanib tangaqanotlilarda kasallik keltirib

chiqaradi, odamlarga ta'sir qilmaydi)dan ajratib olingan toksin geni

kiritiladi. Toksinni sintez qiladigan o'simliklar ayrim

zararkunandalarga nisbatan chidamli bo'ladi. Bularning bari dalalarda

pestitsidlarni ishlatishni va atrof-muhit ifloslanishini kamaytiradi.

Oziq-ovqat mahsulotlarini sifatini yaxshilash. Ma'lumki, qishloq

ho'jaligi ekinlarining hammasining tarkibida ham almashmaydigan

aminokislotalar va vitaminlar yetarli miqdorda bo'lmaydi. Bularning

o'rnini to'ldirish uchun o'simliklarga vitamin yoki aminokislotalarni

sintezlaydigan genlar kiritiladi. Hozirda tarkibida karatinoid ko'p

bo'lgan transgen guruch va oqsilga boy soya o'simligi olingan.

Tovar sifatini yaxshilash. Gullarga pigment sintezlovchi genlar

kiritilib ajoyib rangli gullar yoki oqsillarni fluorestsentsiyalovchi

genlarni kiritib qorong'uda nur beruvchi dekorativ o'simliklar olingan.

Gerbitsidlarga chidamli o'simliklarni yaratish.

O'simliklarning chidamliligini oshirish. Ma'lumki, ayrim baliq va

hashorotlar gidrofil oqsillar ajratadi. Bu oqsillar geni issiqsevar

o'simliklarni sovuqqa chidamli qilish uchun ularga kiritiladi.

6 Mavzu: Hayvonlar gen injenerligi

Reja

1.Gen injenerligi nima

2.Mutattsiya nima

Gen injenerligi metodlarining yaratilishiga qadar, 2 ta somatik

hujayralarni qo'shish yo'li bilan genlar ko'chirilgan. Agar hujayralarning

2 ta liniyasini birgalikda polietilengilikol yoki inaktivatsiyaga

uchratilgan Senday virusi ishtirokida inkubatsiya qilinsa, bu 2 ta hujayra

liniyalarining yadrolari qo'shiladi. Hosil bo'lgan gibrid hujayralarni

selektiv muhitda ajratib olish mumkin. Bunda ma'lum bir belgilar va

ma'lum bir xromosomalar o'rtasidagi muvofiqlikni aniqlab yangidan-yangi

genlar xaritasini tuzish mumkin bo'ladi. Gibrid hujayra ko'payishi

davomida bitta yoki ikkala ona hujayralarni xromosomalarini yo'qotishi,

hamda yillar davomida repressiyalangan genlar ekspressiyalanishi mumkin.

Ba'zi hollarda ona hujayra liniyasida «ishlamagan» gen, gibrid

hujayralarda «ishlashi» mumkin.

Virus genlarini joylashtirish va ko'chirish. 1976 yili Yenish sichqon

hujayralariga begona genlarni kiritish va bu belgilarni nasldan-naslga

o'tishini amalga oshirgan. Lekin rekombinatsiya va klonlash metodi o'sha

vaqtda unchalik rivojlanmaganligi sababli genlarni kiritishda

viruslardan vektor sifatidagina foydalanilgan.

Sichqon leykozi virusi kiradigan sinf viruslariga olimlar

tomonidan genlarni ko'chirish uchun samarali vektor sifatida qaraganlar.

Ushbu retroviruslarning genlari bir zanjirli RNKning 2 ta

molekulasidan tuzilgan: hujayra bu virus bilan zararlanganda qaytar

transkriptaza DNK molekulasini, komplementar RNKni sintezlaydi. Hosil

bo'lgan DNK-nusxa hujayra DNKsiga «provirus” ko'rinishida joylashadi.

Provirus barqaror holda qolishi yoki xujayra DNKsidan ajralib, yangi

virus zarrachalari o'sishiga manba bo'ladi.

Savollar.

1. Gen injenerligi usullarining imkoniyatlarini ayting.

2. Transgen organizm nima?

3. DNK replikatsiyasi haqida ma'lumot bering.

4. genetik kod nima?

5. Mutatsiya nima?

6. Klon nima?

7 Xujayra injenerligining moddiy asoslari.

Reja

1.Protoplastlar olinish usullari

2.Xujayra injenerligi

Biotexnologiyaning yangi bosqichi noan'anaviy ob'ektlar – ko'p

hujayrali yuksak organizmlarning to'qima va hujayralari kul`turasi,

hamda mikroorganizmlarning xususiyatlari oldindan belgilangan, yuqori

faollikka ega bo'lgan kul`turalarini olish imkonini berdi.

Mikroorganizmlar kul`turasiga nisbatan, yuksak organizmlar kul`turalari

biotexnologiyaning yangi ob'ekti hisoblanadi. O'simliklar kul`turasini

olish metodi XX asrning 70-yillarida yaratilgan.

O'simlik hujayralarini kul`turasini olishning asosiy tipi kallus

to'qimasini, ba'zida esa o'simliklarning o'sma hujayralari kul`turasini

olishdir. O'sma hujayralari kul`turasi chuqur (suyuq ozuqada) va yuzaki

usulda ekilganda, tashqari ko'rinishidan va morfologik jihatdan deyarli

farq qilmaydi. Ularning asosiy farqi shundaki, o'sma hujayralari

gormonga bog'liq emas, shuning uchun ularning ozuqa muhitiga fitogormonlar

qo'shish kerak emas. Undan tashqari o'sma hujayralardan organogenez

jarayonida ildiz yoki kurtaklar unmaydi. Kallus hujayralari kul`turasi

esa to'satdan gormonga bog'liq bo'lmay qolish xususiyatiga ega. Kallus

hujayralarini bo'linishi natijasida (yuksak o'simliklarga xos bo'lgan

hujayra differentsiatsiyasining bir tipi) kallus to'qimalari yoki kallus

hosil bo'ladi.

Kallus hujayralari kul`turasini olish uchun yuksak o'simliklarning

turli organlari (eksplantlar)dan bir qism (fragment) olib, sterillik

qoidalarini saqlagan holda uni probirka, kolba yoki Petri likobchasidagi

sun'iy ozuqa muhitiga eqiladi.

Eksplant hujayralarining dedifferentsiyalanishi va kallusogenez

jarayonining xususiyatlari, olingan to'qimaning xususiyatlariga bog'liqdir.

O'simliklarning maxsus to'qimalari (parenxima, ildiz va poya, barg va b.) ning

hujayralari ozuqa muhitida o'ziga xos funktsiyalarini yo'qotib

dedifferentsiyalashishi va faol bo'linadigan hujayra holatiga kelishi

kerak. O'simlik hujayra va to'qimalari kul`turalari o'stiriladigan ozuqa

muhit tarkibida mineral tuzlar (makro va mikroelementlar), uglerod

manbai (saharoza yoki glyukoza), vitaminlar va o'sishni boshqaruvchi moddalar

(regulyatorlar)i bo'lishi kerak. Zarur hollarda ozuqa muhitiga turli

kompleks birikmalar (kazein gidrolizati, aminokislotalar aralashmasi,

achitqi ekstrakti, turli o'simlik ekstraktlari) qo'shiladi. Yangi ob'ekt

bilan ishlayotganda ozuqa muhitlarining optimal tarkibini tanlay bilish

katta ahamiyat kasb etadi.

Yuza usulda ekilgan kallus to'qimalarini rangi oq, sarg'ish, yashil,

qizil, aniq bir anatomik strukturaga ega bo'lmagan amorf massaga ega bo'lib,

konsistentsiyasi jihatidan ham farqlanadi.

Suyuq ozuqa muhitida o'stirilgan o'simlik hujayralari kul`turalari

suspenzion kul`turalar deyiladi. Suyuq ozuqa muhitida o'stirilgan

o'simlik hujayralari kul`turalari kallus kul`turalarining yuza ekish

usulidan afzallikka ega. Suyuq muhitda metabolizm va hujayra

populyatsiyasi o'sishiga turli ekzogen omillar bilan ta'sir etish mumkin.

Suspenzion kul`turalar biokimyoviy va molekulyar-biologik tajribalar –

fermentlar induktsiyasi, genlarni ekspressiyasi, mutantlarni yaratish va

ularni tavsiflash uchun qulay.

Suspenzion kul`turalar uchun hujayralar kallus to'qimalaridan

olinadi. So'ng ular doimiy ravishda aralashtirib turgan holda suyuq ozuqa

muhitiga o'tkaziladi. Suspenzion kul`turalarni o'simlik to'qimalaridan

ham olish mumkin, faqat bu usul ko'p vaqt talab qiladi. Buning uchun

eksplant hujayrasi avval birlamchi hosil qilishi kerak, so'ngra esa ozuqa

muhitida ko'payib, suspenziya ko'rinishida o'sadigan hujayra liniyalari uchun

manba bo'lib hisoblanadi.

Hujayra kul`turalarida o'simliklar uchun xos bo'lgan birikmalar:

alkaloidlar, glikozidlar, polisaxaridlar, efir moylari, pigmentlar va b.

mavjuddir. O'simlik hujayralaridan ferment preparatlarini ishlab

chiqarish maqsadida foydalanish tabiiy yoki sun'iy manbalardan qimmatli

mahsulotlarni olish imkonini beradi.

Mutant, gibrid yoki transformatsiyalangan hujayralarni klonal

selektsiyasida alohida qilib ajratib olingan hujayralar va

regeneratsiyalangan protoplastlarni o'stirish metodi orqali amalga

oshiriladi.

O'simlik protoplastlari – membrana bilan chegaralangan, ichki

hujayraviy organellalarining tarkibi saqlangan strukturaviy tuzilmadir.

Protoplastlar 2 usulda ajratib olinadi:

1. Mexanik usul. Birinchi bor, o'simlik hujayrasining protoplastlari

1892 yili telorez suv o'simligi hujayrasidan plazmoliz hodisasini

o'rganish jarayonida ajratib olingan. Buning uchun o'simlik to'qimasidan

kesma olingan va 0,1 M li saxaroza eritmasiga solingan. Protoplastlar

“bujmayib” hujayra devoridan ajralgan, so'ng skalpel` yordamida kesma

kesilib protoplastlarni muhitga ajratib chiqarilgan.

2. Fermentativ usulda, hujayra devori maxsus fermentlar yordamida

eritiladi. Bunda 3 xil tip fermentlar - sellyulaza, gemitsellyulaza va

pektinazadan foydalaniladi.

?

8 Mavzu: Protoplastlar kul`turasini olish.

Reja

1.O'simlik xujayralari kul`turasini o'stirish texnologiyalari

2.Xayvon xujayralari kul`turasini o'stirish texnologilari

Protoplastlar kul`turasini olish uchun 2 xil yondoshiladi: suyuq

muhit tomchilarida inkubatsiya qilinadi va agarli qatlamga o'tkaziladi.

Alohida ajratib olingan (izolyatsiya qilingan) protoplastlar hujayra

devorini tiklagunga qadar qisqa vaqt ichida bir-biri bilan qo'shilishi

mumkin. Bu jarayon nafaqat bir tipdagi o'simlik protoplastlariaro, balki

geterolik protoplastlararo bo'lishi ham mumkin. Shu usul bilan 2 turdagi

tamaki o'simligini protoplastlarini qo'shib, regeneratsiyalangan o'simlik

olingan. 1978 yili esa kartofel` va tomat o'simliklarining protoplastlari

qo'shilgan. Buning natijasida tomatning kasalliklarga chidamlilik

xususiyatlari kartofelga ko'chirilgan.

Somatik gibridizatsiya – o'simliklarni gibridini yaratishning yangi

metodi bo'lib, bunda gibridlanayotgan hujayralar sifatida gametalar

(reproduktiv hujayralar) emas, balki protoplastlar olinadigan o'simlik

tanasining hujayralari (somatik) qatnashadi. Protoplastlarni qo'shish

bilan hujayra genomidan tashqari 2 ta turli sitoplazmalar ham qo'shiladi.

Ko'pgina hollarda yuksak o'simliklarni protoplastlarini qo'shish

natijasida yoki gibrid yoki sibrid hosil bo'ladi. Sibrid o'simlikda, ikkala

o'simlikning sitoplazmasi qo'shiladi, yadro esa faqat bittasiniki bo'ladi.

Geterologik protoplastlarni qo'shayotganda mos keladigan markerni

tanlash kerak. Bunday marker sifatida plastidalar yoki xloroplastlar

bo'lishi mumkin. Plastidalardan tashqari biokimyoviy yoki genetik

markerlar: masalan, izoenzimli tarkib, nuklein kislotalarning

xususiyatlari, ma'lum bir moddalarga chidamlilik va xromosomalar yoki

hujayra kariotiplari soni ham bo'lishi mumkin.

Protoplastlar labil` tuzilmalar bo'lgani uchun somatik

gibridizatsiyalash yo'li bilan hujayraga begona materiallarni, hamda ularga

ajratib olingan DNK yoki boshqa hujayralarning organellarini kiritish

mumkin. Hozirda yadro va xloroplastlar boshqa o'simlik hujayrasiga

transplantatsiya qilingan.

O'simlik va hayvon hujayralari kul`turalarining o'stirish

texnologiyalari. Biotexnologik maqsadlar uchun organizmlarning yoppasiga

kul`turasini olish texnologiyalari bakteriyalar, achitqilar va mitselial

zamburug'lar uchun ishlab chiqilgandir. Hozirgi vaqtda o'simlik va hayvon

hujayralari kul`turalarini yaratish bo'yicha tadqiqotlar ham jadal davom

etmoqda. O'simlik hujayralari kul`turalarini olish texnikasini

mukammallashganligi sababli, ko'plab mamlakatlarda ba'zi-bir

o'simliklarni yangi, oldindan belgilangan xususiyatga ega bo'lgan navlarini

yaratish bo'yicha tadqiqotlar samarali davom ettirilmoqda va anchagina

yutuqlarga ham erishilgan. Ushbu metodlar organogenez va nihollarni

amplifikatsiyalash, so'ngra ularni tuproqqa ekish bo'yicha qilingan ishlar

natijasida takomillashtirilmoqda. Ko'plab o'simliklar hujayralarining

suspenzion kul`turalaridan yaxlit o'simlikka xos bo'lgan mahsulotlarni

ajratib olish (nikotin, alkaloidlar, jen`shen`) maqsadida foydalanish

keng miqyosda yo'lgan qo'yilgan va u amaliyotda keng qo'llanib kelinmoqda.

Digitalis, yasmin, yalpiz kabi o'simliklar sintez qiladigan qimmatbaho

fiziologik faol preparatlarni ishlab chiqarish samarali hisoblanadi.

O'simlik hujayralari, kul`turalarini olishda ishlatiladigan suyuq doimo

aralashtirib turiladigan muhitda fermentatsiya qilish metodlari,

mikrobiologiya texnologiyasiga o'xshashdir. O'simlik hujayralari

bakteriyalarga nisbatan sekin o'sishiga qaramay, ularning harakteristikasi

bir-biriga yaqindir. Shuning uchun ham, faqat o'simlik yoki hayvon

hujayralari sintezlaydigan ba'zi-bir muhim organik birikmalarni olish

maqsadida yanada yangiroq, samaraliroq texnologiyalar yaratish ustida

tadqiqotlar olib borish dolzarb masalalar sirasiga kiradi.

Hayvon hujayralari, suspenziya ko'rinishida yoki qattiq substratga

biriktirilgan holda o'stiriladi. Bunday hujayralar, masalan, HeLa (inson

o'smasi hujayrasi) ikkala holatda ham o'sishi mumkin; limfoblastom

hujayralar suspenzion kul`turada, normal diploid hujayralar esa qattiq

substratga biriktirilgan holda o'tiriladi.

Oxirgi paytlarda hujayra o'sishini nazorat qiluvchi sistemalar

«buxta» ko'rinishida o'ralgan, gazni o'tkazuvchan teflon trubkalar yordamida

amalga oshiriladi. Bunday sharoitlarda ko'plab hujayralarni kul`turasini

olish mumkin. Yana bir samarali metod, bu hujayralarning uncha katta

bo'lmagan marjonlar (sharchalar, mikrotashuvchilar)ga biriktirilishiga

asoslangan usuldir. Sharchalar sefadeksdan (dekstrin tabiatli modda)

yasalib, uning umumiy yuzasi 7 sm 2/ mg teng bo'lishi mumkin. Sharchalar

suspenzion holatda suza oladi va ularda turli tipdagi hujayralar o'sa

oladi. Bu usul yordamida inson interferoni ishlab chiqarilmoqda.

9 Mavzu : Fermentlar injenerligining asosiy vazifalari.

Reja

1.Fermentlar injenrligi nima?

2.Fermentlar injenerligining asosiy vazifalari

Fermentlar injenerligining asosiy vazifasi – biologik sistema yoki

tirik hujayralardan ajratib olingan fermentlarning katalitik

xususiyatlaridan foydalangan holda biotexnologik jarayonlarni yaratishdir.

U yangi mahsulotlarni olish, ularning sifatini yaxshilash va iqtisodiy

ko'rsatkichlarini ko'tarish bilan bog'liq bo'lgan masalalarni yechadi. Hozirgi

kunda amaliyotda fermentlar keng qo'llaniladi.

Ma'lumki, fermentlardan organik sintezlarni katalizatori

sifatida foydalaniladi. Shunga qaramay, fermentlarning “nozik” tomoni

ham bor. Ular kam chidamli, tez buziluvchan, nozik makromolekulyar

strukturaga ega bo'lgan oqsillardir. Ular tashqi ta'sir ostida osongina o'z

xossasini yo'qotadilar.

Fermentlar ishtirokida kechadigan reaktsiyalar murakkab mexanizmga

ega. Ularning faolligini tashqi muhitning o'zgarishi orqali, reaktsion

muhitga fermentlarni ularni faolligini oshiruvchi yoki susaytiruvchi

qo'shimcha moddalar qo'shish bilan boshqarish mumkindir.

Fermentlar manbai turli hayvon, o'simliklarning to'qimalari,

mikroorganizmlar bo'lishi mumkin. Fermentlar qaysi biri kerakligi va

qaysi birini olish qulayligiga qarab tanlanadi.

Yaqin davrlargacha amaliy maqsadlarda hayvon va o'simlik

fermentlaridan foydalanib kelingan. Hayvonlardan olinadigan

fermentlar go'sht sanoatining yo'ldosh mahsulotlari hisoblanadi. Barcha

to'qima va hujayralar ichida fermentlarga boy organ oshqozon osti bezidir.

Undan, tarkibida bir qator gidrolitik fermentlar (amilaza, proteaza,

lipaza va b.) tutgan kompleks preparatlar olinadi. Masalan, oshqozon osti

bezidan pankreatin - quritilgan ekstrakt olinadi.

Hayvon xomashyolaridan ayrim fermentlarning tozalangan

preparatlari - pepsin, tripsin, ximotripsin, rennin (ximozin),

ribonukleaza, DNKaza, lipaza, gialuronidaza, katalaza va boshqa fermentlar

ham ajratib olinadi.

O'simliklardan sanoat miqyosida proteolitik fermentlarning ayrim

preparatlari - papain (qovun daraxti mevasining sharbatidan), fitsin

(anjir bargi va Ficus oilasiga mansub o'simliklardan) ajratib olinadi.

Ammo, o'simliklardan ferment ajratib olish iqtisodiy jihatdan

samarali emas, chunki sarflanadigan o'simlikka nisbatan olinadigan

mahsulot kam miqdorda bo'ladi. Undan tashqari har doim ham istalgan

mintaqada kerakli o'simlikni o'stirish imkoni yo'q.

Hayvonlardan fermentlarni ajratib olishda ham ayrim

qiyinchiliklar tug'iladi. Shuning uchun hozirda fermentlar manbai

sifatida mikroorganizmlardan keng foydalanilmoqda.

Mikroorganizmlar – ferment olish uchun juda qulay manba

hisoblanadi, chunki ularning (fermentlarini) hujayradagi

kontsentratsiyasini mikroorganizm o'sishini tezlatish yoki genetik

manipulyatsiya qilish hisobiga oshirish mumkin. Mikroorganizmlar tez

o'sadi, arzon muhitlarda ko'payada va turli fermentlarga boydir.

Mikrob fermentlari hozirda o'simlik va hayvon fermentlari o'rnini

bosmoqda. Qator fermentlar meditsina diagnostikasida ham o'ziga xos o'rin

egallab kelmoqda. Masalan, xolesterinoksidaza qon zardobidagi

xolesterinni, ureaza esa, siydik kislotasi miqdorini o'lchashda

ishlatiladi. Gen injenerligi tadqiqotlarida esa, mikroblardan

ajratiladigan restriktatsion endonukleazalar va ligazalar ishlatiladi.

Mikrobiologik usulda olingan fermentlar plastmassa ishlab

chiqarishda ham o'rin egallaydi.

Qattiq yoki suyuq ozuqa muhitlarida o'stirilgan

mikroorganizmlarning kul`turasi va ularning kul`tural suyuqliklari

tarkibida juda ko'p miqdorda ballast moddalap bordir. Fermentlarni

ajratish va tozalash - ko'p mehnat va harajat talab qiluvchi jarayondir,

agarda ferment preparati mikroorganizm kul`turasi ko'rinishida

ishlatilsa, u tozalanmaydi. Spirt va terini oshlash tarmoqlarida

tozalanmagan mikroorganizmlar kul`turasini ishlatish maqsadga

muvofiqdir va xuddi shunday mikroorganizmlarni qishloq xo'jaligida yem-xashak tayyorlashda yoki

fermalarda yemlarni qayta ishlashda qo'llash ham

mumkin.

Oziq-ovqat sanoatining bir qancha tarmoqlarida (non, pivo, vino,

pishloq, kraxmal va sharbat ekstraktsiya qiluvchi), hamda tekstil, mo'yna va

mikrobiologik sanoatlarda, shu jumladan tibbiyotda ballast moddalardan qisman yoki

to'liq tozalangan ferment preparatlari ishlatiladi.

Toza ferment preparatlarini olishning boshlang'ich materiali bo'lib

fil`trlangan kul`tural suyuqlik, produtsentning biomassasi yoki qattiq

ozuqa muhitda o'stirilgan kul`turaning suvli ekstrakti xizmat qiladi.

