Билет 1

1-1.Биологиялық ғылымдар жүйесіндегі ветеринариялық иммунологияның алатын орны мен ролі. Иммунология мен иммунологиялық зерттеулердің жаңа жеке бағыттары және олардың биотехнологиядағы маңызы.

Ең алғашқы иммунологиялық тәжірибені жасаған адам - ағылшын дәрігері Э. Дженнер. Ол 1796 жылы сиыр шешегімен ауырып тұрған адамның қайтып бұл аурумен ауырмайтындығын байқаған. Ол сиыр шешегінен сауыққан сауыншылардың қолдарындағы күлдіреген көпіршіктердің суын басқа адамдарға екті. Сол сүйықты ол вакцина д.а. (латынша vacca сиыр).

Иммунологияның ғылым болып қалыптасуы кейбір жұқпалы ауруларды қоздыратын микробтың ашылуымен тікелей байланысты. Л.Пастердің сіңірген еңбегі зор. Пастердің малды тырысқақ (холера) ауруына қарсы вакциналау тәжірибесінің нәтижелері туралы жазған мақаласы жарық көрген 1881 жыл иммунология ғылымының туған уақыты деп есептелінеді. Ол мақаласында ауру қоздырғыш қабілеті әбден әлсіреген микробтарды батыл түрде вакцина ретінде қолдануға болатынын айтты. Дегенмен Пастер иммундық теория жасай алмады.

1890 жылға дейін иммунологияның берік негізін қалаған көптеген ғылыми жаңалықтар ашылды. Илья Мечников фагоцитоз құбылысын ашып, «жасушалық иммунитет» ұғымын енгізеді (1884); Эмиль фон Беринг Шибасабуро Китазатомен бірге дифтерия мен сіреспеге қарсы пассивті иммунизацияны қолданды (1891); Пауль Эрлих антиденелердің түзілуін түсіндіретін өзінің атышулы «бүйір тізбектері» теориясын ұсынды (1897); Жюль Борде 1899 жылы комплемент жүйесін ашып, 1901 жылы комплементті байланыстыру реакциясын қойды. Бұл жаңалықтардан соң қанның АВО тобы (К. Ландштейнер, 1900), анафилаксия (Шарль Рише, 1902), Артюс феномені (М. Артюс, 1903) және сарысу ауруы (К. Пирке, 1905) белгілі болды. К. Пирке 1906 жылы «аллергия» деген ұғым енгізді. А.Тизелиус 1938 жылы электрофорез тәсілін қолданып, Э. Кэботпен бірге антиденелердің глобулиндер екенін дәлелдеп берді; иммунодиффузия (Ж. Уден 1946), иммунофлуоресценция (А. Кунс, 1942) және иммуноэлектрофорез (П. Грабель, 1953) тәсілдері белгілі болды; антиденелердің құрылысын зерттеу басталды.

1960 жылдан бастап иммунды жүйенін, орталык, торшасын-лимфоциттерді зерттеу жүмыстары басталды, П. Медавар мен оның қызметтестері (1958) иммунологиялық толеранттылықтың феномені иммундык, жүйенің белсенді әрекетінің белгісі екенін дәлелдеді. Марк-Фарлейн Бернет пен Нильс Ерне (1958) антиденелердің түзілуінің клональді - селекциялық теориясын дамытты, ал Дж. Гуоэнс (1959) сәуленің әсеріне үшыраған сингенді реципиенттерге лимфоциттерді көшіру арқылы осы торшалардың организмнің иммунды жауабында үлкен міндет атк,аратынын дәлелдеп берді. Жан Миллер тимэктомия тәжірибесін жүргізіп, тимустың бастапқы лимфоидты ағза екенін анықтады. Трансплантациялық иммунологияның негізін қалаушылардың бірі Дж. Снелл 40-шы жылдарда өзінің конгенді тышқандармен жүргізген тәжірибелерінің нәтижелері негізінде үлпа сәйкестігін ашты (Н-2 жүйесі).