Ferment preparatlari kukun yoki suyuq kontsentrat ko'rinishida olinishi

mumkin. Ajratish jarayonida preparatning ymumiy massasida faol

oqsilning nisbiy ulushi, ya'ni uning ulushiy faolligi optadi.

?

10 Mavzu: Tozalanmagan, kompleks ferment preparatlarining

olinishi.

Reja

1.Kompleks ferment preparatlarining olinishi

2.Tozalanmagan preparatlarnini olinishi

Tozalanmagan ferment preparati - mikroorganizm kul`turasini

mo''tadil sharoitda namligi 8-12% ga olib kelingan va butun ozuqa muhiti

qoldiqlari bilan birgalikdagi massasidir.

Tozalanmagan ferment preparati kul`turani qattiq yoki suyuq ozuqa

muhitida o'stirish yo'li bilan olinishi mumkin. Suyuq muhitda o'sgan

kul`tura quritishdan oldin biomassasi va ozuqa muhiti qoldiqlaridan

qisman tozalangan yoki shundayligicha quritilgan bo'ladi.

Qattiq ozuqa muhitida o'stirilgan mikroorganizm kul`turasi odatda

35 dan 58 % gacha namlikka ega bo'ladi. Bunday mahsulot chidamsiz bo'lganligi

sababli uni tezda ishlab chiqarishga joriy qilish yoki namlik darajasi 10 -12% gacha quritib

olish kerak. Quritish jarayonidan oldin, o'stirish

xonasidan olingan mikroorganizm maydalanadi va keyin quritiladi

Mikroorganizm kul`turalarini quritish uchun tasmali, tonnelli,

shaxtali, barabanli, javonli (shkafli) va tebranuvchan quritgichlardan

foydalanish mumkin. Ishlab chiqarishda, yuqorida qayd qilinganlariga

nisbatan ko'proq to'g'ri yo'naltirilgan baraban tipidagi quritgichlar

ishlatiladi. Bunda xo'l kul`tura issiqlik beruvchi qurilma bilan

birgalikda 80-85oS da quritgichga tushadi. Bunday yuqori haroratda

quritiluvchi xo'l mikroorganizmlarning mayda bo'laklaridagi namni

bug'lanishi hisobiga qattiq qizib ketish holati kuzatilmaydi va undagi

fermentlarning faolligi deyarli to'liq saqlanadi. Ko'pchilik barabanli

quritgichlarning ichki tomonida parraksimon kurakchalar mavjud bo'lib,

bara6an 6-8 min-1tezlikda aylanishi hisobiga quritilayotgan materialni

bir tekisda tarqalishini va quritilishini ta'minlaydi. Shuning uchun

bunday tipdagi quritgichda quritilgan mahsulot butun massasi bo'ylab bir

xil namlikka ega bo'ladi. Ushbu quritgichda mikroorganizm bo'lakchalari 3-7

min. davomida quritiladi, berilayotgan issiqlik tezligi 2-3 m/s, 80-850S

haroratda hamda chiqishda esa 60-65oS bo'ladi va quritilayotgan material

harorati 400S ga teng bo'ladi. Quritish jarayonida atigi 3-10% gacha ferment

faolligi yo'qotilishi mumkin.

Mikroorganizmlarni quritishda ishlatiladigan quritgichlarning yana

bir turi – germetik berk bo'lgan lentali bug' konveyerli quritgichdir.

Bunday qurilmalarda fermentning faolligi ko'p yo'qotiladi, lekin ular

ixcham va yuqori samaradorlikka ega.

Qattiq ozuqa muhitida o'stirilgan mikroorganizmlarni quritish uchun

har xil konstruktsiyali quritgichlardan foydalanish mumkin, qaysiki

mahsulotning faolligi pasayishini minimumgacha tushirishni, uning

quritgichda 5-8 min. davomida bo'lishi va chiqishida 40-42oS dan pastda

bo'lishini ta'minlaydi.

Tayyor quruq mikroorganizmlar maxsus qoplash mashinalarida 25-40 kg

qilib qoplanadi va tayyor mahsulotlar omboriga yuboriladi.

Ko'pchilik produtsentlar sintez qilgan fermentlarning asosiy

qismini suyuq ozuqa muhitiga chiqaradilar va to'playdilar. Toza ferment

preparatlarini produtsentning biomassasi bilan birgalikda fil`trlarda,

sentrifugalarda yoki separatorlarda ajratiladi.

Mikrobiologiya sanoatida asosan tashqi tomoni bilan fil`trlovchi

yacheykali-barabanli to'xtovsiz ishlovchi vakuum fil`trlar ishlatiladi. Bu

fil`trlar yuqori darajada mexanizatsiyalashtirilgan bo'lib, har xil

suspenziyalarni bir xil tezlikda fil`trlash imkonini beradi. Barabanning

sirti to'rsimon bo'lib, bo'z yoki fil`trlovchi sun'iy gazlama bilan o'ralgan

va u fil`trlanuvchi suyuqlikka cho'ktirilgan bo'ladi. Fil`trlovchi sirtda

to'plangan har xil erimagan komponent va biomassa maxsus pichoq yordamida

tozalanadi.

Baraban fil`trlar biomassani ajratish uchun juda qulay, lekin ular

past samaradorligi, qo'polligi va aseptika sharoitlarini ta'minlay

olmasligi bilan ajralib turadi.

Ferment sanoatida ko'pincha ramali fil`tr-press ham ishlatiladi.

Mahsulot qo'l ishiga asoslangan holda olinadi. Ramali fil`tr-presslarniig

fil`trlovchi hajmi kichik bo'lganligi sababli barabanli

vakuum-fil`trga nisbatan ham kam samaradordir. Ramali fil`trda

fil`trlash jarayoni 0,6-0,4 Mpa bosim ostida olib boriladi. Odatda

fil`tratning birinchi qismi tiniq bo'lmaydi va u qayta fil`trlanadi.

Fil`tr-pressning kamchiliklari gorizontal kamerali tipdagi

FPAKM da birmuncha bartaraf etilgan. U ustma-ust joylashgan

fil`trlovchi plitalar va fil`trlovchi gazlamadan iborat. Ushbu uskunaning

ishi avtomatlashtirilgan va ish yuzasi 2,5 dan 50 m2hajmga ega. Nisbiy

samaradorligi boshqalariga nisbatan b-8 marta yuqori va ferment faolligi

4-5% atrofida yo'qotiladi. Ularni ishlab chiqarishga joriy qilish juda

istiqbolli va bakteriyalar kul`tural suyuqligini fil`trlashda juda qo'l

keladi.

Ferment sanoatida 8SM tipidagi separatorlar ham keng qo'llaniladi.

Ular ichiga baraban o'rnatilgan idish ko'rinishida bo'ladi. Barabanlarning

ichida silindrik to'siqlar o'rnatilgan bo'lib, yuqori tezlikdagi markazdan

qochma kuch hisobiga uning tagida cho'kma holida biomassa va boshqa

komponentlar cho'kadi. Separatorning samaradorligi yuqori bo'lib, 2000-5000 l/s gacha

yetadi. Ko'proq ASE-3, ASI, ASE-B tipidagi separatorlar

hamda “Al`fa-Laval`” (Shvetsiya) firmasining soploli separatorlaridan

foydalaniladi.

Biomassani fil`trlash samarasi ishlatilayotgan uskuna tipiga, ozuqa

muhit tarkibiga, ajratilayotgan bo'lakchalarni katta-kichikligiga, erimagan

fraktsiyalar miqdoriga, fil`trlovchi materialning fizik-kimyoviy

xususiyatlariga, harorat rejimiga va boshqa omillarga uzviy bog'liqdir.

Fil`trlash jarayonini yaxshilash maqsadida kul`tural muhit kimyoviy qayta

ishlanadi, ya'ni ishqoriyligi rN 8-8,5 ga keltirib 0,1%li SaCl2 eritmasi

va har xil kizelgurlar (diatomit, radiolit, mikrozil, klargel` va x.k.)

qo'shiladi. Bu to'ldiruvchilar, fil`trlash samarasini oshiradi, lekin ba'zi

ferment faolligiga salbiy ta'sir qiladi. Olingan biomassa (bioshrot)

sterilizatsiya qilinadi va quritilib chorva mollariga yem sifatida

ishlatiladi. Kul`tural suyuqlik fil`trati esa toza ferment preparati

olish uchun qayta ishlashga yuboriladi.

Qattiq ozuqa muhitida o'stirilgan mikroorganizmlardan

fermentlarni ekstraktsiya qilish. Barcha fermentlar asosan suvda

eruvchandir. Shuning uchun eng yaxshi ekstragent bo'lib suv hisoblanadi.

Mikroorganizmlardan fermentlarni ajratib olish uchun, ular mayda

qilinib hujayra devorlari mexanik yoki avtomatik holatda buzilib,

ekstraktsiya jarayoniga jalb etiladi. Bu usulda ham xo'l holatdagi, ham quruq

holdagi mikroorganizmdan ferment eritmasini olish mumkin. Biomassadan

ferment ekstraktsiyasini to'liq amalga oshirish uchun harorat, rN,

jarayonning davomiyligi, ekstraktsiya uskunasining konstruktiv

xususiyatlari, ajratilayotgan fermentning tabiati va boshqa bir qancha

omillarni ta'siri batafsil o'rganib chiqiladi. Bu omillar har bir

produtsent misolida alohida tadqiqotlar yordamida aniqlanadi va tavsiya

etiladi. Masalan, harorat ekstraktsiya jarayoniga katta ta'sir ko'rsatadi,

ya'ni juda ko'p fermentlar termolabil bo'lib, hattoki 35-40oS da inaktivatsiyaga

uchraydi. Shuning uchun zavod sharoitida iloji boricha

suvning harorati 22-25oS da ushlab turiladi va har xil begona mikroflora

o'smasligi uchun antiseptiklardan (formalin, benzol, toluol, xloroform va

x.k.dan) foydalaniladi. Ko'pchilik holatlarda fermentlarni rN 5-7

ko'rsatkichida to'liq ajratib olish mumkin.

Bioshrotdan ajratib olinadigan fermentlarni isrofgarchiligini

kamaytirish maqsadida va quyuqlashtirilgan ferment ekstraktlarini olish

uchun, maxsus ekstraktsiya uskunalaridan foydalanish tavsiya etilgan bo'lsada,

bunday qurilmada ekstraktsiya qilinayotgan mikroorganizm fermenti

nisbatan ko'proq faolligini yo'qotishi, hamda bu usul ko'proq qo'l ishiga

asoslanganligi uchun hozirgi vaqtda undan kamroq foydalanilmoqda.

Vakuum-bug'lantirish uskunalarida ferment eritmalarini quyuqlashtirish. Qattiq va suyuq

ozuqa muhitlarida o'stirilgan

mikroorganizmlarning ekstraktlari saqlash uchun chidamsizdir. Bu esa, tayyor

texnik preparat formalarini (P2x va G2x) olishni va ularni tezda

quyuqlashtirishni talab qiladi. Quruq texnik yoki toza ferment

ppepapatlarini olishda vakuum-bug'lantirish usulidan foydalanish ham

ferment ishlab chiqarish texnologiyasining bir bosqich hisoblanadi.

Odatda fermentlar bug'lantirish haroratiga juda ta'sirchan bo'ladi.

Shuning uchun quyuqlashtirishning asosiy sharti, past haroratda qaynatish va

jarayonni qisqa muddatda olib borish bilan birga, bug'lantirilayotgan

suyuqlikni qizib ketishini va fermentlarni inaktivatsiyaga uchrashini

oldini olishdir. Agarda quyuqlashtirilayotgan eritma qanchalik toza bo'lsa,

shunchalik kam miqdorda har xil moddalarni kam tutadi va undagi ferment

yuqori haroratga juda ham ta'sirchan bo'ladi. Qattiq ozuqa muhitida

o'stirilgan organizm ekstraktida juda ko'p miqdorda himoyalovchi

birikmalar bo'ladi va ular quyuqlashtirish jarayonida ferment

inaktivatsiyasini oldini oladi, lekin kul`tural suyuqlikni

quyuqlashtirishda buning aksini kuzatish mumkin, ya'ni ferment ko'p

miqdorda faolligini yo'qotadi. Quyuqlashtirish jarayonida ferment

eritmalaridagi moddalarning miqdori va mineral tarkibi birmuncha

o'zgaradi, quruq modda hisobiga esa 11-20 %ga kamayadi va quyuqlashgan

ekstraktning rN ko'rsatkichi ham o'zgaradi. Produtsentning turiga qarab

ularning kul`tural suyuqliklari ham har xil kimyoviy tarkibga va

fermentlar kompleksiga ega bo'lganligi uchun, vakuum-bug'lantirishning

harorat rejimlari tadqiqot yo'li bilan aniqlanadi.

Ferment faolligini quyuqlashtirish jarayonida yo'qotilishi nafaqat

uni olib borilish rejimiga, balki uskuna yoki qurilmaning

konstruktsiyasiga ham bog'liqdir. Keyingi yillarda vakuum-bug'lantirish

uskunalari ancha takomillashtirilmoqda. Ushbu uskunalar trubka shaklida

(gorizontal, vertikal va qiya) bo'lib, jarayonni o'tish muddatini 10

marotabaga yaqin qisqartirdi va fermentni faolligini yo'qolishini bir

muncha kamaytirdi. Bular jumlasiga “Al`fa-Laval`” (Shvetsiya), “Edinstvo”

(Yugoslaviya), “Lyuva” (Shveytsariya), “APV” (Frantsiya) va b. bir qancha

firmalarning uskunalarini kiritish mumkin va ularning samaradorligi

200 dan 20000 l/s ni tashkil qilishini hamda fermentni faolligi atiga

10% atrofida yo'qolishini ta'kidlab o'tish zarur.

Ferment eritmalarini membranalar yordamida quyuqlashtirish va

tozalash. Membranali tozalash usuliga dializ va elektrodializ,

baromembranali usulga esa qaytariluvchi osmos, ul`trafil`tratsiya,

mikrofil`tratsiya va nozik fil`tratsiya kabilar kiradi.

Eritmadagi moddalarni dializ usulida ajratish – membranani modda

massasiga qarab tanlab o'tkazuvchanlik xususiyatiga asoslangan. Bu jarayon

uchun yarimo'tkazgich membrananing har ikki tomonida eritmalar

kontsentratsiyasini farqi vujudga kelishi kerak. Dializ jarayonini ushbu

tenglik bilan ifodalash mumin:

Q = DdS?C

Bunda, Q – ma'lum vaqt ichida membranadan o'tgan modda miqdori, Dd

– dializ koeffitsienti, S – membrana sirtining yuzasi, ?C – membrananing

har ikki tomonidagi moddalar kontsentratsiyasining farqi.

Dializ usulidan, ferment preparatlarini kichik molekulali

moddalardan tozalash maqsadida foydalaniladi. Masalan, ferment

eritmalarini shakar, aminokislotalar, mineral tuzlar va boshqalardan 60-100% gacha bo'lgan

miqdorda tozalashga erishish mumkin. Ayniqsa,

fermentlar yuqori kontsentratsiyali tuzlar bilan cho'ktirilganda dializdan

va elektrodializdan unumli foydalanish kerak. Lekin to'rtlamchi

strukturaga ega bo'lgan fermentlarni va metallofermentlarni ajratishda

elektrodializdan foydalanish mumkin emas, ya'ni ferment ushbu jarayonda

o'z faolligini yo'qotadi.

Dializ jarayoni juda sekin o'tuvchi jarayondir, hamda eritmaning

miqdori ko'p bo'lganda, juda ko'p miqdorda membrana sarflanadi. Dializda

quyidagi har xil ko'rinishdagi yarimo'tkazgich membranalar ishlatiladi,

pergament, sellofanning har xil turlari, ul`trafil`tratsiyada

ishlatiladigan membranalar va boshqalar. Dializ usuli bir qancha

kamchiliklarga ega bo'lganligi sababli hozirgi kunda ishlab chiqarishda

ishlatilmaydi. Ba'zan ilmiy laboratoriyalarda fermentlarni yuqori

tozalikda olish uchun ishlatilishi mumkin.

Baromembrana usuli ishlatiladigan membranalar tirqishlarining

katta-kichikligiga qarab sinflanadi. Masalan, qaytariluvchan osmos

(?3xI0-4mkm); gel`fil`tratsiya (15x10,5 mkm); mikrofil`tratsiya (0,2 mkm) va

nozik fil`tratsiya (10 mkm) dir.

Quyuqlashtirish va tozalashning qaytariluvchan osmos va

ul`trafil`tratsiya usullari kimyo, neftni qayta ishlash, oziq-ovqat,

farmatsevtika va ferment sanoatlarida juda keng tarqalgan. Eng asosiysi,

jarayonni juda ham kam harajatlar va energiya evaziga olib borilishidir.

Ul`trafil`tratsiya jarayonida fermentlarni harorat ta'siridagi

inaktivatsiyasi umuman bartaraf qilingan bo'lib, bir vaqtning o'zida eritma

bir qancha ballast birikmalardan, xona haroratida tozalanadi. Ushbu jarayon

yuqori bosim ostida o'tganligi uchun samaradorligi ham yuqoridir. Bu

usulning ham asosiy elementi bo'lib membranalar hisoblanadi. Hozirgi

kunda sellofandan, kauchukdan, polietilendan, polisteroldan,

sellyulozadan va b. bir necha xil materiallardan tayyorlangan membranalar

ishlatilmoqda.

Membranalar xususiyatiga qarab 0,05-0,2 mkm li bir qavatli – izotrop

va ikki qavatli – anizotrop turlariga bo'linadi.

Cho'ktirish usullari va uning nazariyasi. Sanoat uchun zarur bo'lgan

ko'pchilik fermentlar suvda eruvchan oqsillardir. Ferment eritmalari

ularni olinish manbalariga qarab, mikroorganizmlar lizatlari,

ekstraktlari, kul`tural suyuqlik fil`tratlari, o'simlik yoki hayvon

to'qimalarining gomogenatlari bo'lishi mumkin. Ferment eritmalarining,

tarkibi juda murakkab sistemadir. Unda fermentlardan tashqari kolloid

tabiatga ega bo'lgan har xil birikma va moddalar ham uchraydi. Bunday

murakkab sistemalardan fermentlarni ajratib olish mushkul vazifadir.

Oqsilning har xil erituvchilarda erish darajasi molekula sirtida

joylashgan gidrofob va gidrofil qoldiqlarning tarqalishi bilan

belgilanadi. Oqsillarni asosiy erituvchisi bo'lgan suvning ba'zi

xususiyatlarini (harorat, rN, ion kuchi, neytral tuzlar, organik

erituvchilarni yoki inert birikmalarni qo'shish yo'li bilan) o'zgartirish

hisobiga oqsil molekulasining gidrat yoki sol`vat qatlamiga ta'sir qilib

agregatsiyaga uchratish va cho'kmaga tushirish mumkin. Sanoatda asosan

fermentlarni organik erituvchilar yoki tuzlar bilan cho'ktirish usullaridan

foydalaniladi. Bu usullar bir-biridan cho'ktirish mexanizmi bilan

farqlanadi.

Neytral tuzlar yordamida cho'ktirish. Bu jarayon asosan oqsil

molekulasining gidrofobligi darajasiga bog'liq. Tipik oqsil molekulasi,

sirtida bir qator aminokislotalar (tirozin, triptofan, leytsin,

izoleytsin, metionin, valin va fenilalanin) zanjiri shaklida yopishgan

gidrofob qismlarga ega. Oqsil molekulasining gidrofob qismi suv bilan

to'qnashganda suv molekulalari bilan orientirlangan qavat hosil bo'ladi va

shu joylar “muzlatilgan” holatda bo'ladi. Bunday tartibli strukturalar

termodinamik jihatdan chidamli emasdir. Agar suv molekulalarini oqsil

tabiatiga o'xshamagan moddalar bilan immobilizatsiya qilinsa, oqsil

molekulalari o'zaro ta'sirlashib agregatlar hosil qila boshlaydi.

Ma'lumki, tuzlarning ionlari gidratlanadi. Agar oqsil eritmasiga

ma'lum miqdorda suv qo'shilsa, u suv bilan bog'lanadi va suv bilan

bog'lanmagan oqsil molekulalari esa, agregat hosil qiladilar. Tuz ionlari

qancha ko'p bo'lsa, oqsillarning agregatlanishi ham shuncha kuchayadi va cho'kmaga

tushishi ortadi.

Tuzlar bilan cho'ktirish jarayoni ta'siriga ko'ra, har xil oqsillarda

har xil bo'ladi. Bu birinchidan, oqsil molekulasi sirtidagi gidrofob

qismlarning miqdori va xajmiga bog'liq. Qancha shunday qismlar ko'p bo'lsa,

oqsil shuncha tez cho'kmaga tushadi. Ba'zi oqsillar borki, tuzlarning eng

yuqori kontsentratsiyalarida cho'kmaga tushmaydi. Cho'ktirish jarayonida

oqsillar yonida turgan boshqa oqsillar bilan ham agregat hosil qilib

cho'kmaga tushishi mumkin. Bunda bir qancha fermentlar kompleksini olish

mumkin. Lekin fraktsiyalarga bo'lib cho'ktirilsa bir muncha yuqori natijaga

erishish mumkin.

Oqsillarni tuzli eritmalarda eruvchanligi Konning empirik

tenglamasiga bo'ysunadi:

lgS = lgSo- ks?

bunda S, So

- oqsilning tuzli eritma va toza suvdagi eruvchanligi; ks –

tuzlash konstantasi, ? – eritmaning ion kuchi.

Tuzlar bilan cho'ktirish jarayonini unumli o'tkazish uchun ks? ko'rsatkichi iloji boricha

katta bo'lishi kerak. ks ko'rsatkichi tuzning

tabiatiga bog'liq bo'lib, vodorod ionlari kontsentratsiyasiga bog'liq emas.