1959 жылы Жан Доссе бастаған ғалымдар тобы адамның антигендерінің гистосәйкестілігінің жүйесін (НА) ашып, аллотрансплантация кезінде үлпаларды жіктеуге мүмкіндік туғызды. Хью Мак-Девитт иммунды жауаптың гендері гистосәйкестіліктің бас комплексіне (кешеміне) жататындығын дәлелдеп өте маңызды ғылыми жаңалык, ашты. Б. Бенецерраф оларды Ir-гендер (ағылшынша immune response - иммунды жауап) деп атады, өйткені олар организмнің бөгде антигендерге (мыcалы, зардапты микроорганизмдердің белгілі бір антигендеріне) қарсы жауап беру қабілетін анықтайды. Кейінгі жылдардың маңызды жаңалык,тарының ішінен моноклональдық антиденелерді алу тәсілін - гибридомалык, технологияны атап айтуға болады (Келер және Мильстайн, 1975ж). Моноклональдық антиденелердің тазалығы соншалык,ты, ол антигеннің тек бір ғана детерминантасына (бөтен белгісіне) бағытталған. Иммунология көптеген пәндермен тығыз байланысқан. Оған дәлел кейінгі кезде иммунохимияның, иммунопатологияның, ісік иммунологиясының, трансплантация иммунологиясының және басқа пәндердің пайда болуы. Қазіргі кезде антиденелер биология, биохимия, микробиология, фармакология сияқты ғылым салаларында бағалы реагент ретінде кең қолданылып отыр.

1-2. Антибиотиктер-антимикробтық биологиялық белсенділігі бар табиғи заттар. Олар микробтық клеткалардан, өсімдік және жануар ұлпаларынан бөлінеді, химиялық жолмен синтезделеді. Жалпы олардың 9000 астам түрлері белгілі, оның 200 қосылысы медицинада және басқа салаларда қолданылады.

Антибиотиктер (грек.anti-қарсы, bios-тіршілік) - саңырауқұлақтардың, бактериялардың, жануарлардың және өсімдіктердің тіршілік процесінде пайда болған және синтетикалық жолмен жасалған, микроорганизмдерді, саңырауқұлақтарды, риккетцияларды, ірі вирустарды, қарапайымдылар мен жеке гелминттерді таңдап басу және өлтіру қасиеті бар биологиялық белсенді заттар. Антибиотиктер терминін З. Ваксман 1944 ж. енгізген. Антибиотиктер – екіншілік метаболиттер.

Бактерия жасушасына әсер етуіне байланысты: бактериостатикалық (бактерияның өсуін тежеу); Бактериоцидті; (бактерия өледі); Бактериолитикалық (бактерияның жасуша қабығы бұзылады)

Негізгі кластары: 1) Бета-лактамды а/б-р: пенициллиндер и цефалоспориндер; 2) макролидтер-бактериостатикалық әсерлі; 3) тетрациклиндер-тыныс алу және несеп шығару жолдарының жұқпаларды емдеуде қолданады. Бактериостат.; 4) аминогликозидтер-өте токсикалық а/б-р. 5) левомицетиндер-бактериостат.; 6) гликопептидтер-бактериоцидті, энтерококктарды, стрептококк, стафилококк бактериостат.; 7) линкозамидтер; 8) саңырауқұлақтарға қарсы- саңырауқұлақтардың клетка мембранасын бұзып, оларды өлтіреді.

Өндірісте антибиотиктер өндірісінің келесі тәсілдері қолданылады: микробиологиялық синтез (полимиксин, грамицидин), химиялық синтез (левомицетин), комбинацияланған (жартылай синтетикалық пенициллиндер және цефалоспориндер).

Микробиологиялық синтез дақылдандыру ортасын дайындаумен басталады. Субстрат микроорганизмді жақсы өсіру керек, арзаң және тиімді болуға тиісті. Қоректік ортаны алдымен биореакторда ылғалды бумен қысым қолданып стерилизациялайды.

Сол мезгілде егілетін материалда дайындалынады, продуцент-штамның таза дақылы колбада, зертханалық және тәжірибе-өндірістік ферменттерлерде біртіндеп көбейтіледі (1 л →10 л → 100 л және одан көп). Келесі кезеңі 7-10 тәулік бойы аэробты, тереңділік, оқтынды (периодтық) ферментация жүреді. Ферментация кезінде температура, рН, рО₂ қадағаланып отырады, дақылдық орта түрақты араластырылып отырады, көбікті басу үшін химиялық және механикалық тәсілдер жүргізіледі.

Көбінесе екіфазалық дақылдандыру қолданады: алғашында арзаң және тиімді субстратта биомассаны тез жинап алады, кейін қоректік ортаға идиофазада екіншілік метаболиттерді синтездейтін ферменттерді индукциялайтын, өнімділікті күшейтетін бастапқы факторларды кіргізеді. Осындай заттарды дақыл өсіп жатқанда, экспоненциалық фазаның аяғында қосады. Антибиотиктердің биосинтезі өсуі бәсендеген фазада (трофофаза соңында) күшейеді де максимумы стационарлық фазада, идиофазада жетеді.

Содан кейін ферментациялық масса өнделеді: егер антибиотиктер дақылдың сүйықтығында болса фильтрация жасайды; егер антибиотиктер клеткада болса - клеткамен қоса антибиотикті тұнбалайды, әрі қарай клеткадан бөліп алады. Антибиотиктерді бөліп алу және тазарту барсыныда экстракция, иондық алмасу, тұнбалау (шөгу) және т.б. әдістер қолданады. Экстракция дегеніміз антибиотиктерді бір ерітіндіден екіншіге көп рет ауыстырар алдында оларды тұндырады (кристаллизация), яғни бірнеше рет қайтара кристаллизация жасайды. Ионды алмастыру сорбциясы негізінде антибиотиктердің теріс зарядталған иондары катионды шайырға жабысады, енді керісінше, шайырға жабысқан антибиотиктерді ерітіндімен айырып алады. Тұнбалау әдісінде антибиотик органикалық затпен немесе бейорганикалық затпен байланысып тұнбаға түседі. Әрі қарай оныц экстракциясы жүреді.

Гомогенді түрде бөлінген антибиотикті ауамен немесе лиофильді кептіргішпен кептіреді, биологиялық активтігін сақтау үшін тұрақтандырады, дәрілік формаға айналдырады. Дайын препараттың биологиялық (стерильдігін) және фармакологиялық (уыттылығы, пирогенділігі және т.б.) бақылауы жүргізіледі.

Антибиотиктер медицинада және ветеринарияда, тағамдық өндірісте, ауыл шаруашылықта қолданылады. Медициналық практикада антибиотиктер жүқпалы (контагиозды) инфекцияларды (тырысқақ, оба, дизентерия, туберкулез және т.б.) емдеуде және шартты-патогенді микроорганизмдерден туатын (алтын түсті стафилококк, кандидалар, гемолитикалық стрептококк, лактозонегативті энтеробактериялар - протей, цитробактер, клебсиелла және т.б.) басқа көптеген инфекцияларды емдеуде кең қолданылып келеді.

Ісікке қарсы (блеомицин), иммуносупрессөряы (циклоспорин) әсері бар антибиотиктер де бар.

Тағамдық және консервілеу өндірісінде низин (стреп.лактис) тағам өнімдерін консервілеу үшін қолданылады.

Кәдімгі амин қышқылдардан басқа низин қүрамында лизин, гистидин, пролин, метиониң, изолейцин, сонымен қатар сиректеу кездесетін сс-лактионин және Р-метиллантионин бар. Стрептококк, стафилококк, бациллалардың өсуін басады. Оның консервіленген өнімдерге қосылуы температураның және стерилизацияның ұзақтығын төмендеуіне әкеліп, осымен олардың дәм және қоректік қасиеттерін сақтайды.

Жануарларға жемдік қоспа, өсуді ширатушы ретінде 20 астам антибиотиктер қолданылады, олардың ішінде биомицин және террамицин (мицеллалы саңыраукүлақтар); гризин, флавомицин, монензин, тилозин (стрептомицеттер) анықталған. Жиі жемге толтырушы есебінде соя ұнын қосады.

Өсімдіктерді әр түрлі фитопатогендерден сақтау үшін түрлі антибиотиктер қолданылады:

• Trichtoecium roseum гозеит саңырауқүлағынан трихоцетин, бидай және арпа тамырының шіруіне қарсы; фузариозға, мақта өсімдігі ауруына қарсы; жылыжайда қиярдың ауруына қарсы;

• фитобактериомицин, Str.Lavendula, бактериоздың, тамыр шіруіне қарсы профилактика мақсатымен үрмебүршақ, бидайдың, соя түқымдарын өңдеуде;

• бластицидин S, Str.griseochromogenes, күріштің саңырауқүлақтық ауруын емдеуде.