Ushbu jarayon gidrofob o'zaro ta'sirga asoslangan bo'lsada, uning

borishiga ta'sir qiluvchi boshqa omillar ham mavjuddir. Ular: muhit rN ko'rsatgichi

harorat, ferment eritmasining tozalik darajasi, jarayonni

o'tkazish muddati va boshqalardir.

Tuz bilan cho'ktirishda asosan ishqoriy metallarning neytral tuzlari

ishlatiladi. Har xil ionlarning cho'ktirish samarasi ularning ion kuchiga

bog'liq. Natriy tuzlarining anionlarini tuzlash ta'sir kuchiga qarab,

quyidagicha joylashtirish mumkin: SO42->CH3COO->Cl->NO3->Br->J-CNS- hamda kationlarni esa

quyidagicha Li+>Na+>K+>( NH4)+.

Ferment preparatlarini tuz yordamida cho'ktirilganda ularning

tarkibida 60-85% gacha har xil qo'shimcha moddalar uchrashi mumkin. Ushbu

jarayonning eng qiyin bosqichi, bu - tuzni qo'shish va uni eritishdir.

Eritmada tuzning lokal kontsentratsiyasini oshirib yubormaslik uchun u

avval maydalanib, sekin astalik bilan ma'lum bir qismdan qo'shib boriladi

va tinmay aralashtirib turiladi. Aralashtirish davomida ko'pik hosil

bo'lishiga yo'l qo'ymaslik kerak. Jarayon erigan na agregatlangan

oqsillarning muvozanati hosil bo'lguncha 20-40 min, ba'zida bir necha soat

davom etadi.

Tuz bilan cho'ktirish juda ham ko'p omillarga bog'liq bo'lgan murakkab

texnologik jarayondir. Shuni esda tutish kerakki, tuz hech qachon fermentni

butunlay cho'ktirmaydi, balki uning eruvchanligini pasaytiradi, xolos. Agar

eritmada 1 mg/ml oqsil bo'lsa uning 90%i cho'kmaga tushishi mumkin, lekin

zritmada bor-yo'g'i 0,1 mg/ml oqsil bo'lsa hech qanday ferment preparatini

olishning iloji bo'lmaydi.

Neytral tuzlar bilan oqsillarni cho'ktirib, ferment preparatlarini

olish usullari asosan chet ellarda keng ishlatiladi.

Organik erituvchilar yordamida cho'ktirish. Fermentlarni suvda

eruvchan organik erituvchilar bilan cho'ktirish usullari sanoat miqyosida

keng ko'lamda qo'llaniladi. Oqsillarni cho'ktirish samarasi organik

erituvchilar ta'sirida suvning faolligini kamayishi bilan uzviy

bog'liqdir. Erituvchining kontsentratsiyasi ortishi bilan fermentning

zaryadlangan gidrofil molekulalarini suv ta'sirida solvatlanish

qobiliyati pasayadi. Oqsilning gidrofob qismidagi suv molekulalari

organik erituvchi tomoniga o'ta boshlaydi va natijada fermentning

eruvchanligi pasayadi. Oqibatda oqsil molekulalari agregatlanadi va

cho'kmaga tushadi.

Oqsillarni agregatlanish elektrostatik va Van-der-Vaal`s kuchlari

ta'sirida, alohida joylashgan oqsil molekulalari o'rtasida yuzaga keladi.

Oqsillarni agregatlanish jarayoni va cho'kma hosil bo'lishi

cho'ktirishning bir qancha omillariga bog'liqdir. Shulardan biri oqsil

molekulasining xajmidir. Cho'ktirish jarayonida oqsil molekulasining

razmeri qanchalik katta bo'lsa, erituvchining salbiy ta'sir qiluvchi

kontsentratsiyasi shunchalik past bo'ladi. Bu bog'liqlikka molekulaning

gidrofoblik darajasi, solvat qavatiga chidamliligi na boshqa omillar

ta'sir qilishi mumkin.

Cho'ktirish uchun ishlatiladigan organik erituvchi suv bilan to'liq

aralashishi va ferment bilan esa aloqada bo'lmasligi kerak. Asosan bu

jarayon uchun etil spirti, atseton va izopropil spirti keng qo'llanilsa,

metanol, n-propanol, dioksan, 2-metoksietanol va boshqa spirtlar, ketonlar,

efirlar va ularning aralashmalari kamroq ishlatiladi. Erituvchilarni

tanlashda ularning zaxarligiga, portlash xavfidan xolisligiga va

pegeneratsiya bo'lish qobiliyatiga e'tibor berish kerak. Ishlab chiqarish uchun

eng yaroqlilari bo'lib etil spirti va izopropanol hisoblansa, atsetonning

ko'rsatkichlari esa sal pastroqdir. Bular orasida eng istiqbollisi

izopropanoldir. Bu erituvchilar yordamida fermentlarni komplekslarga

ajratish yoki fraktsiyalar holida cho'ktirib olish mumkin.

Ferment preparatlarini cho'ktirish uchun nafaqat erituvchining

tabiati va kontsentratsiyasi, balki elektrolitlarning ishtiroki, cho'ktirish

harorati, muhitning rN ko'rsatkichi, quruq moddalarning tarkibi na

miqdori kabi bir qancha omillarga e'tibor berish kerak. Cho'ktirish

eritmasida ba'zi ionlarning uchrashi ferment mo''tadilligiga ta'sir

qilishi mumkin. Masalan, Sa2+ionlari a-amilaza, proteinaza,

glyukoamilaza fermentlari faolligiga ijobiy ta'sir qilsa, magniy,

marganets, kobal`t kabi metall ionlari himoya vazifasini bajaradi. Shular

bilan birgalikda ba'zi metallarning (Fe2+, Pb2+, Si2+, Ag2+, Ni2+, I3+,g+va x.k.)

ionlari salbiy ta'sir ko'rsatadi va ularning eritmada bo'lishi

maqcadra muvofiq emasdir. Eritmada elektrolitlarning bo'lishi erituvchi

sarfini kamaytirishga va cho'kma strukturasini yaxshilashga xizmat qiladi.

Fermentni cho'ktirish jarayonida imkon boricha ferment eritmasini va

erituvchining harorati past bo'lishiga harakat qilish kerak. Spirt va

fermentning suvli eritmasi aralashtirilganda, issiqlik ajralib chiqadi

va aralashma harorati 5-100S ga ko'tariladi. Agarda spirt oldindan

sovutilgan bo'lmasa fermentlarning inaktivatsiyasini kuzatish mumkin. Bu hodisa nafaqat

termoinaktivatsiyaga, hattoki ferment molekulasini

denaturatsiyasigacha olib keladi.

Ferment preparatlarini cho'ktirishda rN ko'rsatkichi juda katta

ahamiyatga ega. Bir xil ferment eritmasidan har xil rN ko'rsatkichi

ta'sirida bir-biridan cho'kmasining miqdori va ferment faolligi bilan

farq qiluvchi preparatlar olish mumkin. Ma'lumki, fermentlar o'zlarining

izoelektrik nuqtalarida oqsil agregatlari hosil qilib to'liq cho'kmaga

tushadilar. Oqsillarni izoelektrik nuqtalarida, cho'ktiruvchi reagentlar

ishlatmasdan cho'ktirish jarayoni, izoelektrik cho'ktirish deyiladi. Organik

cho'ktiruvchilarni izoelektrik nuqta rN ko'rsatgichiga yaqii rN da qo'llash

fermentlarni oson cho'ktirish va erituvchini kam miqdorda sarflash uchun

xizmat qiladi. rN ko'rsatkichi izoelektrik nuqtadan chetga chiqsa, cho'kma

unumi va ferment faolligi 30-50% gacha yo'qotiladi.

Faol fermentni preparat yoki mo''tadil strukturali cho'kma holida

olish uchun eritmada 10-12% atrofida quruq modda miqdori bo'lishi kerak.

Ko'p tadqiqotlardan ma'lumki, fermentlarni cho'ktirishda, ayniqsa

proteolitik fermentlarni, miqdori kam quruq moddaning eng optimal

miqdori esa, 10% dan ko'p bo'lmasligi kerak.

Yuqorida qayd qilingan omillar qatorida ferment eritmalarini

erituvchi bilan aloqada bo'lish muddati ham katta ahamiyatga ega. Ferment

sanoatida to'xtovsiz ishlaydigan cho'ktiruvchilarda ushbu vaqtni juda ham

qisqartirishga erishilgandir, bu albatga ferment faolligini kamayishini

oldini oladi.

Organik erituvchilar bilan cho'ktirish samaradorligi shu jarayonga

mo'ljallangan uskunaga ham uzviy bog'liqdir. Bunday uskunalar asosan

ferment eritmalarini qabul qilgich, to'xtovsiz aralashtirgich, ferment

eritmasi va erituvchini to'xtovsiz ravishda uzatuvchi konturlar, separator va

avtomatizatsiya tizimlaridan tuzilgan bo'ladi. Silindr shaklidagi

aralashtirgichdan ferment eritmasi va erituvchi murakkab harakat yo'nalishi

bo'ylab qisqa vaqt ichida aralashib o'tadi va natijada hosil bo'lgan aralashma

separator qismiga uzatiladi. Separatorda cho'kmaga tushgan oqsil

molekulalari ajratib olinadi. Bunday qurilmada ferment bilan

erituvchining aloqa muddati o'n marotabagacha qisqartiriladi. Bunda

fermentning cho'kmaga tushish unumi 15-20% gacha ortadi. Separatorda

ajratilgan cho'kma har xil usullar bilan mo''tadil sharoitda quritib

olinadi. Cho'kma tepasida qolgan suyuqlik tarkibida 50-75% gacha erituvchi

bo'ladi va u rektifikatsiya bo'limida regeneratsiya qilish uchun yuboriladi.

Organik erituvchilar bilan cho'ktirish unumi produtsent o'stirilgan

ozuqa muhiti tarkibiga va ferment preparatini quyuqlashtirilganlik

darajasiga ham bog'liqdir.

11 Mavzu: Fermentlarni tozalash usullari.

Reja

1.Oqsillar va fermentlar tozalash usullari

2.Ionalmashinuvi xromatografiya usullari

Fermentlar va boshqa oqsil moddalar adsorbtsiyalanish (so'rilish)

qobiliyatiga egalar. Bu xususiyat oqsil aralashmalarini birikmalarga

ajratishda va ayniqsa fermentlarni laboratoriya sharoitida tozalashda,

hamda bo'lgan ferment preparatlarini gomogen holatda olish jarayonlarida

keng ishlatiladi. Adsorbtsiya usuli, shu bilan birga kolonkali

xromatografiya usullari fermentlarni yuqori darajada toza va ko'p

miqdorda olish imkonini beradi.

Oqsillarning va fermentlarni tozalash, ularni bir-biridan ajratish

maqsadida maxsus adsorbentlar hap xil ion almashuvchilar, polisoxaridlar

asosida tayyorlangan sefadekslar va ularni xosilalari, sellyuloza va

ularni xosilalari, anionlar va kationit ko'rinishda, ba'zida kal`tsiy

fosfat, alyuminiy gidroksid gellari va mba'zi-bir fermentlar uchun

affinli adsorbentlar tayyorlangan va ular ishlab chiqarishda hamda

laboratoriya tadqiqotlarida samara bilan ishlatib kelinmoqda.

Fermentlarni tozalash va oqsillarni ajratish texnologiyasi qanday

tipdagi usulda bo'lishiga qaramay quyidagilarga asoslanadi: ferment

mahsulotini o'z tarkibiga olgan oqsillar aralashmasi ma'qul bo'lgan

erituvchida (buferda) eritiladi va shu erituvchi bilan muvozanatlangan

kolonkaga yuboriladi. Keyin shu kolonkadan ma'lum tarkibga ega bo'lgan

buferni yoki kontsentratsiyasi o'sib boruvchi gradientli yuvish eritmasi, yoki

bo'lmasa ushbu ferment uchun maxsus bo'lgan bog'lovchi (ligand) yordamida,

korakli oqsil (ferment) bosqichma-bosqich yuvib olinadi. Kolonkadan yuvib

olingan ferment preparatlari fraktsiyalar to'plamida yig'iladi va

fermentni toza preparatini olish uchun boshlang'ich material bo'lib xizmat

qiladi.

Ionalmashuv xromatografiya usuli. Bu usulda oqsillar elektrostatik

kuch yordamida bog'lanadilar, ya'ni bu hodisa zaryadlangan oqsil sirtlari va zaryadlangan

ionalmashuv birikma guruhlarining zich qatlami o'rtasida

yuzaga keladi. Tipik ionalmashuvchi sifatida bo'ktirilgan dietilaminoetil

(DEAE-) yoki karboksimetil (KM) sellyulozani ko'rsatish mumkin. Ular

bo'ktirilgan holatda, zaryadli guruhlarning 0,5 M kontsentratsiyasiga ega

bo'ladi. Bu zaryadlap kolonkada qapama-qarshi bo'lgan ionlarni (metall

ionlari, xlor ionlari, bufer va h.k.) neytrallaydi. Odatda oqsilning

umumiy zaryad belgisi ion almashuvchiga o'tirgan ion belgisi bilan bir xil

bo'ladi va kolonkadan o'tish jarayonida aynan uni siqib chiqaradi. Shuning

uchun ham bu jarayon xususiyatiga qarab “ion almashuv” jumlasi

qo'llaniladi.

Kolonkada adsorbtsiyalangan kepakli oqsilni yuvish uchun affin

usulidan tashqari ikki usuldan foydalaniladi. Birinchi usul - buferning

rN ko'rsatkichini ma'lum darajaga o'zgartirish bilan ion kuchini oshirib,

adsorbent va oqsil o'rtasidagi elektrostatik o'zaro ta'sirni

kamaytirishdir. Bu usul umuman yaxshi natija bermaydi. Chunki bufer

hajmini kichik bo'lganligi uchun rN ko'rsatkichini birdaniga o'zgar-tirish oqsil

aralashmalariga va boshqa birikmalarning yomon ajralishiga

sabab bo'ladi. 1981 yilda bu usul L.L.Slyuyterman va boshqalar tomonidan

xromatofokus usuliga o'tkazish yo'li bilan takomillashtirilgan. Bunda,

fermentlarni asorbentdan yuvib olish jarayonida amfolit tipidagi bufer

hajmi yuqori bo'lgan buferlardan foylalaniladi.

Ikkinchi usul keng miqyosda foydalanilayotgan kaliy yoki natriy

xlorid tuzlari yordamida gradient tuzishga asoslangan. Tuz ionlari

ishtirokida mustaqil oqsil va adsorbentlar orasidagi o'zaro tortish kuchi

kamayadi. Tuz ionlari kontsentratsiyasini oshishi bilan adsorbentga

bog'langan oqsillar o'z o'rinlarini ularga bo'shatadilar va o'zlari kolonkadan

yuvilib chiqa boshlaydilar. Shu bilan birga tuz ionlari ta'sirida

adsorbentlar o'zaro yaqinlashib oqsil harakati uchun tor yo'lkalar hosil

qiladi va bu hodisa fermentlarni kolonkadan chiqishida fraktsiyalarga

ajratib olish imkonini beradi.

Ion almashuvchiga bog'langan fermentni affinli yuvish yordamida

ajratish mumkin. Buning uchun kolonkaga oqsil bilan bog'lanadigan maxsus

ligand yuboriladi. Bunda oqsil, ligand bilan birgalikda tezda kolonkadan

yuvilib chiqadi. Lekin kerakli oqsilni taniydigan va uni sorbentdan

ajratib oladigan ligandni topish juda mushkul vazifadir. Shu bilan birga

ligandni qanday zaryadlanganligi va kontsentratsiyasiga alohida e'tibor

berish kerak. Agar shunday qilinsa, ligandni o'zi ionalmashuvchiga bog'lanib

qolishi mumkin.

Affinli xromatografiya usuli. Bu usul oqsil va fermentlarni

tozalash va ajratishning adsorbtsiya hodisasiga asoslangan usullari orasida

alohida o'rinni egallaydi. Ko'pincha uni affinli xromatografiya yoki

bioaffinli yoki bo'lmasa, biospetsifik xromatografiya deyiladi.

Ma'lumki, barcha biologik faol birikmalar, xususan fermentlar ham

ligandlar yoki affinli ligandlar deb nomlanadigan birikmalarga maxsus

bog'lanish xususiyatlariga egadir. Agarda shunday ligandlarni inert

matritsaga kovalent bog'lasa faqat kerakli fermentni ushlovchi va qolgan

oqsil va moddalarni o'tkazib yuboruvchi maxsus adsorbentni olish mumkin.

Maxsus yuvuvchilardan yoki jarayon sharoitlarining farqi asosida,

ligandni fermentga bo'lgan xususiyatini o'zgartirish yo'li bilan oqsilni

desorbtsiyaga uchratib, tozalash natijasida, yuqori tozalikka ega bo'lgan

fermentni ajratib olish mumkin bo'ladi. Lekin ligand va uni ushlab

turuvchini tanlash juda qiyin vazifadir. Ko'pchilik hollarda affinli

adsorbentlarni sintez qilishda tozalanayotgan fermentning xususiyatlarini

e'tiborga olish kerak. Affinli xromatografiya uchun har xil turdagi

erimaydigan sorbentlardan foydalanadi, lekin eng ko'p tarqalgani

ko'ndalang qilib ulangan agaroza donachalaridir. Ular yuqori bosimda o'z

shaklini saqlaydi va buferlarni hamda erituvchilarni almashtirishga

bardoshlidir.

Ligandlar esa matritsaga shunday bog'langan bo'lishi kerakki, oqsillar

hech qiyinchiliksiz ularga kelib bog'lanishi mumkin bo'lsin, buning uchun esa

matritsa bilan ligand o'rtasida ko'prikcha bo'lishi kerak. Bulardan tashqari

ligand boshqa birikmalar bilan o'zaro bog'lanmasligi, fakat matritsaga

bog'langan va yuvish, regeneratsiya jarayonlariga chidamli bo'lishi shartdir.

Gel`xromatografiya usuli. Gel`fil`tratsiya jarayonini amalga oshirish

uchun dekstran asosida olingan gellardan foydalaniladi va ular yordamida

razmeriga qarab har xil makromolekulalarni tez ajratish mumkin. Gel`

ochiq holdagi ko'ndalang tikilgan uch o'lchamli molekula turi bo'lib,

kolonkalarni oson to'ldirish uchun yumaloq donachalar (granula) ko'rinishida

bo'ladi. Donachalarda kichik teshikchalari bo'lib, ularga faqat juda kichik

molekulali birikmalar kiradi va yirik molekulalar esa kirmaydi. Bu usul

gellarning aynan shu xususiyatiga asoslangandir.

Bu usul fermentlarni tozalash va ajratishda nafaqat laboratoriya,

balki sanoat miqyosida ham keng qo'llaniladi. Gel`fil`tratsiya uchun

ko'ndalang tikilgan dekstran (sefadekslar va sefakrillar) gellaridan,

ko'ndalang tikilgan poliakrilamid gellaridan (biogellar), akrilamid

polimer zanjiri yopishtirilgan agaroza gellardan (ul`tragellar) va b.

agaroza gellaridan foydalaniladi.

Kolonkada ferment eritmasining bir qismi gel donachalar orasida va

bir qismi esa donachalarning teshikchalari ichida joylashadi.

Gel`fil`tratsiya – bu tarqaluvchan xromatografiyaning bir shakli bo'lib,

eritilgan moddalar eritmaning bir muncha yuzada joylashgan harakatchan va

ichki tomonida joylashgan kam harakatli qismlarida tarqalgan bo'ladi.

Kolonkada eritilgan moddaning ushlab qolinish darajasi uning gel

teshikchalariga kira olish qobiliyatiga bog'liqdir. Shuning uchun

gel`fil`tratsiya jarayonida kolonkadan avval yuqori molekulali moddalar va

keyin esa kichik molekulalilari birin-ketin chiqa boshlaydi. Bunda gel`

molekulyar to'r vazifasini bajaradi. Bu jarayon ideal ravishda olib

borilishi uchun gel tayyorlangan material erigan birikmalar ta'siriga juda

ham inert bo'lishi kerak. Afsuski bugungi kunda ishlatilayotgan barcha

gellar inert emas va ba'zan ma'lum pN ko'rsatkichida ular so'rish (adsorbtsiya

qilish) qobiliyatini namoyon qilishi mumkin, masalan, shunday gellarga

sefakrillarni kiritish mumkin. Gel`fil`tratsiya usuli bilan mayda gel

donachalarida yuqori bosim ostida juda ko'p har xil moddalarning, shu

jumladan oqsillarning aralashmalari ajratilmoqda. Bu yangi, “yuqori

bosim ostida suyuq xromatografiya uslubi” qisqa vaqt ichida fermentlarni

yuqori darajada tozalash imkonini berdi va u ayniqsa fermentlarni

tozalashning oxirgi bosqichlarida juda katta samara bilan ishlab

kelinmoqda.

?

12 Mavzu:Fermentlarni immobillash va barqarorlash texnologiyasi

Reja

1.Fermentlarni immobillash

2.Immobillash texnologiyasi

Kimyoviy enzimologiya metodlarini rivojlanishi, biologik

katalizatorlarning yangi tipi – immobillangan fermentlar yaratiishiga

olib keladi. Ma'lumki, toza fermentlar, birinchidan, uzoq vaqt

saqlanmaydi, hamda turli ta'sirlarga, ayniqsa issiqlikka chidamsiz,

ikkinchidan, ularni qaytadan ishlatish imkoni yo'q. Immobillangan

fermentlarning yaratilishi bilan sanoat ishlab chiqarishida toza

fermentlardan foydalanishda yuzaga keladigan qiyinchiliklar bartaraf

etildi.

Immobillangan fermentlar fermentativ jarayonni uzluksiz o'tkazish

va reaktsiya tezligini boshqarish imkonini beradi. Fermentlarni

immobillash bilan tashuvchining xususiyatini o'zgartirish hisobiga

ularning katalitik faolligi boshqariladi.

“Immobillangan fermentlar” atamasi, fazoda oqsil molekulari

harakatlanish erkinligini istalgan holatda cheklanishini anglatadi.

Fermentlarni immobillashda ishlatiladigan tashuvchilar.