5.Өсімдіктердің өсуін ынталандыратын бактериялар. Микробтық инсектицидтер. Микроб пен өсімдіктердің өзара әрекетесуінің биотехнологиясы.

Микроорганизмдер өсімдіктердің дамуы мен өсуін, дәнді бүршақты дақылдардың өнімділігінің жоғарлауын мынадай жолдармен қамтамасыз етеді: - кейін өсімдіктермен қолданатын атмосфералық азотты бекіту; - фосфор мен темірдің жеңіл сіңірілетін түрлерін түзу және топырақтан сіңіру, осы пайдалы минералды заттарды өсімдікке жеткізу; - өсімдік клеткаларының дамуы мен өсуін ширататын фитогор-мондарды синтездеу; - фитопатогендерді өнімдерін антибиотик қосылыстарымен немесе субстратқа бәсекелестік нәтижесінде тежейді.

Микробтық биопестицидтер

Өсімдіктерді қорғайтын химиялық заттар немесе пестицидтер бөлінеді: - гербицидтер, арам шөптерді жояды; - фунгицидтер, фитопатогендердің тірішілік әрекетін тежейді; - инсектицидтер, зиян келтіретін жәндіктерді өлтіреді. Пестицидтер тобына 20-ға жуық әртүрлі қосылыс топтары, сонымен қатар карбаминді қышқыл, туындылары триазин, урацил және басқада фосфорорганикалық және хлорорганикалық қосы-лыстар кіреді. Пестицидтердің бүкіл әлемдік өндірісінің жылдық айналымы 20 млрд долларға жуығын, оның ішінде 1% биопести-цидтерді қүрайды.

Пестицидтердің ішінде шыбын-шіркейлердің бүлшықетін, жүйке жүйесін салға үшырататын (паралич) хлор- және фосфорорганикалық қосылыстар кеңінен қолданылады. Сонымен қатар, бүл химиялық қосылыстар тек зиянкестерді ғана емес, пайдалы жәндіктерді де жояды, олар қоршаған ортада жиналады, адам организмінде жиналуға қабілетті және адам үшін уытты әсер етеді.

Биопестицидтер ауылшаруашылық өсімдіктерге патогенді саңырауқүлақтар мен бактериялардың өсуі мен дамуын тежеуге, уыттармен үшатын қосылыстар (аммиак, НСN) өндіру жолымен зиянды жәндіктерді жоюға, қоректік субстратқа бәсекелесуге қабілетті.

Биоинсектицидтер.1 млн көп әртүрлі шыбын-шіркейлер түрлері, олардың ішінде ауылшаруашылық өсімдіктерге зиянды және адам мен жануарлар ауруларының тасымалдаушылары бар.

Биоинсектицидтер ретінде зиянды шыбын-шіркейлерді жою үшін бактериялар, вирустар, саңырауқүлақтар мен типті қарапайым-дылар негізінде өңделген препараттар қолданылады.

100-ге жуық бактерия түрлері, олардың ішінде Pseudomonas, bacillus, micrococcus, lactobacillus, enterobacter, erwinria, serratia,және т.б. инсектицидтік белсенділікке ие.

Шегіртке мен қоңыздар үшін - Pseudomona, көбелектер үшін - serratia және enterobacter, піте үшін - lactobacillus, масалар үшін - bacillus және т.б. уытты болып табылады.

Инсектициды (от латинского insectum - насекомое и caedo - убиваю) – өсімдіктердің зиянды жәндіктерін жоюға бағытталған пестицидтер тобындағы химиялық препараттар. Инсектицидтер сондай ақ ауруларды тасымалдайтын жәндіктерді, жануарлардың эктопаразиттері болып табылатын жәндіктерді, тұрмыстағы жәндіктермен күресу үшін қолданылады.

Организмге ену сипатына байланысты олар 3 топқа бөлінеді: контактты, ішек және жүйелі инсектицидтер.