Fermentlarni immobillash uchun organik va noorganik tabiatga ega

bo'lgan tashuvchilar ishlatiladi. Ularga qo'yiladigan asosiy talablar

quyidagilardan iborat:

- yuqori darajada kimyoviy va biologik turg'unlik;

- yuqori darajada kimyoviy barqarorlik;

- ferment va substratlar uchun yetarli darajada o'tkazuvchanlik;

- yetarli darajada g'ovaklikga va solishtirma sirtga ega bo'lishlik;

- texnologik jihatdan qulay bo'lgan shakllarda olinishi (granulalar,

membranalar);

- oson aktivlanish;

- yuqori darajada gidrofillik;

- arzon bo'lishlik va h.k.

Quyidagi rasmda tashuvchilarning klassifikatsiyasining chizma

xolatdagi ko'rinishi keltirilgan:

Fermentlarni immobilizatsiyasida ishlatiladigan tashuvchilarni

klassifikatsiyasi.

Organik (polimer va quyimolekulyar) tashuvchilar tabiiy yoki sintetik

bo'lishlari mumkin. Tabiiy polimer organik tashuvchilar o'z navbatida

biokimyoviy klassifikatsiyasiga ko'ra 3 guruhga bo'linadilar: polisaxaridli,

oqsilli va lipidli.

Sintetik polimerlarni makromolekulasining asosiy zanjirini

kimyoviy tuzilishiga ko'ra polimetilenli, poliamidli, poliefirli

guruhlarga bo'lish mumkin.

Fermentlarni immobillash uchun tabiiy polisaxaridlar va polimetil

tipidagi sintetik tashuvchilar ko'proq ishlatiladi. Buning sababi ularda

kimyoviy reaktsiyalarga oson kirisha oladigan reaktsion xususiyatli

funktsional guruhlarni mavjudligi, hamda ularning gidrofilligidir.

Kamchiligi esa, mikroorganizmlarning ta'siriga chidamsiz va tan narxining

qimmatroq ekanligi bilan bog'liq.

Polisaxaridli tashuvchilardan sellyuloza, dekstrin, agaroza va

ularning hosilalari keng ishlatiladi. Sellyuloza gidrofil xossaga ega,

unda gidroksil guruhlarni soni ko'p, bu esa, uni molekulaga turli guruhlar

kiritishni osonlashtiradi. Sellyulozani qisman gidrolizga uchratib,

(bunda amorf uchastkalari buziladi) granula xoliga keltirilsa, uning

mexanik mustahkamligi oshadi. Gidroliz davomida buzilgan amorf

uchastkalar o'rniga sellyulozani g'ovakliligini saqlab qolish maqsadida,

uning kristall uchastkalari orasiga kimyoviy chok kiritish orqali

sellyulozani DEAE-sellyuloza, KM-sellyuloza,ekteola-sellyuloza singari

turli modifikatsiyaga uchragan hosilalariga aylantirish mumkin.

Dekstran asosida ishlab chiqilgan “Sefadeks”lar deb nomlanuvchi

tashuvchilar ham keng ishlatiladi. Quritilganda ular oson siqiladi, suvda

kuchli shishadi. Ushbu tashuvchilardagi g'ovaklarining xajmi “choklilik”

darajasi bilan boshqariladi. Dekstranlarning mazkur guruhiga kraxmal

ham kiradi. Kimyoviy modifikatsiyalangan kraxmal, har xil agentlar bilan

“tikiladi”, masalan formal`degid bilan. Shunday yo'l bilan gidrolitik,

fermentlar ta'siriga nisbatan chidamli bo'lgan g'ovak kraxmal olingan.

Dekstran asosida yaratilgan, suvda eruvchan preparatlar tibbiyot amaliyotida

dorivor vositalarni tashuvchi sifatida ham keng ishlatiladi.

Suv o'tlaridan olinadigan agar-agar ham yaxshi tashuvchi hisoblanadi.

Uni diepoksid birikmalar bilan kimyoviy tikib, xossasini o'zgartirish,

kerakli bo'lgan tomonga oshirish mumkin. Bunday tashuvchi agar-agar

issiqlikka chidamli, pishiq va oson modifikatsiyalanadi.

Tashuvchi sifatida oqsillar bir qancha afzalliklarga egadirlar:

sig'imli, biodegradatsiyaga uchraydi, ulardan yupqa membrana (qalinligi 80

mkm) sifatida foydalanish mumkin. Oqsillar fundamental biologik

tadqiqotlarda, tibbiyotda ko'proq ishlatiladi. Kamchiligi esa, yuqori

immunogenlikka egaligidir. Immobillash uchun ko'proq strukturali

(keratin, fibrin, kollagen), harakatchan (miozin) va tashuvchi (al`bumin)

oqsillardan foydalaniladi.

Sintetik polimer tashuvchilar, fermentlarni kovalent va adsorbtsion

immobillashda, ularni gel va mikrokapsulalar xolatdagi shakllarini

olishda ishlatiladi. Sorbtsion immobillashda stirol asosidagi polimerlar

ishlatiladi. Ular makroporali, izoporali hamda geteroporali strukturaga

ega bo'ladi. Polimer gidrofil` tashuvchilar olish uchun akril kislotasining

hosilasi – akrilamiddan foydalaniladi.

Ferment va hujayralarni fazoviy-to'rli strukturali poliakrilamid

gelga kiritish metodi hozirda keng qo'llanilmoqda. Poliakrilamid geli

kimyoviy ta'sirlarga chidamlidir. Poliamid tashuvchi guruhi ham

qiziqarlidir. Bu amid guruhi (-S(O)-NH-) bir necha marta qaytarilib

keladigan turli geterozanjirli polimerlar guruhidir. Masalan, N-vinilpirrolidon

asosidagi polimerlar organizmda sekin parchalanadigan

fermentlarni immobillash uchun ishlatiladi. Bundan tashqari ular

biologik inert bo'lganligi uchun tibbiyot amaliyotida ham ishlatiladi.

Kamchiligi esa, uning organizmda to'planib qolishidir. Bu jihatdan

fermentlar ta'sirida gidrolizlanadigan tabiiy polimerlar ahamiyatlidir.

Shuning uchun dori vositalariga dekstran, sintetik tashuvchilardan N-vinilpirrolidon

asosida tayyorlangan polimerlar qo'shib ishlatish yaxshi

natijalar beradi.

13 Mavzu:Fermentlarni immobillash metodlari.

Reja

1.Fermentlarni fizikaviy immobilash

2.Fermentlarni kimyoviy immobilash

Fermentlarni immobillash ikki xil metod bilan amalga oshiriladi:

fizikaviy va kimyoviy.

Fermentlarni fizikaviy immobillash – bu fermentni shunday bir

muhitga joylashtirishni tushunish kerakki, bunda ferment umumiy

xajmning ma'lum bir (chegaralangan) qismidagina o'zining faoliyatini

erkin bajara olishi kerak. Fizikaviy immobillashda ferment bilan

tashuvchi o'zaro kovalent bog' bilan bog'lanmaydilar. Fermentlarni bog'lashni

4 tipi ma'lum:

erimaydigan tashuvchilarda adsorbtsiyalanish;

- gel` teshiklariga kiritish;

yarim o'tkazgich membrana yordamida fermentni reaktsion sistemaning

qolgan xajmidan fazoviy ajratish;

ikki fazali muhitga o'tkazish, bu muhitning bir qismida ferment

eriy oladi, boshqa qismida esa, bog'langancha qoladi.

Bu usullar quyidagi rasmlarda keltirilgan.

Fermentlarni immobillash usullari: a - erimaydigan tashuvchilarda

adsorbtsiyalanish; b - gel` porasiga kiritish; v - yarimo'tkazgich membrana

yordamida fermentni reaktsion sistemaning qolgan xajmidan fazoviy

ajratish; g - ikki fazali muhitga o'tkazish, bu yerda ferment eriydi va

fazalardan biridagina joylashishi mumkin.

Adsorbtsion immobilizatsiya fermentlarni immobillashning qadimgi

usuli bo'lib, unga 1916 yili asos solingan. Bu usul juda oson va u

fermentning suvli eritmasi bilan tashuvchi orasidagi kontakt hisobiga

amalga oshadi. Adsorbtsiyalanmagan oqsil yuvib tashlangandan so'ng ferment

ishlatishga tayyor bo'ladi. Tashuvchining yuzasida fermentning

adsorbtsiyalangan molekulasi, tashuvchi va oqsilning yuzaki guruhlarining

Van-der-vaal`s o'zaro ta'sirlashuvi, vodorod bog'lari, elektrostatik va

gidrofob o'zaro ta'sirlashuvlar hisobiga ushlanishi mumkin. Har bir

bog'lanish tashuvchining kimyoviy tabiati va ferment molekulasining

yuzasidagi funktsional guruhlarga bog'liqdir.

Tashuvchi bilan ferment o'rtasidagi ta'sir, kuchli bo'lib,

biokatalizatorning sorbtsiyasi uning strukturasini buzishi mumkin.

Masalan, ba'zi o'simlik hujayralarini sefadeks granulalarida

adsorbtsiyalanishida hujayra devori tashuvchi zarrachasi yuzasining

rel`efini takrorlab, deformatsiyalanishi mumkin. Adsorbtsion

immobilizatsiyaning afzalligi, uning qulayligi va sorbentlarning

arzonligidadir. Ularga istalgan konfiguratsiyani berish va kerakli

darajada g'ovak qilish imkoniyati mavjud. Eng muhimi - bu metodning

oddiyligidir. Adsorbtsion bog'lanishda fermentni tozalash ham mumkin.

Ushbu metodning kamchiligi tashuvchi, hamda aniq bir fermentni

immobillash uchun optimal sharoitni to'g'ri tanlash imkonini beradigan

umumiy yo'riqnomaning yo'qligidir.

Ko'rsatilgan kamchiliklarni immobillangan fermentlarni gelga

kiritish bilan bartaraf qilish mumkin. Ushbu metod ferment

molekulasini, polimer zanjirlardan to'qilgan 3 fazali to'rga (gelga)

o'tkazishga asoslangan. Geldagi qo'shni zanjirlar orasidagi o'rtacha masofa

kiritilgan ferment molekulasining xajmidan kichik bo'lishi kerak. Faqat

shunday holatda ferment polimer matritsani tark etolmaydi va atrofdagi

eritmaga chiqolmaydi, ya'ni immobillangan holatd qoladi.

Fermentlarni gelda immobillashning 2 ta asosiy usuli ma'lum.

Birinchisida, ferment, monomerning suvli eritmasiga solinadi va keyin

polimerizatsiyalanadi. Natijada polimerli gel hosil bo'ladi. Reaktsion

aralashmada ko'pincha polimerga uch o'lchamli to'r strukturasini beruvchi

bifunktsional (molekulasida 2 ta funktsional guruhi bor bo'lgan) agentlar

qo'shiladi. Ikkinchi holatda ferment tayyor polimer eritmasiga solinadi va

unga gelsifat holatga o'tkaziladi. Fermentlarni polimer gelga kiritish

bilan immobillash preparatga istalgan geometrik shakllar berish

imkoniyatini yaratish bilan birga, tashuvchi molekulasida

biokatalizatorlarni bir tekis taqsimlanishini ham ta'minlaydi. Shuning

uchun hkm bu metod universal hisoblanadi va u deyarli barcha fermentlar,

poliferment sistemalar, hujayra fragmentlari va xatto hujayralarni

immobillash uchun ham qulaydir. Gelga kiritilgan ferment, bakteriyalar

bilan zararlanishdan himoyalangan bo'ladi.

Membranalar yordamida fermentlarni immobillashning mohiyati

shundaki, bunda fermentning suvli eritmasi substratning suvli

eritmasidan yarimo'tkazuvchan membrana yordamida ajratilgan holatda

turadi. Yarimo'tkazuvchan membrana substratning kichik molekulalarini

oson o'tkazadi, katta molekulalarni esa o'tkazmaydi.

Membrana tipidagi sistemadan foydalanish tarkibida ko'p miqdorda

ferment bo'lgan immobillangan preparatlarni olish imkonini beradi. Bu

metod ham universal va qulay.

Ikki fazali muhit yordamida fermentni immobillashda ferment

sistemaning bir fazasidagina eriydi. Substrat va mahsulot qaysi fazada

erishiga qarab ikkala fazaaro taqsimlanadi. Fazalarning tabiati mahsulot

qaysi fazada to'planishi va u yerda ferment bo'lmasligiga ko'ra tanlanadi,

reaktsii yakunlangandan so'ng bu fazani ajratib, undan mahsulot ajaratib

olinadi. Fermentli fazani esa navbatdagi jarayonda qayta ishlatish mumkin

bo'ladi.

Kimyoviy metod bilan immobillashda ferment molekulasi, xususan

oqsil, bilan tashuvchi o'rtasida yangi kovalent bog' hosil bo'ladi. Ushbu yo'l

bilan immobillangan fermentlarning preparatlari 2 ta muhim yutuqqa ega.

Birinchidan, tashuvchi bilan ferment o'rtasidagi kovalent bog', hosil bo'lgan

kon'yugatning mustahkam bo'lishini ta'minlaydi, tashqi muhit omillari,

masalan rN, haroratga chidamliroq bo'ladi, ferment tashuvchidan

desorbtsiyalanmaydi, olinayotgan mahsulotlarni ifloslantirmaydi. Bu esa,

tibbiyot va oziq ovqatga mo'ljallangan jarayonlarni amalga oshirishda juda

muhim. Ikkinchidan, fermentlarni kimyoviy yo'l bilan modifikatsiya qilish,

ularni katalitik faolligini, barqarorligini va boshqa xossalarini

istalgan tomonga qarab o'zgartirish imkonini beradi. Bunda fermentning

faol markazini iloji boricha saqlab qolishga xarakt qilinadi.

Savollar.

“Hujayra injenerligi” deganda nimani tushunasiz?

Protoplastlar nima?

Fermentlar injerligini maqsad va vazifalari.

Fermentlarni tozalash usullariga misollar keltiring.

Protsudent nima?

Fermentlarni immobilizatsiya qilish usullari haqida nimalarni

bilasiz?

14 Mavzu: Mikroorganizm hujayralarini immobillash

Reja

1.Mikroorganizmlarni immobilash

2.Xujayralarini immobilash

Mikroorganizmlarning immobillangan hujayralari haqidagi ilk bor

ilmiy maqolalar XX asrning 70-yillarida paydo bo'ldi, sanoatda esa ular

1974 yili Yaponiyada qo'llanila boshlandi. Mikroorganizmlarning

immobillangan hujayralari asosida asparagin kislotasi olish

texnologiyasi yaratildi va ishga tushurildi.

Immobillangan hujayralar immobillangan fermentlar, hamda erkin

hujayralardan ham bir qator afzalliklarga egadir. Bular quyidagilardir:

fermentlarni ajratish va tozalashga ketadigan harajat

sarflanmaydi;

reaktsiya mahsulotlarini ajratish va tozalashga ketadigan sarf-harajatlarni kamaytiradi;

- nisbatan yuqori faollik va barqarorlikka ega;

uzluksiz va yarim uzluksiz avtomatlashtirilgan jarayonlarni yaratish

imkoni tug'iladi;

poliferment sistemalar ekzogen kofaktorlarsiz, uzoq faoliyat

ko'rsatish xususiyatiga ega bo'ladi.

Immobilizatsiyalash uchun turli holatdagi, ya'ni tirik va turli

darajada zararlangan hujayralar ishlatilishi mumkin. Bir bosqichli

reaktsiyalarni yuqorida keltirilgan ikkala holatdagi hujayralar ham amalga

oshira oladilar. Polifermentli reaktsiyalarni esa tirik hujayralarni

qo'llash bilan amalga oshiriladi, ammo bunday hujayralar uzoq vaqt

davomida ATF va kofermentlarni (NADF, NAD) renegeneratsiyalash

imkoniyatiga ega bo'lishi kerak.

Immobillangan mikroorganizmlarning fermentativ faolligidan

foydalanish tarixi uzoq vaqtlarga borib taqaladi. Bundan 150 yil avval

sirkani tez olish usuli, yog'och qipig'iga adsorbtsiyalangan

mikroorganizmlarga asoslangan edi. Hujayralarni immobillash

fermentlarni immobillash metodi bilan juda yaqin.

Kimyoviy immobillash metodi faollashtirilgan tashuvchi bilan

kovalent bog'lar hosil qilishga asoslangan.

Xujayralar immobirizatsiyasining fizikaviy metodlari esa,

adsorbtsiya va agregatsiyadir.

Hujayralarni turli gellar, membranalar, tolalarga kiritish yo'li

bilan immobillash kimyoviy va fizikaviy o'zaro ta'sirlanishlarga

asoslangan. Kimyoviy metodlar boshqa metodlarga nisbatan kam ishlatiladi.

Hujayralar ko'proq gellar, membranalar va tolalarga kiritiladi. Bunday

usullari bilan immobillangan hujayralar uzoq vaqt davomida, o'zinig xayot

faoliyatini saqlab qoladi va ozuqa muhitida ko'paya oladi. Immobillangan

hujayralarning biokatalitik faolligi hozirgi vaqtda fan va texnikaning

turli tarmoqlarida ishlatilib kelinmoqda, xususan:

- aminokislotlar, organik kislotalar, antibiotiklar,

steroidlar, uglevodlar, uglevodorodlar, nukleotidlar va nukleozidlar kabi

birikmalarning biosintezi va transformatsiyasida;

- pivo va vino ishlab chiqarishda;

- oqava va tabiiy suv havzalarini tozalashda;

- oqava suvlarni metallardan tozalashda;

- quyosh energiyasining assimilyatsiyasida;

- vodorodli quyosh elementlarini tayyorlashda;

- azotfiksatsiyada;

- analitik maqsadlarda elektrodlar tayyorlashda.

Mikroorganizm hujayralarini immobillash, ayniqsa, ular asosida

aminokislotalar, organik kislotalar va antibiotiklarni sintezlash

bo'yicha, yapon olimlari tomonidan ko'plab ishlar qilingan. Moskva davlat

universitetida asparagin kislotasini olish metodi yaratilgan.

Poliakrilamid gelga kiritilgan E.coli hujayralari asparagin kislotasini

olish uchun juda qulaydir.

Mikroorganizmlardan tashqari, fiziologik faol birikmalarni

sintezlash maqsadida o'simlik va hayvon hujayralarini ham immobillash

mumkin.

Hozirda hujayra organellarini immobillash bo'yicha ham katta ishlar

olib borilmoqda. Bu esa, biotexnologiyaning immobillangan hujayralarni

qo'llash bilan bog'liq yo'nalishining naqadar istiqbolli ekanligini

isbotlaydi.

15 Mavzu:O'simlik hujayralarini immobillash.

Reja

1.Xujayralarni immobilash metodlari

2.Xujayralarni adsorbtsiyalash

O'simliklarning to'qima va hujayra kul`turalari ikkilamchi

metabolitlarni olish uchun asosiy manba hisoblanadi. Ikkilamchi

metabolitlarni ko'plab miqdorda olish uchun o'simlik to'qima va

hujayralarini immobillash metodi ishlab chiqilgan. 1966 yilda Mosbax

Umbilicaria pustulata lishaynigining hujayralarini poliakrilamidli gelga

kiritgan. Bir yildan so'ng van Vetsel` DEAE mikrosharchalarida hayvon

embrioni hujayralarini immobillagan. Keyinchalik, hujayralar asosan

mikroorganizm hujayralari turli substratlarda immobillana boshlandi.

Hujayralarni immobillashning 4 xil metodi bor:

1. Hujayra yoki hujayra organellarini inert substratda (Catharanthus

roseus hujayralari, Digit DEAE, agarozali sharchalar, jelatin va b.)

immobillash.

2. Hujayralarni inert substratlarda adsorbtsiyalash. Hujayralar

al`ginat, polistirol va poliakrilamid bilan zaryadlangan sharchalarga

yopishtiriladi. Bu metod bilan hayvon hujayralari va Saccharomyces

uvarum, S. cerevisiae, Candida tropicalis, E. Coli hujayralari immobillangan.

3. Hujayralarni biologik makromolekulalar (masalan, lektin)

yordamida inert substratda adsorbtsiyalash. Ammo, bu metod kam

ishlatiladigan metoddir.

4. KMTS tipidagi boshqa inert tashuvchi bilan kovalent bog'lash. Bu

metod ham kam ishlatiladi.

Keyingi paytlarda o'simlik hujayralarini immobillashga qiziqish

ortgan. Buning sababi, suspenzion yoki kallus kul`turalariga nisbatan

immobillangan hujayralar yordamida ikkilamchi metabolitlar ko'plab

olinadi.

Immobillangan hujayralar bir qancha afzalliklarga ega:

1. Inert substratlarda immobillangan hujayralar suyuq suspenzion

kul`turada o'suvchi hujayralarga nisbatan biomassani sekinroq hosil

qiladi. Bu sharoitda o'sish va metabolizm orasidagi bog'liqlik 2 tipdagi

mexanizm orqali amalga oshadi: 1-mexanizm bo'yicha, o'sish ikkilamchi

metabolitlar sinteziga bilvosita ta'sir etib, hujayraning

agregatsiyalanish darajasini belgilab berishiga asoslangan. 2-mexanizm esa

o'sish tezligining kinetikasi bilan bog'liqdir. Bunda metabolizmning

birinchi va ikkinchi yo'llari turlicha raqobatlashadi. Muhit sharoiti

xujayraning tez o'sishi uchun qulay bo'lsa, birinchi navbatda ikkilamchi

metabolitlar sintezlana boshlaydi. Agarda xujayrani o'sishi va

rivojlanishi bo'g'ib (ingibrlab) qo'yilsa, birinchi navbatda birlamchi

metabolitlar sintezlanadilar. Shunday qilib, immobillangan

hujayralarning o'sish tezligining past bo'lishi birlamchi, metabolitlarni

hosil bo'lishini kuchaytiradi.

2. Immobillangan hujayralar sekin o'sishidan tashqari bir-biri

bilan fizik kontaktda o'sadilar va bu, kimyoviy kontaktlarda o'z aksini

topadi.

3. Atrof-muhitning kimyoviy tarkibini o'zgartirish bilan ikkilamchi

metabolitlarni hosil bo'lishini boshqarish mumkin.

4. Kallus va suspenzion kul`turalar o'stirilayotgan muhitni

o'zgartirishda ularni zararlash yoki kul`turani ifloslantirish mumkin. Bu

qiyinchiliklarni fizik jihatdan harakatsiz hujayralar atrofidagi katta

hajmdagi ozuqa muhitini sirkulyatsiya qilish orqali bartaraf etish mumkin.

5. Ayrim hollarda idiolitlarni ajratish bilan bog'liq muammolar

ham kelib chiqadi.

Immobillangan hujayralardan foydalanganda, kerakli

mahsulotlarni ajratuvchi kimyoviy moddalar bilan ishlash mumkin. Ayrim

o'simliklarning, masalan Capsicum frutescens o'simligi hujayrasining

kul`turasi atrof-muhitga ikkilamchi metabolitlarni ajratadi.

Immobillangan hujayralar sistemasi esa, kul`turani zararlamasdan

mahsulotni olish imkonini beradi. Demak, hujayralarni immobillash

idiolitlarni oson ajratib olish imkonini beradi.

Immobillangan hujayralar kul`turasini olish 2 xil sistemada

amalga oshiriladi:

Yassi asosli kul`tura sistemasida, hujayralar gorizontal

joylashtirilgan idishlarda o'stiriladi.

Kolonkali kul`tura sistemasida esa, hujayralar vertikal

joylashtirilgan idishlarda, ya'ni maxsus o'stiriladi.

Har ikkala sistemada ham, suyuq muhit, harakatsiz hujayralar

atrofida aylanadi.

?

16 Mavzu: Atrof-muhitni muhofaza qilishda o'simlik va

mikroorganizmlarning roli

Reja

1.Atorf-muxit muhofaza qilish

2. Biokonversiyaning qadimgi turi

Qishloq xo'jaligi, o'rmon va oziq-ovqat sanoati chiqindilaridan turli

maqsadlarda, xususan, mikroorganizmlar biomassasini ko'paytirish, hamda

ulardan energiya olish va shu yo'l bilan atrof-muhitni ifloslanish

darajasini kamaytirish maqsadida foydalaniladi. Ularni

mikroorganizmlar yordamida bijg'iydigan birikmalargacha parchalash yoki

ularni oqsillarga aylantirish mumkin. Oqava suvlarda suv o'tlarini

kul`turalarini ko'paytirib, nafaqat suvlarni tozalash, balki oqsil va

mikroelementlarga boy bo'lgan biomassa olish mumkin.

Ko'plab chiqindi va yo'ldosh mahsulotlarni qayta ishlash mumkin.

Ma'lumotlarga ko'ra, turli boshoqli o'simliklardan taxminan 1700 mln. t.

somon chiqadi va bularning ko'p qismi ishlatilmaydi. Yoki ananasni

konservatsiyalashda uning 20%igina ishlatiladi, asosiy qismi esa chiqindiga

chiqadi. Uning mevasi, po'sti va boshqa chiqindilari sharbat olish uchun

eziladi, quritilgan qoldiqlari esa, mollarga yem sifatida beriladi.

Spirtli bijg'itish bilan ushbu zavodlardan oqiziladigan chiqindilarni

miqdorini kamaytirish mumkin.

Bijg'ish davomida turli organik moddalarni almashinishi bilan

bog'liq bo'lgan biotexnologik jarayonlar, atrof-muhitni ham kimyoviy ham

biologik jihatdan ifloslantiradi. 1970 yillarning boshlarida o'tkazilgan

tadqiqotlarga ko'ra farmatsevtikada ishlatiladigan fermentatsiya – bu

ifloslanishning asosiy manbai sifatida ta'kidlangan. Masalan, bu fikr

asosan, antibiotiklar ishlab chiqaruvchi korxonalar faoliyatini kuzatishdan

kelib chiqqan. Fermentatsiyaning chiqindilari - ma'lum bir metabolitik

mahsulotlarning mikrobli hujayralari va ozuqa muhitining ishlatilmagan

komponentlari hisoblanadi.

Tarkibida uglevod bo'lgan chiqindi va yo'ldosh mahsulotlarni

an'anaviy mikrobli bijg'ish yoki biotexnologik jarayonlar yo'li bilan qayta

ishlash mumkin. Masalan, saxarozani kristallash uchun boshlang'ich sirop

hisoblangan va texnologik sikldan chiqarib tashlanadigan melassa – shakar

olishdagi yo'ldosh mahsulot hisoblanadi. Uning tarkibida shakardan

tashqari sul`fitlar, karbonatlar va kal`tsiy, magniy tuzlari mavjud.

Melassani bijg'itish davomida qolgan shakarning hammasi ham

ishlatilmaydi.

Kraxmal, boshqa o'simliklarni donlarining, kartofel` va maniokning

quruq massasini 50%ini tashkil etadi. Bu mahsulot ko'proq jo'hori,

kartofel` va maniokdan olinadi. U kislotali yoki fermentativ gidrolizga

oson uchraydi va undan dekstrin va glyukoza olinadi. Ushbu geksozalardan

spirt va fruktozali sirop olishda foydalaniladi.

Sellyuloza va gemitsellyulozani mikrobli degradatsiya va konversiyaga

uchratib, etil spirti yoki kimyoviy sanoat uchun xomashyo olish mumkin.

Clostridium thermosellum tarkibidagi sellyulaza va gemitsellyulaza genlarini

Slostridium ning boshqa turlariga o'tkazib, sellyuloza va gemitsellyulozani etil spirti,

atseton, sirka va sut kislotasiga aylantirish

mumkin.

Biokonversiya – metabolitlarni mikrob hujayralari yordamida o'ziga

yaqin bo'lgan birikmalarga aylanishidir. Shu bilan birga mikroorganizmlar

kimyoviy sintezning muhim va murakkab jarayonlarning ma'lum bir

bosqichiga ta'sir qiladi.

Biokonversiyaning qadimgi turi – sirka olish jarayoni, etil spirtini

sirka kislotaga aylanishidir.

Biokonversiya bir tipdagi reaktsiya va ma'lum bir struktura

(stereospetsifiklik) bilan bog'liqligi sababli o'ziga xosdir.

Biokonversiyada izopropanol-atsetonga, glitserin-digidroatsetonga, L-tirozin-L-

dioksifenilalaninga, glyukoza-glyukon kislotaga va oxirida 2-ketoglyukon yoki 5-

ketoglyukon kislotaga va sorbit-L-sorbozaga aylanadi.

Sorbitning sorbozaga biokonversiyasi kimyoviy sanoatdagi yagona biologik

reaktsiyadir.

Biokonversiyaga asoslangan metodlar yordamida steroid gormonlar

sintez qilingan. 1930 yilning boshlarida Kendall va Rayxshteyn buyrak

osti bezidan revmatoid artritni davolashda ishlatiladigan kortizon

ajratib olishgan. Kortizon sintezining birinchi oraliq mahsuloti

progestorondir. Biokonversiya 370S haroratda suvli muhitda va atmosfera

bosimida olib boriladi. Hozirgi kunga kelib steroid yadrosining uglerod

atomini ma'lum bir mikroorganizmlar yordamida gidroqsillash va kerakli

steroidni olish mumkin.

Mikroorganizmlar steroidlarni olish uchun xomashyoni (masalan,

sterinlar) ishlab chiqarishda ham ishlatiladi.

Ba'zi hollarda biokonversiyani amalga oshirish uchun aralash

kul`turalar yoki mikrob shtammlarini ketma-ket qo'shish kerak bo'ladi.

Bularning har biri biokonversiyaning o'ziga xos bosqichini amalga oshiradi.

Immobillangan hujayralardan foydalanish fermentlarga nisbatan

biokonversiya samaradorligini oshiradi va uning sarf-harajatini

kamaytiradi.

Mikroorganizmlarning sanoatda ishlatiladigan shtammlarini qo'llash

uchun 2 usuldan foydalaniladi: shtammlarni skriningi va ajratib olishda

yuzaga keladigan qiyinchiliklarni bartaraf etish uchun DNKning maxsus

uchastkalarida mutatsiyalarni induktsiyalash; gen injeneriyasi va tabiiy

jinsiy jarayonni kengaytirish uchun protoplastlarni qo'shilishi; tabiiy

genlarni o'tkazish va yangi genlarni rekonstruktsiya qilish uchun rekombinant

DNK yaratish usullaridan foydalaniladi.

Mikrob hujayralarida ma'lum bir gen nusxasi sonini ko'paytirish

genlarni amplifikatsiyalash orqali amalga oshiriladi va natijada ushbu

genom kodlaydigan mahsulot ishlab chiqarish keskin ortadi. Bunday texnik

yondashuv hujayrada plazmidalar sonini ko'paytirish bilan bog'liqdir.

Odatda bitta hujayraga 1-30 ta nusxa to'g'ri keladi va 2-250 gen mavjud. Shu

bilan birga hujayrada plazmida genlari 3000 nusxagacha oshirilgan.

Genlarni amplifikatsiyalash jarayoni E.coli da yaxshi o'rganilgan va u keng

ishlatiladi. Hozirga kelib istalgan xromosoma geni yoki genlar guruhini

plazmidaga o'tkazish, so'ngra plazmidani amplifikatsiyalash uchun ichak

tayoqchasiga o'tkazishga erishilgan. Undan tashqari genlarni bir hujayradan

boshqasiga o'tkazish polietilenglikol ishtirokida transformatsiyalash

orqali ham amalga oshirilgan. Shu yo'l bilan ba'zi bir genlar Basillus

plazmidasiga ham o'tkazilgan. Pseudomonas plazmidalarini esa boshqa

grammanfiy bakteriyalarga o'tkazilgan. Bu usul biotexnologiyada katta

samara bilan ishlatiladi. Masalan, shu yo'l bilan katta miqdorda

antibiotiklar olish yo'lga qo'yilgan.

Savollar.

Mikroorganizmlar hujayralarini immobilizatsiyalashni

afzalliklari nimada?

Hujayra va to'qimalarni immobilizatsiya qilishni qanday usullarini

bilasiz?

Immobillangan hujayralarni ishlatilish sohalarini keltiring.

Atrof muhitni muhofaza qilishda o'simlik va mikroorganizmlarni

rolini tushuntirib bering

.

?

17 Mavzu: Suvni tozalash usullari.

Reja

1.Aerob va anaerob mikroorganizimlari

2.Suvni tozalash usullari

Aerob va anaerob mikroorganizmlar oqava suvlarda uchraydigan

organik materiallardan tozalash xususiyatiga ega. Achitqi, neftni qayta

ishlash zavodi, sut va pishloq ishlab chiqaruvchi korxonalar, kartofel` va kraxmalni

qayta ishlovchi zavodlardan chiqadigan chiqindilarni anaerob

Bu

jarayonda, faol biologik komponentlar qayta ishlatiladi, qoldiq mahsulotlar kamayadi,

sezilarli darajada noxush hidlar tarqalishi

kamaytiriladi. Eng muhimi metan hosil bo'ladi.

Bulardan tashqari kimyoviy zararlanish (biotsidlarning

destruktsiyalanishi kabi)ning nazorat qilish uchun mikrob shtammlaridan

foydalaniladi.

Pseudomonas turiga mansub bakteriyalarda oksireduktaza yoki

gidroksilaza fermentlari bo'lib, ular yuqori toksik, uglevodorodlar va

aromatik birikmalarni parchalash xususiyatiga egadir. Pseudomonas ning

ayrim shtammlari tarkibida ushbu fermentlarni kodlovchi genlar plazmida

tarkibida uchraydi. Bunday plazmidalarning 4 xili mavjud: OST (oktan va

va dekanni parchalanishi), XYL (ksilol va toluolni parchalanishi), SAM

(kamforani parchalanishi) va NAH (naftalinni parchalanishi). SAM va NAH

plazmidalari bakterial hujayralarni chatishtirib o'zining

o'tkazuvchanligini ta'minlaydi, qolgan plazmidalar esa bakteriyaga boshqa

plazmidalar kiritilgandagina o'tkazilishi mumkin.

Keyinchalik bu shtammlarning gibrid plazmidalari olingan bo'lib,

ular tozalanmagan neftda boshqa shtammlarga nisbatan uglevodorodlarni

parchalash xususiyatiga egadirlar. Ular yordamida harorat va boshqa

omillarni nazorat qilgan holda oqava suvlarni tozalash mumkin.

Ayrim mikroblar molekulalarda shunday o'zgartirish kiritadilarki,

hosil bo'lgan molekulyar boshqa mikroblar yoki ularni shtamlari ta'sirida

yengil parchalanadilar. Bunday “kometabolizm”ni Dafton va Xsi

(Kaliforniya universiteti AQSH) kuchli toksinlik xususiyatiga ega bo'l gan paration

insektitsidini Pseudomonasning 2 ta shtammi ta'sirida

parchalanishi misolida ko'rsatib berishga erishganlar.

Toksik molekulaning kimyoviy o'zgarishining natijasi, ularni to'liq

parchalanishi emas, balki detoksifikatsiyasi (zaxarsizlanishi) hisoblanadi,

bu jarayon molekulani fosforillanishi, metillanishi, atsetillanishi va

boshqa jarayonlar orqali namoyon bo'ladi. Detoksifikatsiyani katalizlovchi

fermentlar, plazmida tarkibidagi genlar bilan kodlanadi. Olimlar kuchli

va ko'p ishlatiladigan gerbitsid – 2,4,5-T (2,4,5-trixlorfenoksisirka

kislotasi)ni parchalovchi mikrob kul`turasini olishga erishganlar. Ular,

tozalash stantsiyalaridan bir nechta mikroorganizmlarni ajratib olib,

ularni organik birikmalarni plazmidasi tarkibida parchalovchi

fermentlarni kodlaydigan geni bo'lgan boshqa bakterial shtammlar bilan

aralashtirganlar. So'ng aralashma, faqatgina 2,4,5-T saqlangan muhitda

xemostatda o'stirilgan. 10 oydan so'ng bakteriyalarning o'sish sur'ati 2,4,5-T

ni parchalovchi bakteriyalar hisobiga tezlashgan.

Hozirgi zamon biotexnologiyasining ayniqsa, ekologik biotexnologich

fanining eng dolzarb muammolaridan biri, quyi parchalanuvchi zaxarli

moddalar va plastiklarni parchalash xususiyatiga ega bo'lgan mikroorganizm

shtammlarini gen injenerlik metodlari yordamida yaratish va ularni

amaliyotga tadbiq etish muammosi hisoblanadi.

?

18 Mavzu: Mikroorganizmlar yordamida biomassadan energiya olish:

Bioenergiya

Reja

1.Biomassadan energiya olish

2.Bioenergiya

Yer sharining o'simlik qatlami 1800 mlrd.t. quruq moddani (energetik

jihatdan 30x1021 Dj ga ekvivalent) tashkil qiladi. Bu ko'rsatkich foydali

qazilmalarning energiya zahiralariga mos keladi. Ma'lumki, biomassaning

energetik potentsialining aksariyat qismi inson tomonidan ishlatiladi.

Quruq modda uchun biomassaning energiyaga aylanishining eng oddiy

usuli yonish bo'lib, buning natijasida u issiqlik bilan ta'minlaydi, u esa

o'z navbatida mexanik yoki elektr energiyasiga aylanadi. Nam moddalarga

kelsak, ularni biokonversiyasini qadimgi va samarali usuli biogaz (metan)

olish jarayonidir.

Bulardan tashqari energiyani maxsus o'stirilgan qishloq xo'jaligi

o'simliklaridan ham olish mumkin. Bular tez o'suvchi daraxtlar plantatsiyasi

hamda uglevodga boy o'simliklardir. Bunday o'simliklar tarkibidagi

uglevodlar gidrolizlanib geksozaga, bu o'z navbatida spirtli bijg'ishga

uchraydi.

Etil spirtini olinishi. Etil spirtini bunday o'simlik

biomassasidan olish uchun avval ular ekstraktsiya qilinadi va mikrobli

bijg'ish yo'li bilan uning zahirasidagi uglevodlar mikroorganizmlar

yordamida gidrolizlanadi.

Etil spirti 2 usul bilan, ya'ni kimyoviy sintezlash va fermentativ

usulda olinadi.

Kimyoviy sintezda etilen (neft` yoki tabiiy gazdan olinadi) yuqori

temperaturada suv va katalizatorlar ishtirokida konvertsiyaga uchratiladi.

XX asr boshlarida etanol bijg'ish yo'li bilan olinar edi.

Etil spirti olinadigan o'simliklar qatoriga, maniok, boshoqli

o'simliklar, ayniqsa jo'xori (uglevod zahirasi kraxmal) va yernoki-tapinambur

(uglevod zahirasi inulin) kiradilar. Bulardan tashqari shu

maqsadda shakar qamish, ananas, qand lavlagi va sorgo (uglevod zahirasi

saharoza) ham ishlatiladi. Bu o'simliklarning kul`turasi hozirda keng

miqyosda o'stirilmoqda.

Etanol ishlab chiqarishni yanada mukammallashtirish uchun to'xtovsiz

bijg'ish texnologiyasini yaratish lozim.

Metanli “bijg'ish” yoki biometanogenez jarayoni 1776 y. Vol`t

tomonidan ochilgan bo'lib, u birinchi marta botqoq gazi tarkibida metan

borligini aniqlagan. Ushbu jarayon davomida olinadigan biogaz tarkibida

65% metan, 30% SO2, 1% H2S va kam miqdorda azot, kislorod, vodorod

uchraydi. U ko'k rang berib, yonadi va hidsiz. 28 m3biogazda yig'ilgan energiya

16,8 m3 tabiiy gaz, 20,8 l neft` yoki 18,4 l dizel` yoqilg'isiga ekvivalentdir.

Biometanogenez 3 bosqichda amalga oshiriladi: organik birikmalarni

eritish va gidrolizlash, atsidogenez va metanogenez. Bu jarayonda 3 ta guruh

bakteriyalar ishtirok etadi. 1 guruh bakteriyalar murakkab organik

substratlarni moy, propion va sut kislotasiga aylantiradi; ikkinchilari,

bu organik kislotalarni sirka kislota, vodorod va SO2 , so'ng metan hosil

qiluvchi bakteriyalar vodorodni yutib SO2 ni metanga aylantiradilar.

Biokimyoviy nuqtai nazardan biometanogenez anaerob nafas olishning

o'zidir. Bu jarayonda ham elektronlar organik moddalardan SO2 ga beriladi,

so'ng u metanga aylanadi.

Biometanogenez suv o'tkazmaydigan silindrik sisternalar

(daydjesterlar)da olib boriladi. Bunday yo'l bilan biogaz olinishi AQSH,

Yevropa mamlakatlari, Isroil, Hindiston, Xitoy kabi mamlakatlarda keng

qo'llaniladi.

O'zbekistonda keng maydonni g'o'za, kanop, tamaki, kungaboqar

o'simliklari egallaydi. G'o'za poyasidan hozirgacha spirt, qog'oz olishga

urinishlar amalga oshirilayotgan bo'lsa, boshqa o'simliklar shunchaki yoqib

yuboriladi. O'zbekiston olimlari ushbu chiqindilardan ekologik toza,

issiqlikni o'zida yaxshi saqlash xususiyatiga ega bo'lgan toza qurilish

materiallarini olish texnologiyalarini ishlab chiqish ustida ham samarali

tadqiqotlar olib bormoqdalar va ba'zi-bir yutuqlarga ham erishganlar..

Quyosh nurining energiyaga aylanishi. 1960-yylarning boshlarida

ismaloq bargidan ajratib olingan xloroplastlar elektronlarning sun'iy

donori va bakterial ekstrakt ishtirokida vodorod hosil qilishi

aniqlangan.

ye- ye- ye-

Elektron donori > Fotosistema I > elektronlarni tashuvchi>N+gidrogenaza > N2

Keyinchalik esa ismaloq ekstrakti va tarkibida gidrogenaza bo'lgan

bakterial ekstraktlar, ko'rinadigan nur bilan nurlantirilganda, vodorod

ajratishi mumkinligi aniqlangan. Bunday holda xloroplastning I va II

fotoximik sistemalari ishtirok etadi. Clostridium dan ajratib olingan

gidrogenaza fermenti kislorodga nisbatan sezgir bo'lib, kislorodli

muhitda o'z faoliyatini yo'qotadi. Shuning uchun suv fotolizi natijasida

ajraladigan kislorodni yo'qotish maqsadida reaktsiya azotli muhitda olib

boriladi.

Bu yo'l bilan energiya olish bir qancha afzalliklarga ega:

Fotoliz substrati ko'p miqdorda ekanligi;

Energiya manbai cheklanmaganligi (quyosh energiyasi);

Mahsulot (vodorod)ni atmosferani ifloslantirmasdan saqlash

mumkinligi;

Jarayonni tiklash mumkinligi;

Oraliq toksik mahsulotlar hosil bo'lmasligi va normal xaroratda

olib borilishi .

Ko'p miqdorda energiya olish uchun kislorodga nisbatan kamroq

sezgirlikka ega bo'lgan gidrogenazalarni tanlab olish kerak. Masalan,

Alcaligenes bakteriyasidan olingan gidrogenazalar, aralashmadan

vodorodning sekin hosil bo'lish reaktsiyasini kataliz qiladi.

314

Savollar.

1. Suvni biologik tozalash deganda nimani tushunasiz?

2. Zaxarli moddalarni parchalovchi produtsent yaratishda ishlatiladigan

usullarga misollar keltiring.

3. Biomassadan energiya olishda mikroorganizmlarni rolini tushuntirib

bering.

4. Bioetanol nima va u qanday olinadi?

5. Biogaz nima va uni olish necha bosqichda amalga oshiriladi?

?

II. MUSTAQIL TA’LIM TASHKIL ETISHNING SHAKLI VA MAZMUNI

Talaba mustaqil ta’limning asosiy maqsadi – o‘qituvchining rahbarligi va nazoratida

muayyan o‘quv ishlarini mustaqil ravishda bajarish uchun bilim va ko‘nikmalarini

shakllantirish va rivojlantirish.