Билет2

1.Биотехнологияның ғылыми пән ретінде қарастырылуы. Биотехнология туралы түсінік, міндеттері мен мақсаттары. Биотехнологияның даму тарихы. Биотехнологияның дамуына микробиологияның, биохимияның, молекулярлық биологияның және молекулярлық генетиканың қосқан үлесі. Халық шараушылығына арналған биотехнологияның маңызы мен келешегі, негізгі бағыттары. Биотехнология ежелден медицина мен ветеринарияда өз үлесін қосып келе жатқан ғылым. Жасушалық биохимия, молекулярлық биология, молекулярлық генетика, иммунологиядағы биотехнологияның қол жеткізген жетістіктері медицина мен ветеринарияда жаңа балау препараттар шығаруға көмектесіп келеді және аса қауіпті сібір жарасы, туберкулез, бруцеллез, АҚТҚ және қатерлі ісік сияқты адам мен жануар ауруларының емдеу мен балау жолдарын табуда.

Биотехнологияның зерттеу объектісіне көптеген тірі ағза түрі (бактериялар, ашытқылар, вирустар, ісік жасушаларының ағзалары) өсімдіктер, жануарлар, сондай-ақ олардың оқшауланған жасушалары мен субжасушалық құрылымдары жатады. Биотехнология осы тірі жүйедегі жүріп жатқан физико-химиялық, биохимиялық және генетикалық процестерді, оларда жүретін биосинтез, энергияның түзілуі, бұзылуы, сондай-ақ ұйымдастырылған биохимиялық құрылымдардың қалыптасуын қолданады. Сонымен, табиғаттың өзі биотехнологияға табиғи базалық бағыт береді. Көптеген ғылыми және өндірістік мәселелерді шешу үшін осы табиғи базаны дұрыс қолдану керек.

К.Эреки микроорганизімдерді қолдана отырып, белгілі бір өнімді алу процесін анықтады. Сөйтіп 1919 жылы К. Эреки ғылымға «биотехнология» терминін енгізді. Ертеде биотехнологиялық процестердің қолданылуы б.з.д. VІ ғ. Вавилонда сыра қайнатудан басталған. Бұл адамның табиғи биотехнологиялық үрдістерді тәжірибеде қолданғаны жайлы ерте жазбалар болып табылады. Ерте кездерден адамдар биотехнологияның процестерді нан пісіруде, шарап жасауда, сүт өнімдерін ашытуда және т.б. өндірістерде қолданғаны мәлім. Көне заманға қарағанда қазіргі адамзат және ғылымның даму сатысында биотехнология дамуы ғылыми техникалық процестің заманауи сатысымен сипатталады.

Биотехнологияның пайда болуы мен дамуының бірінші кезеңінде микробиологтар мен энзимологтар көптеген нәтижеге жетті, ол соңғы 15-20 жылы оның дамуы молекулярлық биология, жасушалық ультра құрылымды биология, вирусология, генетикамен байланысты. Заманауи биотехнология ғылымитехникалық процесте алда дамып келе жатқан ғылымдардың бірі.

Болашақта ол денсаулық сақтауда кордиологияның мәселелерді түбімен шешуді, қоршаған ортаны қорғауда, көптеген өнеркәсіп өнімдерінің саласын, көпшілікті сауда-саттықпен қамтамассыз етуді, жалпы өмір сүру процессін тереңнен зерттеуі көздейді. Қазіргі кезде биотехнологияда ветеринарияда бағалы биологиялық белсенді заттар мен биопрепараттарды (антибиотик, фермен, гормон, дәрумен және т.б.) өндіруде биологиялық әдісті қолданумен сипатталады. Микробиологиялық биосинтез негізінде мал шаруашылығы мен ветеринарияда қолданатын ақуызбен аминқышқылының алу әдісі жасалынды. Гендік және жасушалық инженерияның дамуы бұрын қол жетпеген заттарды (инсулин, интерферон, өсу гормоны) үлкен көлемде, сондай-ақ жаңа және жоғары өсімдік, жануар және микроақзалар сорттарын алуға мүмкіндік береді. Биотехнология жетістіктеріне иммобилденген ферменттердің қолданылуы мен ветеринарияда гибридома және олармен өндірілетін антиденелер диагностикамен емдеу препарат ретінде кең қолданыс тапты. Голланд ғалымы Е. Хаувиник 1984 жылы биотехнология тарихын бес кезеңге бөлді:

1 Пастерге дейінгі кезең (1865 жылға дейінгі). Бұл кезең ашу процесстерімен байланысты: сыра, шарап, ірімшік алу және нан пісіру. Ферментативтік өнімдерді алу мыңдаған жылдар бойы ұрпақтан ұрпаққа берілгенімен, оларды дайындау кезіндегі ашу процесстерінің қалай жүретіндігі белгісіз болып келген. Тек 19 ғасырда француз ғалымы Л.Пастер микроорганизмдердің субстраттарға әсерін анықтағаннан кейін барып микроорганизмдердің физиологиясын оқып білуге болатындығына жол ашыла бастады. Л.Пастер микроорганизмдер өкілдерінің тек сыртқы көріністерімен ғана өзгешеленбей, оларда жүретін зат алмасуларымен де ерекшеленетіндігін және технологиялық процесстерді басқаруда микроорганизмдердің үлкен рөл атқаратындығын дәлелдеген. Осыған орай Л.Пастер техникалық микробиологияның, яғни қазіргі заманғы биотехнология саласының дамуына жол ашқан ғалымдардың бірі болып саналуда.

2 Пастерден кейінгі кезең (1866-1940). Бұл кезеңде микробтар әлемі тіршілігінің көп түрлілігі мен олардың биохимиялық бірліктері айқындалып, 20 ғасырдың екінші жартысынан бастап микроорганизмдерді өндірістік жағдайларда қолданыла бастады. Жаңа биологиялық әдістерді меңгеру нәтижесінде биохимия, вирусология, генетика, цитология, биофизика және т.б. ғылымдар дами бастағандығы анықталды. Этанол, бутанол, ацетон, глицерол, органикалық қышқылдар мен вакциналарды өндіру технологиялары да дұрыс жолға қойыла бастады. Микроорганизмдерді қолдана отыра көмірсулардан азықтық ашытқыларды өндіру жұмыстары меңгеріліп, канализация суларын аэробты жолдармен тазарту жолдары әзірленді.

3 Антибиотиктер кезеңі (1941-1960). Пенициллин антибиотигін түзетін Penicillum notatum жасыл түсті зең саңырауқұлағын ашқан Александр Флеминг «Пенициллин антибиотигін алу үшін еңбектенудің қажеті жоқ» деп жазған. Бірақ екінші дүниежүзілік соғыстың басталуына байланысты осы антибиотикке мұқтаждық пайда болған. Ағылшындық Х. Флори мен Э. Чейн (Оксфорд университеті) түрлі қоспалардан тазартылған сары түсті пенициллин ұнтағын алып, оны алдын ала патогенді бактериялармен жұқтырылған ақ тышқандарда сынақтан өткізіп, табысты нәтижелерге қол жеткізді. Осыдан кейін антибиотиктерді түзетін белсенді продуценттерді іздестіру, антибиотиктерді көп мөлшерде синтездеу қабілеті бар мутанттарды алу, саңырауқұлақтарды өсіру тәсілдерін жетілдіру және кең көлемде өндіру технологиясының схемаларын құрастыру жұмыстары қарқынды жүргізіле бастады. 1945 жылы пенициллин антибиотигін алу жұмыстары жаңа биологиялық өндірістің маңызды кезеңінің пайда болуына жол ашылды. Осы жылы 0,5 тонна пенициллин антибиотигі өндірілді. Аталмыш жұмысты ұйымдастыруға қатынасқан А. Флеминг, Х. Флори мен Э. Чейн 1945 жылы Нобель силығына ие болды.

4.меңгерілетін биосинтез кезеңі (1961-1971) микробты мутанттар көмегімен амин қышқылдарын өндіру. Тазартылған ферметтік препараттар алу. Имабилизациялаған ферметтерді және жасушаларды өндірістік қолдану. Катализациялық суларды аэробты тазалау және биогаз алу. Бактериалды полисахаридтерді өндіру.

5.жаңа биотехнология кезеңі (1973 ж, бастап) биосинтез антигендерін алу мақсатында жасушалық және генетикалық инженерияны қолдану. Моноклонды антиденелерді өндіретін будандарды, протопластарды және меристемді дақылдарды будандастырып алу. Эмбриондарды тасмалдау.