Mustaqil ishlarni bajarish jarayonida talabalar quyidagi ishlarni bajaradidar:

- darslik va o‘quv qo‘llanmalar asosida fan mavzulari bo‘yicha nazariy tayyorgarlik

ko‘rish, seminar mashg‘ulotlariga tayyorlanish;

- tarqatma materiallar bo‘yicha ma’ruzalarni chuqur o‘zlashtirish;

- fan mazmunida ko‘rsatilmagan mavzular bilan tanishish va mustaqil tahlil qilish.

Talaba mustaqil ishini tashkil etishda quyidagi shakllardan foydalanadi:

• byerilgan mavzular bo‘yicha axborot (refyerat) tayyorlash;

• nazariy bilimlarni amaliyotda qo‘llash;

• maxsus adabiyotlar bo‘yicha fan bo‘limlari yoki mavzulari ustida ishlash;

• ilmiy maqola, anjumanga ma’ruza tayyorlash va h.k.

• Darslik va o‘quv qo‘llanmalar bo‘yicha fan boblari va mavzularini o‘rganish;

• Tarqatma materiallar bo‘yicha ma’ruza qismini o‘zlashtirish;

• Maxsus adabiyotlar bo‘yicha fan bo‘limlari yoki mavzulari ustida ishlash;

• Talabaning o‘quv, ilmiy-tadqiqot ishlarini bajarish bilan bog‘liq bo‘lgan fan

bo‘limlari va mavzularni chuqur o‘rganish;

• Faol va muammoli o‘qitish uslubidan foydalaniladigan o‘quv mashg‘ulotlari.

Mustaqil ta`lim mavzularining nomi.

3-jadval

№ Ishchi o‘quv dasturining mustaqil ta’limga oid

bo‘lim va mavzulari Ajratilgan

Soat

1. Hujayra muhandisligidagi texnologik jarayonlar 6

2. Gibridomalar texnologiyasi 6

3. Monoklonal antitelolar olish 6

4. Gen muxandisligi yordamida noyob oqsillarni sintezlash 6

5. F Fermentlar yordamida organik moddalar sintezi va stereoizomerlar olinishi

6

6. Immobilangan fermentlar ishtirokida bioyoqilg’I olish 6

7. Azot bog’lovchi o’simliklarni gen muhandisligi yordamida yaratish 6

8. Viruslarni gen muxandisligida qo’llanishi 6

9. Atrof-muhitni saqlashda biotexnologiyani roli 6

10. Noan’anaviy usulda yoqilg’i olish texnalogiyasi 6

11. Fermentlar yordamida aminokislotalar sintezi 6

12. Immunoenzim tahlilning geterogen usuli 6

13. Transgen hayvonlar olinishi 6

14. Mikroorganizimlar yordamida trasgen oqsillar olish tehnologiyalari 6

15. Biotexnologiya usullarni kimyoviy reaksiyalarda qo’llash 6

16. Bioetanol olish texnologiyasi 4

17. Vodorod olish texnologiyasi 4

18. B Biosensorlar 4

19. Bioelektronika 4

20. Immunoenzim tahlilning gomogen usuli 4

Jami 98

Izoh: Mustaqil ta’lim soatlari hajmlaridan kelib chiqqan holda ishchi dasturda mazkur

mavzular ichidan mustaqil ta’lim mavzulari shakllantiriladi.

III. GLOSSARIY

ENGLISH RUSSKIY O`ZBEK MA'NOSI

aberatsion abberatsii aberatsiyalar xromosoma tuzilishining tashqi yoki ichki

omillar ta`siridagi o`zgarishlar.

Agaroza agaroza agaroza dengiz suvo’tlaridan olinadigan polisaharid; elektroforez

va xromotografiyada gelli muhit sifatida foydalaniladi

antigen antigen antigen oranizm uchun genetik jihatdan yot bo`lgan modda.

adaptatsion adaptatsiya adaptatsiya moslanish, organizmlarning evolyutsiya

jarayonida yuzaga kelgan yashash sharoitiga moslashuvi

antibiotik antibiotik antibiotik mikroorganizmlar hayot faoliyati davomida

hosil bo’ladigan kimyoviy moddalar, juda oz miqdori ham boshqa mikroorganizmlarga zaharli

ta’sir ko’rsatadi.

antikodon antikodon antikodon t- rnk dagi uchta nukleotidi bo`lib, ular

oqsil biosintezida i rnk nukleotidi (kodon) komplementarlik asosida o`zaro

juftlashadigan qisn.

biogenezic biogenez biogenez tirik organizmlar tomonidan organik

birikmalarning hosil bo’lishi

biotecnology biotexnologiya Biotexnologiya biologik molekulalar va organizmlarda

foydalanib, odamlar chorva mollari uchun zarur mahsulotklarni ishlab chikarish

texnologiyasi.

vector konstruction vektor konstruktsiya vektor konstruksiya biror ahamiyatga

ega dnk bo`lagi kiritilgan plazmid, virus yoki ko`chib yuruvchi genetik elementklar dnk

molekulasi.

Virous virusi viruslar bakteriofaglar- hayotni hujayrasiz shakillari.

duplikatsion dupliktsiya duplikatsiya ikki hissa ko`payish, gen yoki

xromosomalar qayta tuzilishining bir turi.

Zigota zigota zigota erkak va urg`ochi gametalarining qo`shilishidan, ya`ni

urug`lanish natijasida hosil bo`ladigan hujayra

zigonema zigonema zigonema meyoz bo’linishini profaza ining bosqichi

bu bosqichta gamologik xromosoma kon`yugatsiyalanadi, ya’ni juftlashadi

idiogramma idiogramma idiogramma xromosomalarning morfologik belgilar

uzunligi, eni , sentromerini joylanishi,hamda geteroxromotik, euxromatini

taqsimlanishiga qakab tuzilgan grafik tasvimi

identifikatsion– identifikatsiya identifikatsiya aynan o’xshatish,

tenglashtirish, modda yoki mikroorganizmlar turi va xillarini aniqlashga qaratilgan

tadqiqotlar turi

induksion induktsiya induksiya

ferment sintezi, faglar rivojlanishi va mututsiyaga o’xshagan biorlogik

jarayonlarni harakatga tushirish

inbriding inbriding inbriding chetdan uruglanadigan o`simliklar va

hayvonlarni o`zini o`zi bilan chatishtirish ya`ni yaqin qarindoshlarni chatishtirish

indutor induktor induktor oksil boisintezida ishtrok etadigan past

molekulali modda

intron intron intron rnkning irsiy ahborotga ega bo`lmagan ayrim qisimlari

intersiya intersiya insersiya dnk molekulasining ayrim bo`lagini

genomning ma`lum joylariga kirishi

Clon klon klon 1 formani jinsiz ko`paytirishdan hosil bo`lgan avlodlar

yig`indisi.

cosendence koinsendensiya koinsendensiya interferensiyani namoyon bo`lish

darajasini ko`rsatkichi

lizaga ligaza ligaza atf energiyasi hisobiga har xil molekulalararo o`zaro

biriktiruvchi fermenti

liniya liniya liniya o`zini o`zi bilan chatishtirish natijasida vujudga keladigan

genotip jixatdan bir xil bo`lgan organizmlar

Locus lokus lokus xromosomani genetik haritasida u yoki bu genning joylashgan o`rni

letalicheskiy gen letal gen embrionni, organizmlarni (ayniqsa

gomozigita holatda) nobud kiladigan gen

marker (dnk) marker (dnk) marker (dnk) elektroforez gelida fragmentlar o’lchamini

aniqlashda foydalaniladigan ma’lum o’lchamdagi dnk fragmenti

morfogenezis

morfogenez morfogenez

organ (organogenez), to’qima (gistogenez) va hujayralarning (sitogenez yoki

hujayralarning differensiyalanishi) shaqillanish jarayoni organizmlarning rivojlanishi

jarayonida tizimlarning tabaqalanishi.

modifikatsion modifikatsiya modifikatsiya mikroorganizmlarning fenotipik o’zgarishi,

ya’ni hujayralarning genetik apparatlariga aloqador bo’lmagan o’zgarishlar

plazmogenes plazmogeni plazmogenlar ona organizm orqali irsiylanadigan genlar

plazmid plazmida plazmida xromosomadan tashqarida joylashgan o`z o`zini

repliksatiya qila oladigan nihoyata kichik xalqali dnk molekulasi

retro virus retro virusi retro viruslar rnkga ega viruslar. uning kopayishi rnk

orqali qo`sh zanjirli dnk sinteziga asoslanadi

terminator terminator terminator oksil biosintezini tugallanganligini

bildiruvchi tripled

tranzit tranzittsiya tranzinsiya bir purinning ikkinchi puring, bir

pitimmidinni ikkinchi pirimiddin bilan almashinishi bilan bog`liq gen mutatsiyasi

transgenic plant transgenniy rasteniy transgen o`simlik yot genni o`simlik

hujayrasiga kiritib undan sun`iy sharoyitda olingan yangi xususiyatli o`simlik

the transmissible plasma transmissi

blnie plazmidi transmissibl plazmida hujayra xromosomalar tarkibiga rekombinatsiyala

oladigan plazmidalar

transposons tronspozoni transpozonlar genomdan o`zini qirqib genomning boshqa

joyiga ko`chib o`tadigan genlar majmuasi

transformation transformattsiya transformatsiya bir bakteriya dnk bo`lagini

ikkinchi bakteriya genomiga funksional faol holatda ko`chib o`tishi tufayli undagi belgi-

xossasini o`zgarishi

transmission transduktsiya transduksiya xromosoma qisimlarining bitta bakteriya

hujayrasidan boshqasiga fag ishtirokida o`tib qolishi

transcription transkrip

siya transkripsiya dnk- matritsasi asosida rnkni sintezlanishi

broadcast translyattsiya translyatsiya rnk dagi irsiy axborotni oqsil tuzilishiga

o`tkazish

fags fagi faglar faqat maxsus xo`jayin- bakteriyalar hujayralarida ko`pay oladigan

filtrlanuvchi viruslar guruxi

endonukleaza

endonukleaza endonukleaza

fosfodiefir bog’larini parchalovchi fermentlar

in vitro in vitro

in vitro

tirik materialni probirkada sun’iy oziqa muhitlarda steril sharoitda o’stirish.

in vivo in vivo in vivo tirik materialni tabiiy sharoitda o’stirish

IV. 3 TARQATMA MATERIALLAR

Glyukooksidaza fermanti haqida umumiy ma’lumot.

Glyukozooksidaza (D-glyukoza-1-oksidaza) oksidlovchi ferment bo’lib ?-D-glyukozani

glyukon-1,5-laktongacha oksidlaydi va doimiy gidroliz natijasida glyukon kislotaga

aylantiradi. Buning natijasida H2O2 ajralib chiqadi. Xalqaro nomenklatura bo’yicha

glyukozooksidaza oksireduktazalar sifi, alkogoloksireduktazalar sinfchasiga kiradi.

Glyukozooksidazaning katalitil jarayon mexanizmi tadqiqotchilar timonidan o’rganilganda

?-D-glyukozaning glyukozooksidaza fermenti tasirida oksidlanish jarayoni umumiy jarayon

sifatida ikkiga bo’ligan.

1-jarayon. ?-D-glyukoza O2 bilan reaksitaga kirishadi va ?-glyukonolaktonga aylanadi.

2-jarayon. Ferment ishtirokisiz amalga oshadi. ?-glyukonolokton suv ishtirokida glyukon

kislotaga aylanadi.

Glyukozooksidaza boshqa flavinli fermentlar singari substratning molekulyar kislorodni

oksidlashini katalizlamaydi, buning o’rniga H+ atomlarini FAD ishtirokida ko’chib

o’tishini taminlaydi, qaysiki fermentning prostetik guruxlari xisobiga.

?-D-Glyukoza+ FAD>?-Glyukonolakton+FADN2

FADN2 + O2> FAD + N2O2

Sxemadan ko’rinib turibdiki 2 atom vodorod fermentning flavon gruppasiga ko’chadi,shundan

keyin molekulyar kislorod o’tadi.Glyukozooksidaza o’zida (2ta FAD) prostetik guruxi va

glyukopriteid tutuvchi murakkab fermant. Mikroorganizmlarning

glyukozooksidazasi bir qancha umumiyliklarga ega A.nigerdan ajratib olingan

glyukozooksidazani tarkibida asparagin, va glyutamin kislotalar, gistidin va alanin

shuningdek sistein, metionin, triptofanni o’zida saqlashi aniqlangan. Glyukozooksidazaning

o’rtacha molekulyar massasi 130kDa dan 175kDa gacha . Bu ferment ? anomer-D-glyukozaga

nisbattan yuqori spetsifiklikka ega xisoblanadi.

Glyukozooksidazani ingibirlivchi moddalar xlormerkuriybenzoat, Ag+ Hg2+,Cu2+

gidrooksilami, gidrazin, fenilgidrazin,dimedon va natriy benzoat. 1968 yilda Nakamura va

Fudjiki olib brogan izlanishlarida A.niger va P.amagasakiense larni o’zaro taqqoslab

molekulyar massasi 152-150 kDa ekanligini aytib o’tishdi. Bu ikki oilada uglevod

xosilalari bo’lgan; glyukoza, mannoza, va geksoza bir xilda ekanligini, A. nigerdagi

glyukozooksidazaning tarkibida mannoza va geksoza ko’proq bo’lsa, P.amagasakiense da esa

glyukoza nisbatan kamroq ekan. A.nigerda uglevodlarning umumiy miqdori 16%

P.amagasakienseda 11% ni tashlik etadi. Ikkala organizmdagi ferment shuni ko’rsatdiki

P.amagasakiense ga qaragan da A.nigerda gistidin, arginine, tirozin ko’proq, lizin,

arginin, fenilalanin kamroq bo’lar ekan. A.niger va P.amagasakiense dagi

glyukozooksidazaning optimal nuqtasi 3,6-6,5 va 4-5,5 xisoblanadi.

Glyukozooksidazanining qo’llanish soxalari.

Glyukozooksidaza oxirgi yillarda xojalik soxasida muhum ahamiyat kasb etmoqda. Xususan ;

kimyo, farmaseftika, oziq-ovqat ishlab chiqarish, ichimlik maxsulotlari tayyorlash,

tibbiyot kimyosi, biotexnologiya va shu kabi ko’plab soxalarda qo’llanilmoqda. Bu

fermentning tan narxining pastligi va turg’unligi sababli glyukozani aniqlashda

foydalanilmoqda. Diabet kasalligini aniqlashda qon tarkibidagi glyukozani nazorat qilishda

biosensor sifatida ishlatilyapti. Oziq-ovqat maxsulotlarini konservalash va rang beruvchi

stabillizator sifatida keng qo’llanilmoqda.

• Glyukozooksidaza oziq-ovqat va ichimliklar qo’shimchasi sifatida.

Glyukozooksidazani oziq –ovqat maxsulotlari va ichimliklarning yaroqlilik muddatini

uzaytirish maqsadida, ular tarkibidagi glyukoza qoldiqlari va kislorodni yo’qotish

maqsadida ishlatilib kelinmoqda. Fermentative kataliz jarayonida N2O2 bakteriotsitlik

xususiyatini yaxshi namoyon qiladi. Ikkinchi kataliz jarayonida N2O2 kislorod va suvga

ajraladi. Bu jarayondagi glyukozooksidazadan tuxum kukuni olinadi, buning natijasida

digidrodatsiya jarayonida xiralashish (loyqalanish) sodir bo’ladi. Mayer reaksiyasi

asosida oziq-ovqat sanoatida non maxsulotlarining xususiyatlarining yaxshilashiga olib

keladi.

Shu bilan birga glyukozooksidazani ichimliklar idishining yuqori qismidagi kislorodni

chiqarishda og’zini yopishdan oldin foydalaniladi. Meva pyuresi va ularni saqlash uchun

qayta ishlashda, fafermentlashgan loyqalanishni nazorat qilishda glyukozooksidaza/katalaza

sistemasi qo’llaniladi. Fermentative sistemada kislorodning so’rilish xolatini

turg’unlashtiradi. Bundan tashqari glyukozooksidaza tam va rangini yoqolmasligini

ta’minlaydi va xattoki konservalangan meva maxsulotlarini , gazlangan ichimliklarda ,

oziq-ovqat maxsulotlaridan kislorodni yo’qotish yo’li bilan turg’unligini ta’minlaydi.

Misol uchun mayonez va vino maxsulotlarida sodir bo’ladigan rang o’zgarishlarini

yo’qotadi. GOD/CAT ferment sistemalaridan foydalanib mayonez maxsulotlarining oksidlanish

jarayonlarini 5-25C0 oralig’ida sekinlashtiradi. Glyukozooksidaza fermenti miqdorini

oziq-ovqat maxsulotlariga qo’shishda aniq bir o’lchamda olish kerak, aks holda fermentning

ortiqcha holatda qo’shilishi nojo’ya ta’sir etadi.

• Glyukozooksidazadan tarkibida kam alkogol tutuvchi vino maxsulotlarida

qo’llanilishi.

Vino ishlab chiqarish sanoatida glyukozooksidaza alohida ahamiyatga ega, chunki

glyukozooksidaza vino tarkibidagi alkogollik xususiyatiga o’tuvchi glyukozaning bazi (

oraliq maxsulot sifatida ?-glyukon-1,5-lakton) qismini olib tashlaydi,sababi bijg’ish

jarayonida ko’p xosil bo’ladigan, alkagollik xususiyatlarini kamaytiradi. Tajribalar shuni

ko’rsatdiki glyukozooksidaza vino tarkibidagi alkogol miqdorini 2% gacha kamaytiradi.

Bundan tashqari glyukozooksidaza vino hosilasini ingibirlovchi bakteryatsitlik

hususiyatini namoyon qiladi, buni fermentativ jarayonda bakteryalardagi sut kislotasi va

chumoli kislotasi ko’rsatadi. Fermentning bakteryatsitlik xususiyati, konservantlardan

kamroq foydalanishni taminlaydi.

• Glyukozooksidazadan og’iz bo’shlig’i gigienasida foydalanish.

Og’iz bo’shlig’i parvarishida glyukozooksidaza va laktoperoksidazaning antibiotiklik

hususiyati bo’lgani uchun ishlatish mumkin. Glyukozooksidaza xosil qilgan vodorod peroksid

tishlarni zararlovchi streptakoklarga qarshi bakteriotsitlik xususiyatini namoyon qiladi.

• Glyukon kislota ishlab chiqarishda. Glyukozooksidaza glyukon kislota olishning

asosiy manbai bo’lib hizmat qiladi. Glyukon kislotasi ozuqa qo’shimchasi sifatida

qo’llaniladi. Oziq-ovqat ishlab chiqarishda kislotalik muhitni nazorat qiluvchi sifatida

foydalaniladi. Uning tuzi dori moddalar tarkibiga kiritiladi, shu bilan birga glyukon

kislota metallarni yengil oksidlashda va teri sanoatida qo’llaniladi.

Rekombinant glyukozooksidaza olish.

Yuqoridagi bo’limlarda aytib o’tilgandek, zamburug’lar glyukozooksidazasi gomodemir, 150-

155 kDa atrofida. Kofaktor sifatida kovalent bo’lmagan 2 ta mustahkam bog’ hosil qiladi va

uglevod miqdorini o’rtacha 11-13%ini tashkil qiladi. Uni ishlab chiqarishda bir qancha

muammolar kelib chiqmoqda, xususan huddi katalaza singari bir vaqtning o’zida boshqa

fermentlarning xosil bo’lishida yoki maxsuldorlikni past bo’lishiga olib kelmoqda. Bu

muommolarni bartaraf etish uchun fermentni ajratib olishda genetik modifikatsiyalangan,

mikroorganizmlardan foydalanilmoqda. Biotexnologiyada foydali xususiyatge ega maxsus

qo’llaniladigan glyukozooksidazaning yangi formalariga qiziqish kata, fermentning

xususiyatlarini yaxshilash maqsadida oqsallar muxandisligi yo’li bilan A.nigerning

glyukozooksidaza fermentini saqlovchi genini Kristal strukturasi o’rganildi. Malherbe

2003 yilda A.nigerdagi glyukozooksidazani kodlovchi genini S.cerevisiae ga transformatsiya

qildi, chunki bakteryaning fermentatsiya jarayonida chumoli va sirka kisllotasi ishlab

chiqarilishini to’xtatish maqsadida.ular past konsentrlangan alkogol tutuvchi S.cerevisiae

ning maxsus shtammlarini yaratishdi. Transfofmatsiya qilingan achitqilarning antimikroblik

faolligi tekshirildi va bu xususiyat glyukozooksidazaning fermentatsiya jarayonida hosil

bo’ladigan vodorod peroksid xisobiga amalga oshadi. Glyukozaning glyukozooksidaza

sababli( glyukon-1,5-lakton, glyukon kislota) alkogolmiqdorini 1,8-2 % ga kamayishiga

olib keladi. Glyukozooksidazani geterologik ishlab chiqarishda yuqori samarali ishlab

chiqarish sistemasi sifatida Hansenulapolumorpha va S.cerevisiae kabi achitqilar

foydalanildi. Keyingi izlanishlar shuni ko’rsatdiki yuqorida keltirilgan achitqilardan

foydalanish bir qancha jiddiy cheklovlar keltirib chiqardi. E.coli va S.cerevisiae ga

ekspressiya qilingan recombinant glyukooksidaza doimiy cheklovlarga ega bo’ldi va

E.colining recombinant oqsilining 60% I nofaol holatda edi. S.cerevisiae ga

ekspressiyalangan glyukooksidaza giperglikozirlangandi. Bu xolatda fermentning substrat

bilan bog’lanishi pasayadi va katalitik faolligi susayadi. 2006-yilda Krognali va bir

qancha olimlar o’zida metal tutuvchi achitqi Pichiapastoris dan P.variable uchun

rekombinant glyukooksidazani ekspressiyalanovchi xo’kayin sifatida foydalandi.

Seleksiyada katta masshtabda ishlab chiqarishdagi asosiy shtamm bo’ldi. Fermentyorga

P.variable kulturalangan holatda qulay muhitga glyukooksidazaning 50mol/l xajmda solinadi,

natijada maxsulot xajmi tort barobar oshadi. Kriechbaun va boshqalar A.niger shtammini

5’-3’ flankirlangan qismida glyukozooksidaza genini klonlashgan va sekvensiya qilishgan.

Shu bilan birga DNK zanjirida glyukookzidazani kodlovchi nukleotidlar ketma-ketligini

o’rganib chiqishdi. Achitqilar yuqori eukariotlar bilan bog’liq xolda ko’plab

posttranslyatsion modifikatsiyalarni bajarishda muxim ahamyatga ega,bu bog’liqlik yuqori

eukariotlar sifatida signal beruvchi ketme-ketliklarga ishlov berish-folding-disulfid

ko’priklar va glikozirlangan -O,-N hosil qiladi.

Achitqilar kulturak muxitda ma’lum tuzlar bo’lishini talab qiladi, bu ularni ishlab

chiqarishda samaradorlik bilan foydalanishga olib keladi Rekombinant achitqilarga

ekspressiyalangan plazmidalar Fredirik tomonidan 1990 yilda konstruksiyalangan. Ular

tarkibida gibrid achitqilarda alkogoldegidrogenaza, ;promoter II-glitseraldigid-3-fosfat

degidrogenaza, achitqilarning alfa faktor feramon ketma-ketliklari va glyukooksidazaning

kodlar ketma-ketligi mavjud. Ushbu plazmidalarni achitqilarga transformatsiya qilinganda

75-450 mkg faol glyukooksidaza ajratib olindi. Tajriba natijasida olingan fermentni taxlil

qilinishidan ma’lum bo’ldiki A.niger oqsiliga nisbattan spetsifik faollikga ega.

Biosensorlar haqida ma’lumot

O’ta kam miqdordagi gazsimon suyuq va qattiq moddalarni aniqlash qobiliyatiga ega

bo’lgan,yuqori sezgir biologik tabiatli,sun’iy elementlar biosensorlar deb ataladi.Ulardan

sog’liqni saqlash, tabiatni muhofaza qilish qishloq xo’jaligi va sanoat ishlab

chiqarishlarida analitik datchik uskunalar sifatida foydalaniladi.

Biosensorlar-biologik molekulalarning yuqori darajadagi tanlash (ajratish) va sezgirlik

bilan boshqa moddalarni aniqlash va yangi xususiyatlar namoyon qilishga olib kelib

kompleks hosil qilish xususiyatlariga asoslanadi.

Madomiki, tirik tabiatda biomolekulalar son-sanoqsiz va ulardan juda ko’plari moddalarni

aniqlash ,tanlash xususiyatiga egadir.Bu esa biosensorlarning bitmas -tuganmas

manbalaridan unumli foydalanish imkoniyatini yaratadi.Birinchi biosensorlar Amerikalik

olimlar L.Klark va X.Lionslar tomonidan 1962 yilda taklif etilgan edi va shundan keyin

ulardan ommaviy foydalana boshlandi.Biosensorlardan medisinada va kimyoviy texnologiyada

moddalarni keng miqyosda aniqlashga qo’llanila boshlandi.Masalan uglevodlar, mochevina,

kratinin, laktat, spirt, askorbat, aspirin, aminokislotalar va ko’pgina boshqa moddalar

miqdorini o’ta aniqlik bilan o’lchash uchun biosensorlardan foydalanib kelinmoqda.

Hozirgi vaqtda biosensorlardan gazlar va yengil uchuvchan maxsulotlarni aniqlashda

foydalanishni sano’at miqyosida ishlatish usullari amaliyotga tadbiq etildi.

Biosensorlarni asosiy biotexnologik elementi sifatida ko’pincha turli xil fermentlardan

foydalaniladi. Elektrokimyoviy ,kolormetrik va optic biosensorlar ishlab chiqarishda

xususan glyukooksidaza , laktooksidaza , peroksidaza , uriaza , C sitoxrom fermentlari

ishlatilmoqda.

Gazli fazada biosensorlarda formaldegidgidrogenazalar ( formaldegid juftini aniqlash uchun

) va xolinesterazalardan (fosforo organic pestidsidlarni aniqlash uchun) muvofaqiyqtli

qo’llanilmoqda. Keyingi vaqtda biotexnologiyaning bu sohasida asosiy o’rinlardan birini

biosensorlarning yangi avlodi immunosensorlar egallay boshladi Biosensorlarning- biologik

retseptorlarning turli xil elektrodlar birikmalarini yaratish katta istiqbolli va yangi

yo’nalishdir.

Bozorda (sabzvot va mevalar tarkibidagi nitrat, nitrit

va xilma-xil ximikatlarni aniqlash uchun ) biosensorlarga talab kundan-kunga uzluksiz

ortib bormoqda, bunga quyidagi ko’rsatkichlar guvohlik beradi 1986-yilning o’zidagina AQSH

va biosensorlar ishlab chiqarib chiqarish umumiy miqdori 14,4 mln. Dollarni tashkil

tashkil etgan bo’lsa, 1991-yilga kelib esa 365 mln .dollarni tashkil etganligi qayd

etilgan . Mutaxasislar ta’kidlashlaricha bu usulda foydalanish Yaponiya va Yevropa

davlatlarida ham keng tarqalmoqda .

Rossiya Fanlar Akademiyasi biologik fizika institutida ishlab chiqarilgan

bioaniqlagich o’ta sezgir va universal uskunalardan biri hisoblanadi .Uning yordamida

globallardagi o’zgarishlarni 10-3mm gacha aniqlash mumkin.Oqsil molekulalaridagi

konformasion o’zgarishlar xarakteri va o’lchamini aniqlash va maxsulotlardagi erima

holidagi substratlar , ingibitorlar va boshqa spesifik ligantlarni aniqlash maqsadida

bioaniqlagichlarning turli xil variantlarini yaratish mumkin . Aniqlagichlarni

konstruksiya qilishning boshqa yo’nalishi biolyuminessensiyalarni qo’llashdir.Shuningdek

maxsus fermentlar yordamida substratlarning kattalik oksidlanish jarayonida paydo

bo’ladigan kvant nurlarni ajratish asosida taratilgan o’ta sezgir uskunalardan foydalanish

ham o’z natijalarini ko’rsatgan.

Bunday reaksiyalarda ishtirok etuvchi substratlar lyusferinlar fermentlar esa

lyusferiza degan nom olgan. Biolyuminessin-X- maxsulot,spesifik o’xshashlik namoyon

qiluvchi lyusferaza esa ishchi tana bo’lib xizmat qiladi.Bu reaksiyalarda to’g’ri yoki

egri yo’l bilan ishtirok etadi .Reaksiya natijasida namoyon bo’lgan intensive

o’zgarishlarni registratsiya qiladi.

Aniqlagichlarni ferment substratlari bog’lanish marknazidan ma’lum o’ziga xos bo’lgan

maxsulotlarni siqib chiqarish nizmidan foydalanib yaratish mumkin.Mexanik-kimyoviy va

biolyuminessentli aniqlagichlarni yaratish uchun, bundan tashqari reseptorli oqsil

,transportli va deponirlanadigan oqsil, antitelo va antigenlar ham qo’llanilishi mumkin.

Bioaniqlagichlar yaratish sohasidagi yangi yo’nalishlardan biri immun elektrodlar

hisoblanadi. Masalan odamning xorionik gonadotroinini aniqlash uchun immunli elektrodlar

yaratilgan.

Bioaniqlagichlarning qo’llaniladiganlariga bir necha misollar bor. Foygalanadigan

biologic agentning tabiatini keng miqyosda aniqlashda bioaniqlagichlarning mo’tadilligi

14-30 kunni tashkil etadi, fermentli sensorlar uchun mo’tadillik esa bir qadar keng

intervalda o’zgarib turadi.

Masalan ba’zi hollarda glutaminazalar va glutamatdegidrogenazalar 2 sutkada alkogol

oksidazalar va uriazalar uchun sutkani tashkil etadi.

Biologiyada analitik amaliyotda biologik mikro qurilmalar -sog’liqni saqlashda

,veterenariyada ,qishloq xo’jaligida va atrof muhitni muxofaz qilishda biokimyoviy

tahlillar hatto eng kichik professional darajada bo’lganida ham qo’llanilishi mumkin .

Diabet kasalligini tekshirish uchun glyukoza biosensori.

Diabet kasalligi bilan kasallangan bemorlar qoni tarkibidagi shakar miqdorini nazoratda

tutish uchun qondagiglyukozaning o’zgarishini kuzatib borish shart, aks holda bu

giperklikemiya (qon tarkibida glyukozaning ortib ketishi) yoki gipoklikimiya ( qon

tarkibida glyukoza miqdorining kamayishi) olib kelishi mumkun. Buni hozirgi vaqtda kuniga

bir necha marotaba barmoqdan taxlil uchun qon olish bilan nazorat qilib turiladi. Qondagi

qand miqdorini o’lchash maqsadida biosensorlar ishlab chiqilmoqda. Biosensorlar sifatida

qo’llaniladigan fermentlardan biri glyukozooksidaza xisoblanadi. Chunki bu ferment

elektronllarni faqatgin akislorodga emas, balki metallarga ham o’tkazadi. Biosensorlarni

bundan tashqari flyurosentsiyaning tasirchan o’lchoviga asoslangan bo’lib, bu esa ichki

FAD glyukooksidazaning o’zgarishini nazorat qilib turadi.

Yoqilg’i elementlar. Bioelektron uskunalar, ishlash jarayonida uncha kata bo’lmagan

energiya manbaiga muxtoj bo’ladi. Yoqilg’i elementlari biokimyoviy energiyani elektr

energiyasiga aylantiradi, bu jarayonda biokatalizdan foydalaniladi. Masalan glyukooksidaza

va mikroperoksidaza-8 katod sifatida ishlatiladi. Yoqilg’i bo’limchalari ikkita

elektroddan( stabil va to’k otkazuvchi material), modifikatsiyalangan fermentlardan esa

subsrtretni oksidlashda qo’llaniladi. Implantatsiya dizaynida qo’llaniladigan yo’llardan

biri turli xil funksiyadagi glyukooksidaza yoki glyukooksidegidrogenaza dan anod sifatida

qo’llab membranasiz va issiqlik elementlariga to’g’ri keladigan kislotalik muxitiga

ko’chirib o’tkazishdan iborat. Glyukooksidazaning biokimyoviy va kinetik hususiyatlari

yaxshi o’rganilgan, glyukooksidazaning polielektrolitlar va polielektrolit yuzada kompleks

xosil qilish o’rganilmagan bir payitda turli xil faktorlarning fermentda masofaviy va

konfarmatsion o’zgarishlari haqida yetarlicha malumotlar yo’q. Bu izlanishlarning

ahamiyati biosensor sifatida qo’llaniladigan fermentning ta’sirchanligini va turg’un

xolatini ko’rsatib berishdan iborat.

Bu ishlarda flurotsent spektroskopiya va mikrokolorimetr metodlaridan foydalanib

glyukooksidazaning polielektrolit bilan bog’lanishida konformatsion o’zgarishlar va

termostabilligi o’rganildi. Glyukooksidazaning kinetik hususiyatlari orqali shu narsa

aniqlandiki: amperometrik metod orqali kislorodning konsentratsiyasi pasayishi fermentativ

oksidlanish reaksiyasida qayd etildi.

Olib borilgan izlanishlardan so’ng; ferment-polielektrolit (PAH yoki PSS) kompleksida

kapsula ichida (PSS-PAH-PSS yoki PAH-PSS-PAH)elektrostatik bog’lanish hisobiga

shakllanadi.

IV. 4 TESTLAR

№ test topshirig’i a v s d

fermentlarni immobilizatsiya qilish usullari necha guruhga bo’linadi *2 3 4

5

fermentlar qanday usullarda immobilizatsiya qilinadi ? *kimyoviy, fizikaviy biologik,

kimyoviy biologik, kimyoviy, fizikaviy mikrobiologik fiziologik

biror genni hujayraga kiritish uchun qaysi bakteriyaning hujayrasidagi plazmiddan

foydalaniladi? *agrobakterium

tuganak sut kislotasi.

sirka kislotasi

gibridlanayotgan xujayralar sifatida gametalar emas, balki protoplastlar

olinadigan o’simliklar tanasining xujayralari qatnashadi. *somatik

reproduktiv ikkalasi xam jinsiy

suyuq oziq muhitda o’stirilgan o’simlik xujayralari kulturalari nima deb ataladi?

*suspezon kultura qattiq kultura suyuq kultura engil kul`tura

“er malxami” biopreparatini yaratgan olim *q.d.davronov a.g. xolmurodov

j.toshpo’latov m.i. mavloniy

1975 yili ingliz olimlari keler va milshteyn... *sun’iy sharoitda antitelo

sintezlovchi limfotsit hujayrasi bilan cheksiz bo’linuvchi rak hujayrasini bir-biriga

qo’shish natijasida tabiatda uchramaydigan gib¬rid hujayra yaratdi tirik

organizmlardan foydalanib, ular yordamida mahsulotlar olishga erishdi gerbitsidga

chidamli bo’lgan transgen g’o’za liniyalari olingan g’o’zaning gullashini

boshqaradigan hamda paxta tolasining uzunligini belgilaydigan genlar guruhini aqsh

olimlari bilan hamkorlikda ilk bor ajratib oldi

e.coli yordamida inson insulinini qachon ishlab chiqarilgan? *1978 1983

1990 1997

avtonom plazmidlariga xos

xususiyatlarni aniqlang.

1) asosiy xromasomaga birikadi.

2) asosiy xromasomaga birika olmaydi .

3) o’z-o’zini replikatsiya qiladi .

4) o’z - o’zini replikatsiya qilolmaydi .

5) nasldan-naslga o’tadi. *2,3 1,4 1,3 4,5

agar sterill sharoitlarda ekish uchun mo’ljallangan eksplantda ichki infektsiya

mavjud bo’lsa, qanday chora ko’riladi? 1.distillangan suvda yuviladi 2.spirt eritmasiga

botirib qo’yiladi 3.natriy gipoxlorid eritmasi bilan ishlov beriladi 4.antibiotiklar bilan

ishlov beriladi 5.fermentlar bilan ishlov beriladi *1,2,3,4 1,3,5 .4,5

1,3

agrobakteriyaning turi o’simlikni zararlantiradi. zararlangan o’simlik tanasida

nima hosil bo’ladi ? * hujayralar pala partish bo’linishi natijasida shish o’simlik

hujayrasi genomining o’zgarishidan tanasi rangsizlanadi o’simlik hujayrasi genomining

o’zgarishidan tanasida oq dog’lar o’simlik hujayrasi bo’linishi natijasida ma’lum

bir programma bo’yicha rivojlanmaydigan hujayralar to’plami

ajratilgan meristemalarni kulturalash va ularni mikroko’paytirishda xonalarning

yoritilish darajasi qanday bo’lishi kerak? 3000-10000 lk 2000-8000 lk 1000-2000

lk 30000-50000 lk

akademik j. x. xamidov rahbarligida gen injeneriyasi usulidan foydalangan holda

qanday ishlar amalga oshirildi ? * quyon zigotasiga o’sish gormoni geni kiritildi

va odatdagiga qaraganda yirik hamda tez o’suvchi transgen quyon olindi tirik

organizmlardan foydalanib, ular yordamida mahsulotlar olishga erishdi gerbitsidga

chidamli bo’lgan transgen g’o’za liniyalari olingan g’o’zaning gullashini

boshqaradigan hamda paxta tolasining uzunligini belgilaydigan genlar guruhini aqsh

olimlari bilan hamkorlikda ilk bor ajratib oldi

antibiotiklarni parchalovchi genlar bir plazmiddan ikkinchisiga nima orqali

o’tadi? *transpozonlar.

restirktazalar gibritatsiya endonukleazalar .

antigen ta’sirida v-limfotsitlardan qanday xujayralar rivojlanadi? *plazmatik

somatik jinsiy limfoblast

antigen ta’sirida t-limfotsitlardan qanday xujayralar rivojlanadi?

*limfoblast plazmatik somatik jinsiy

bakteriya xromasomasiga o’rnashagan fag genomi nima deyiladi? *profag marker gen

operon promotor

bakteriya xujayralariga dnk necha usulda kiritiladi *2 8 6 4

bakteriyalardan olinadigan endopatogen preparatlarni ayting

*dendrobatsillin,toksobakterin,insektin boverin virin-ensh, virin-eks virin-ensh,

boverin

begona gen va boshqa irsiq belglarni tashuvchi materiallarni mikroorganizmlar,

o’simlik va xayvon xujayralariga o’tkazish, yangi belgi va xususiyatli transgen

o’simliklarni olish biotexnalogiyaning qaysi qismida o’rganiladi. sanoat

biotexnalogiyasi hujayra injinerligi *gen injinerligi xayvonlar

biotexnalogiyasi

biologiya fanlari doktori r.s.muxamedov va v.irisboevalar ....

* o’nlab xavfli yuqumli va irsiy kasalliklari gen injeneriyasi yordamida tashxis

qo’yish biotexnologiyasini yaratib amaliyotga tadbiq etdilar sun’iy sharoitda antitelo

sintezlovchi limfotsit hujayrasi bilan cheksiz bo’linuvchi rak hujayrasini bir-biriga

qo’shish natijasida tabiatda uchramaydigan gib¬rid hujayra yaratdilar tirik

organizmlardan foydalanib, ular yordamida mahsulotlar olishga erishdilar g’o’zaning

gullashini boshqaradigan hamda paxta tolasining uzunligini belgilaydigan genlar guruhini

aqsh olimlari bilan hamkorlikda ilk bor ajratib oldilar

biotexalogiya soxasida o’zbekistonda birinchi ish olib borgan olim *a.g.

xolmurodov q.d.davronov j.toshpo’latov m.i. mavloniy

biotexnalogiya necha qismga bo’linadi? *3 4 2 6

biotexnalogiya terminini fanga qaysi olim kiritgan? *karl ereki uotson va

krik enish lederberg

biotexnalogiyaning asosiy ob’ektlari va uning qo’lanishi mumkin bo’lgan soxalar

qaysi qismda o’rganiladi. *sanoat biotexnalogiyasi hujayra injinerligi

gen injinerligi xayvonlar biotexnalogiyasi

biotexnolgik usullar orqali bug’doyning don sifatini yaxshilashga qanday erishish

mumkin? *al`fa zein geni ketma-ketligiga lizinning qo’shimcha kodlarini kiritish

takomillashgan al`fa zein genini kiritish yangi tripletlar kiritib oqsillarning

aminokislotalar tarkibini o’zgartirish qori molekulyar glyutenin oqsil subbirligining

modifikatsiyalangan genini kiritish

biotexnologik yo’l bilan bir gramm bakterial suspenziyadan qancha insulin olinadi

*0.2 gr 1-2 gr 3-5 gr 10 gr

biotexnologik usulda ikkilamchi sintez moddalar nimadan olinadi ? *sun’iy

ozuqa muhitlarda o’stirilgan kullus to’qimalardan o’simliklarni sun’iy o’stirish

orqali tana xujayralardan o’simliklarni meristemasidan sun’iy ozuqa muhitlarda

o’stirilgan alohida a’zalardan

bir komponentli fermentlar ... dan iborat bo’ladi * oddiy

oqsillar oddiy oqsillar va qo’shimcha guruh murakkab oqsillar murakkab

oqsillar va qo’shimcha guruh

bir tonna ozuqaga 15-20g antibiotikli biovit qo’shilsa xayvonlar og’irligi necha

foizga oshadi *30% 80% 70% 5%

brassinosteroidlarning ko’p miqdorda uchrashi o’simlikda qanday o’zgarishlarga

sabab bo’ladi?1.o’simliklarni bo’yiga o’sishini to’xtatadi 2.atrof-muhitni noqulay

sharoitlarga chidamliligini oshiradi 3.infektsiyalarga chidamliligini oshiradi 4.past yoki

yuqori harorat,qurg’oqchilikka chidamliligini oshiradi 1,2,3,4 1,2,3, 3,4 bug’doy,

suli, raps, sabzi, karam, lavlagi, soya,pomidor

vektorlarni qanday tushunasiz? *genlarni klonlashda foydalaniladigan replikon

geni o’zgartirilgan xujayra kallus to’qima gibrid xujayra

viruslardan olinadigan endopatogen preparatlarni ayting *virin-ensh, virin-eks

boverin dendrobatsillin,toksobakterin,insektin virin-ensh, boverin

gen injeneriyasining asosiy maqsadi to’g’ri ko’rsatilgan qatorni belgilang

*genetik transformatsiya, ya’ni begona gen va boshqa irsiy belgilarni tashuvchi

materiallarni mikroorganizmlar, o’simlik va hayvon hujayralariga o’tkazish, yangi belgi va

xususiyatli transgen organizmlarni olish turli tipdagi foydali mahsulotlarni olish

va ko’paytirish uchun biologik jarayonlardan foydalanish

turli kasalliklarni davolash, diagnostikasi va profilaktikasi uchun yangi biologik

aktiv moddalar va dorivor preparatlarni yaratish yangi belgi xususiyatga ega

bo’lgan o’simlik va hayvonlar yaratish

gen muxandisligi nimani o’rganadi ? *retsipientga yangi belgilarni kiritish va

organizmlarning yangi shakllarini olishni genlarni va ularni tuzilishini genlarni

qirqish va ulash, genlar ustida ishlash xujayrada kechadigan biokimyoviy jarayonlarni

gen muxandisligida qaysi fermentlardan foydalaniladi ? *revertaza, ligaza,

restriktaza amilaza, reduktaza, ligaza oksidoreduktaza

revertaza, ligaza transferaza, reduktaza, ligaza

gen muxandisligida o’simlik xujayralarining qaysi xususiyati hayvon xujayralariga

nisbatan afzal hisoblanadi ? *1 ta xujayrasidan yaxlit o’simlik olish mumkinligi

tez ko’payishi yirik hajmi va bo’linish tezligi reproduktiv xususiyati

genetik injeneriya yordamida ishlab chiqarayotgan gormon *insulin

tiroksin

aminazin; glyukagon

genetik injeneriyada qanday faoliyat olib boriladi * hujayra, xromosoma, gen

darajasida gibrid hujayralar olish yo’li bilan fermentlar, dnk, rnk ishtirokida

hujayralarni qo’shish, xromosomalarni o’zgartirish

genetik modifikatsiyalangan transgen organizmlar bu- *gen muxandis ligi usuli

bilan genomiga begona genlarni kiritish orqali irsiyati o’zgar gan o’simlik, hayvon, mikro

organizm, virus lar organizmlar ning belgi xususiyatlarini ma’lum bir maqsadga tomon

o’zgartirish tirik organizmlar va ularning xujayralaridan sanoat miqiyosida turli

mahsulotlar olish irsiyati o’zgar gan o’simlik, hayvon, mikro organizm, virus lardan

keng foydalanish

genetik regulyator strukturaning birligi, tarkibida 1 yoki bir nechta o’zaro

birikkan struktura, operon va regulyator qismlar genlarini tutishi *operon promotor

profag marker gen

genlar bibliotekasi- *butun genomni tutuvchi klonlangan dnk fragmentlari

to’plami organizmlar ning belgi xususiyatlarini ma’lum bir maqsadga tomon

o’zgartirish irsiyati o’zgar gan o’simlik, hayvon, mikro organizm, virus lardan keng

foydalanish tirik organizmlar va ularning xujayralaridan sanoat miqiyosida turli

mahsulotlar olish

genlar ekspressiyasi... *genda ribonuklein kislota, oqsil va fenotipik

xususiyatlar shaklida yozilgan genetik axborotning yuzaga chiqishi gen muxandis ligi

usuli bilan genomiga begona genlarni kiritish orqali irsiyati o’zgar gan o’simlik, hayvon,

mikro organizm, virus lar organizmlar ning belgi xususiyatlarini ma’lum bir maqsadga

tomon o’zgartirish irsiyati o’zgar gan o’simlik, hayvon, mikro organizm, virus lardan

keng foydalanish

genlarning ajratib olish uchun qaysi usuldan foydalaniladi *biokimyoviy

sistematik duragaylash tsitologik

genning transkriptsiyasi boshlanishi uchun javobgar qism nima deyiladi?

*promotor profag marker gen operon

genoterapiya nimadan iborat? *retsipient genomiga begona genlarni kiritish yoki

biologik ob’ekt genetik sog’lom somatik xujayrani olish yordamida irsiy kasalliklarni

davolash organizmlar ning belgi xususiyatlarini ma’lum bir maqsadga tomon

o’zgartirish irsiyati o’zgar gan o’simlik, hayvon, mikro organizm, virus lardan keng

foydalanish tirik organizmlar va ularning xujayralaridan sanoat miqiyosida turli

mahsulotlar olish

gib¬rid hujayra qanday hosil bo’ladi ?

*sun’iy sharoitda antitelo sintezlovchi limfotsit hujayrasi bilan cheksiz

bo’linuvchi rak hujayrasini bir-biriga qo’shish orqali t-limfotsit xujayralar

yig’indisidan v-limfotsit xujayralar yig’indisidan kallus to’qima bilan rak

xujayralarini bir biriga qo’shish orqali

gibridoma hujayrasi qanday yaratilgan? * limfotsit va rak hujayralarini qo’shish

natijasida t va v limfotsitlar hisobiga immun reaktsiya orqali maxsus limfotsit

hujayralar membranasiga antigen ta’sir ettirib

glyukozaga boy bo’lgan makkajuxori siropi qanday ishlab chiqarilgan?

*immobilizatsiyalangan glyukozoizomeraza fermentidan foydalanib saharozani glyukoza bilan

almashtirib fruktoza miqdori yuqori bo’lgan sirop ishlab chiqarish, ratsiomat

aralashmalari glyukoza izomeraza ingibitorlar ta’sirida

dikaturatsiya - * fermentlarni kayta tuzilishi fermentlarni

stabillashtirish ferment molekulasini buzmasdan uzoq vaqtgacha saqlanib turishini

ta’minlash fermentlar yuzasida yupka plenka xosil kilish

dnk ligaza - * qo’shni nukleotidlar orasidagi fosfodiefir bog’larini tiklash

orqali dnk bo’laklarini bog’laydi nuklein kislotalar molekulalari gidrolizi

reaktsiyalarini katalizlovchi fermentlarning yirik guruhi komplementar

nukleotidlarni biriktirish yo’li bilan dnk zanjirini uzaytirish xususiyatiga egadir

dnk molekulasini yopishqoq uchlar hosil qilib kesadi

dnk molekulasini tuzilishini aniqlagan olimlar *uotson va krik enish karl ereki

lederberg

dnk polimerazalar * komplementar nukleotidlarni biriktirish yo’li bilan dnk

zanjirini uzaytirish xususiyatiga egadir dnk molekulasini yopishqoq uchlar hosil

qilib kesadi nuklein kislotalar molekulalari gidrolizi reaktsiyalarini katalizlovchi

fermentlarning yirik guruhi qo’shni nukleotidlar orasidagi fosfodiefir bog’larini

tiklash orqali dnk bo’laklarini bog’laydi

dnk sintezida har xil fizik va kimyoviy omillar ta’sirida dnkning uzilib qolgan

yoki shikastlangan molekulasini tuzatishga bo’lgan hujayraning maxsus vazifasi nima

deyiladi ? * reparatsiya rekombinatsiya mutatsiya regeneratsiya

dunyo bozorida ishlab chiqarilayotgan mahsulotlarning necha foizi biotexnologik

yo’l bilan olingan? *20 % 40 % 70% 50%

joylashgan joyi aniqlangan va aniq fenotipik ko’rinishga ega gen nima deb

yuritiladi? * marker gen operon promotor profag

zamburug’lardan olinadigan endopatogen preparatlarni ayting *boverin

dendrobatsillin,toksobakterin,insektin virin-ensh, virin-eks virin-ensh, boverin

zamburug’larning zaharli toksinlarga chidamliligini nima ta’minlaydi? *

plazmidlar endonukleazalar transpozonlar restriktazalar .

zararlangan o’simlik tanasidagi hujayralar pala partish bo’linishi natijasida

shish hosil bo’ladi. bu shish ... tufayli kelibchiqadi ti -plazmid genomining tdnk

bo’lagi plazmidalar maxsus nukleotidlar restriktazalar

ikki komponentli fermentlar... dan iborat bo’ladi * yuqori molekulyar oqsil

qismi-apoferment, pastmole-kulyar koferment qismi faqat yuqori molekulyar oqsil

qismi faqat pastmole-kulyar koferment qismi oddiy va murakkab oqsil qismi

ikki xramasomalar aro genlarning almashinuvi *genetik rekombinatsiya

translyatsiya endonukleaza restriktaza

ikki xramosomalar aro genlarning almashinuvi nima deb ataladi *rekombinatsiya

qaytar transkriptaza restriktaza ligaza

immobilizatsiya qilingan ferment qanday xususiyatga ega bo’ladi? * uz

faolli gini uzoq vaqt saqlab qoladi fermentlar reaktorda ushlab qolinadi

fermentlarni katalitik jarayonlarni etaplariga qarab, ma’lum tartibda joylashtirish

ferment matritsaga kovalent bog’ yordamida bog’lanadi

immobilizatsiya qilingan ferment qanday xususiyatga ega bo’ladi? * uz

faolli gini uzoq vaqt saqlab qoladi fermentlar reaktorda ushlab qolinadi

fermentlarni katalitik jarayonlarni etaplariga qarab, ma’lum tartibda joylashtirish

ferment matritsaga kovalent bog’ yordamida bog’lanadi

immobilizatsiya qilishning fizikaviy usuli...

1. fermentlarni g’ovak tolasimon materiallarga kiritish. 2.suvda erimaydigan gelmatritsaga

kiritish. 3. eshilgan tolaga kiritish. 4. mikrokapsulaga kiritish.5.katalitik

jarayonlarni etaplariga qarab, ma’lum tartibda joylashtirish 6. fermentlar reaktorda

ushlab qolish *1,2,3,4 1,3,4,6 3,4,5 2,4,5,6

inson xromasomasining genetik va fizik xaritasi qachon chop etildi. *1994-1995

2001-2002 1981-1982 1986-1987

kallus to’qimalari qachon regeneratsiyalanish xususiyatini yo’qotadi ? *qariganda

va 4-marta ekilganda umuman yo’qotmaydi, xususiyati saqlanib qoladi sababi hali

aniqlanmagan kallus to’qimadagi organik moddalarga bog’liq

karmogrizin 5,10,40 formalarida 1kg tayor preparatda necha gr antibiotik bor

*5,10,40 10,20,30 5,40,50 10,40,50

keskin haroratga chidamli o’simlik olish uchun qanday tadbir amalga oshiriladi?

1.antifriz moddalar akkumlyatsiyasini hosil qilish 2.bog’lanmagan suvlar miqdorini

kamaytirish 3.zahira moddalar miqdorini oshirish 4. zahira moddalar miqdorini kamaytirish

5. bog’lanmagan suvlar miqdorini ko’paytirish *1,2,3 3,5 1,2,4

keskin haroratga chidamli o’simliklar olish uchun qanday tadbir amalga oshiriladi

? 1.antifriz moddalar akkumlyatsiyasini hosil qilish 2.bog’lanmagan suvlar miqdorini

kamaytirish 3.zahira moddalar miqdorini oshirish 4.o’simlikning immun tizimini oshirish 5.

totipotentlik xususiyatini oshirish kerak *1,2,3, 2,3,4, 1,2,5 2,3,5

klassik genetik usul bilan irsiyatni o’zgartirishning asosiy kamchiligi .... *

ikki genotip chatishtirilganda ularning barcha xo’jalik uchun molik va molik emas genlari

o’zaro rekombinatsiyalanishi navning xususiyatini buzuvchi ko’pdan-ko’p genlar o’tishi

hujayraga qimmatbaho sifatli genlarni o’tishi yot genlarning birikishi va

nasldan-naslga o’tishi

klonlash bu- *populyatsiyalarning organlari bilan genetik bir xil hujayralar

olish bitta xujayra yoki molekuladan olingan xujayra va molekulalar yig’indisi

butun genomni tutuvchi klonlangan dnk fragmentlari to’plami gen muxandis ligi usuli

bilan genomiga begona genlarni kiritish orqali irsiyati o’zgar gan o’simlik, hayvon, mikro

organizm, virus lar

kointegrativ vektorlarni olish nimaga asoslanadi ? *ikkita plazmid

o’rtasidagi rekombinatsiyaga vektorlar sonini selektiv sharoitlarda ko’paytirishga

vektorlar har birini alohida kiritishga genlar izchilligini klonlashga

kontsentratsiyalash- * tarkibidagi asosiy moddani mikdorini oshirish

kattik moddalar suyuk xolatga utkazish moddalarni qog’ozga utkazish moddalarni

elektrodlarga yopishtirib ajratib olish

koferment qismi nimadan iborat? * vitaminlar, turli xildagi rangli organik

birikmalar nukleo-tidlar, metall ionlari oddiy oqsillar va qo’shimcha guruh

murakkab oqsillar murakkab oqsillar va qo’shimcha guruh

krossingover natijasida ota-ona genlarining qayta guruhlanishi nima deyiladi?

*rekombinatsiya mutatsiya regeneratsiya reparatsiya

qaysi genlar gerbitsidga chidamlilikni oshiradi? *phca,aroa,bar

gipofosfat,sulfonilmochevina, bialofos atrazin simazin diuron nfa,nfd,nfe

qaysi jarayonlarni « immun reaktsiya» deyiladi .

*organizmlarda antigen ta’sirida maxsus hujayralarda har bir antigenning uch

o’lchamdagi fazoviy strukturasini aniqlaydigan neytrallovchi oqsil antitana sintez

qilinadi .

sun’iy sharoitda antitana sintezlovchi limfotsit hujayrasi bilan cheksiz

bo’linuvchi rak hujayrasini bir- biriga qo’chishi.

organizmning yot moddalarga chidamliligi plazmatik hujayralarda sintez

bo’lgan antitana molekulasining hujayra tashqarisiga sekretsiya qilishi

qaytar transkriptaza qanday maqsadda ishlatiladi? * m-rnkni dnkning

komplementar zanjiriga transkriptsiyalash dnk fragmentini olish dnk fragmentlarini

birlashtirish dnk fragmenti uchlari strukturasini o’zgartirish

qachon va kim tomonidan yuksak hayvonlar klonlarini yaratish biotexnologiyasi

ishlab chiqildi? *1977 yilda ingliz olimi j. gerdon 1975 yili ingliz olimlari

keler va mil`shteyn 1972 yilda aksh olimlari boyer va koen 1897 yilda buxner

qachon va kim tomonidan e.coli bakteriyalari tomonidan laktozaning utilizatsiya

jarayonini genetik va biokimyoviy o’rganishlari natijasida “operon modeli” nomli

kontseptsiya ishlab chiqilgan? *1961 yili f.jacob va j.monod 1953 yilda dj. uotson,

f.krik 1972 yilda aksh olimlari boyer va koen 1897 yilda buxner

quyida berilgan qaysi fitogormon qovoqdoshlar va butguldoshlar oilasiga kiruvchi

o’simliklarga ta’sir ko’rsatmaydi? *gk3 gk4 tsitokinin in vitro

sharoitida genetik rekombinatsiyani amalga oshirishda

qurg’oqchilikka chidamli transgen o’simliklar olish uchun in vitro sharoitida

qaysi moddadan foydalaniladi ? *polietilenglikol glitserin vitaminlar

fitogormonlar

limfoblast xujayralarda sintezlangan antitelo molekulasi..... *hujayra ichida

qolib, hujayra immunitetini ta’minlaydi hujayra tashqarisiga sekretsiya qilinib,qon

tarkibidagi antigen molekulalarni bog’laydi jinsiy xujayralar faolligini oshiradi

organizmning immun sistemasini ta’minlaydi

maxsus limfotsit hujayralar qanday hosil bo’ladi ? *suyak iligi va ko’migidan

embrional o’zak hujayralarning ketma-ket bo’linishidan neytrallovchi oqsil-antitelo

molekulalari sintez qilinishidan plazmatik hujayralarda sintez bo’lgan antitana

molekulasining hujayra tashqarisiga sekretsiya qilinishi antigen ta’sirida maxsus

hujayralarda har bir antigenning uch o’lchamdagi fazoviy strukturasini aniqlaydigan

neytrallovchi oqsil antitana sintez qilinishi

metabolizm jarayonida hosil bo’lgan moddalar nima deyiladi? *metabolitlar

modifikatsiyalar komplementar zanjir differentsiyalash

mikroorganizmlarda genlarning genom bo’yicha ko’chib yurishi qaysi olimlar

tomonidan kashf etildi? *g.georgiev, j.gyordon b.mak-klintok, j.hamidov f.griffit,

r. roslin.

boer va koen.

nima uchun rekombinant molekulalar olish uchun asosan 2 tipdagi restriktazalar

qo’llaniladi ? *bu tipdagi restriktazalar taniydigan sayt va qirqish joyi bir-biriga mos

keladi ulardan foydalanish oson muayan izchillikda qirqa oladi dnkni restriktsiya

sayti izchilligi ichidan boshlab gidrolizlaydi

nukleazalar- * nuklein kislotalar molekulalari gidrolizi reaktsiyalarini

katalizlovchi fermentlarning yirik guruhi qo’shni nukleotidlar orasidagi fosfodiefir

bog’larini tiklash orqali dnk bo’laklarini bog’laydi komplementar nukleotidlarni

biriktirish yo’li bilan dnk zanjirini uzaytirish xususiyatiga egadir dnk molekulasini

yopishqoq uchlar hosil qilib kesadi

nuklein kislataning ikki zanjirli molekulasidagi fosfodiefir bog’ini

katalizlaydigan ferment kaysi *ligaza qaytar transkriptaza restriktaza

rekombinatsiya

ozuqa muhitida inkubatsiya qilinayotgan to’qima yoki organ, yoki kallus to’qimasi

olish uchun foydalaniladigan fragmentlar nima deyiladi? *eksplant reparatsiya

modifikatsiyalar komplementar zanjir

oqsil aminokislotalari ketma-ketligini qanday aniqlash mumkin ? 1.nuklein

kislotalar ketma-ketligini aniqlash bilan 2.genetik kodni bilish orqali 3.oqsilni o’zini

to’g’ridan to’g’ri sekvenirlash 4.oqsil molekulasini gidrolizlash yo’li bilan *1,2,3

1,3 1,2,4 3,4

oqsil aminokislotalari ketma-ketligini qanday aniqlash mumkin? 1.nuklein

kislotalar ketma-ketligini aniqlash yo’li bilan 2.genetik kodni bilishyo’li bilan

3.oqsilni to’g’ridan-to’g’ri sekvenirlash 4.fermentlarni ajratib olish 1,3

2,4 2,3,4

organizm uchun yot moddalar ..............deb nomlanadi. * antigenlar

antitanalar viruslari zararli moddalar

organizmning antigenlarga chidamliligi .......... deb ataladi. * im¬munitet

antitanalar immun reaktsiya adaptatsiya

parchalangan dnk bo’laklari elektroforez moslamasida nimaga binoan ajraladi?

* molekulasining zaryadi va o’lchamiga binoan molekulasining tarkibiga binoan

molekulasining uzunligiga binoan.

molekulasining zaryadiga binoan.

plazmatik xujayralarda sintezlangan antitelo molekulasi..... * hujayra

tashqarisiga sekretsiya qilinib,qon tarkibidagi antigen molekulalarni bog’laydi hujayra

ichida qolib, hujayra immunitetini ta’minlaydi organizmning immun sistemasini ta’minlaydi

jinsiy xujayralar faolligini oshiradi

plazmidlar qanday genlardan tuzilgan.

1) antibiotiklarni parchalovchi fermentni sintez qiluvchi .

2) zaharli toksinlarini parchalovchi ferment sintez qiluvchi .

3) uglevodlarni parchalovchi ferment sintez qiluvchi .

4) oqsillarni parchalovchi ferment sintez qiluvchi.

5) yog’larni parchalovchi ferment sintez qiluvchi *1,2 2,3 3,4 4,5

proteolitik ta’siriga ega bo’lgan ferment preparatlari nima maqsadda

qo’llaniladi? *sutni ivishida, pishloq olishda, go’sht ni yumshatishda oziq-ovqat

mahsulotlari olishda konserva mahsulotlari olishda non mahsulotlari tayyorlashda

proteolitik ta’siriga ega bo’lgan ferment preparatlari nima maqsadda

qo’llaniladi? *sutni ivishida, pishloq olishda, go’sht ni yumshatishda oziq-ovqat

mahsulotlari olishda konserva mahsulotlari olishda non mahsulotlari tayyorlashda

“Biotexnologiya” fanidan talabalar bilimini baholash va nazorat qilish mezoni

Talabalarning bilimi quyidagi mezonlar asosida: talaba mustaqil xulosa va qaror

qabul qiladi, ijodiy fikrlay oladi, mustaqil mushoxada yuritadi, olgan bilimini amalda

oladi, fanning (mavzuning) moxiyatini tushunadi, biladi, ifodalay oladi, aytib beradi

xamda fan (mavzu) bo‘yicha tasavvurga ega deb topilganda - 5 (a’lo) baho;

• talaba mustaqil mushoxada yuritadi, olgan bilimini amalda qo‘llay oladi, fanning

(mavzuning) moxiyatni tushunadi, biladi, ifodalay oladi, aytib beradi xamda fan (mavzu)

bo‘yicha tasavvurga ega deb topilganda- 4 (yaxshi) baho;

• talaba olgan bilimini amalda qo‘llay oladi, fanning (mavzuning) moxiyatni

tushunadi, biladi, ifodalay oladi, aytib beradi xamda fan (mavzu) bo‘yicha tasavvurga ega

deb topilganda - 3 (qoniqarli) baho;

• talaba fan dasturini o‘zlashtirmagan, fanning (mavzuning) moxiyatini tushunmaydi

xamda fan (mavzu) bo‘yicha tasavvurga ega emas deb topilganda - 2 (qoniqarsiz) baho bilan

baholanadi.

• Nazorat turlarini o‘tkazish bo‘yicha tuzilgan topshiriqlarning mazmuni

talabaning o‘zlashtirishini xolis (ob’ektiv) va aniq baholash imkoniyatini berishi shart.

•

Asosiy va qo’shimcha adabiyotlar hamda axborot manbalari

Asosiy adabiyotlar:

1. Glik B., Pasternak Dj. Molekulyarnaya biotexnologiya: prinsipi i primenenie.

M.:Mir. 2002.

2. Sasson A. Biotexnologiya: sversheniy-a nadejdi. M.:Mir. 1987

3. Ovchinnikov YU.A. Bio-organicheskaya ximiya. M.: Prosveshenie. 1987.

4. Alberts. Molekulyarnaya biologiya kletki. M.:Mir. 1994.

Qo‘shimcha adabiyotlar:

5. Komilov X.M., Raximov M.M., Odilbekova D.YU. Biotexnologiya asoslari. Toshkent.

2010.

6. Mirxamidova R., Vaxabov A.X., Davranov K., Tursunboeva G.S. Mikrobiologiya va

biotexnologiya asoslari. Toshkent: Ilm Ziyo. 2014.

7. Vvedenie v prikladnuyu enzimologiyu. Pod red. Berezina I.V. Martineka K.M. M.:MGU.

1997.

8. Rekombinatnie molekuli: znachenie dlya nauki i praktiki (Pod red. Birsa i Berisa

E.). M.: Mir. 1980.

9. Bezborodov A.M. Bioximicheskie osnovi mikrobiologicheskogo sinteza. M.: Nauka.

1980.

10. Biotexnologiya (Pod red. Egorova N.S., Samuilova D.V.) V 8 kn. M.: Visshaya

shkola. 1978.

11. Mirzaraxmetova D.T., Raximov M.M. «Fermentlar muxandisligi» fanidan amaliy

mashg‘ulotlar o‘tkazish buyicha uslubiy qo‘llanma. Toshkent: UzMU. 2007.

Mirzaraxmetova D.T. Osnovi biologicheskoy spetsifichnosti. Uslubiy qo‘llanma. Toshkent:

UzMU. 200