15 Билет.

1 сұрақ. Биологиялық қауіпсіздік- тірі ағзалардың өздерінің биологиялық мәнін, биологиялық қасиеттерін, жүйелі байланыстарын сақтау; -бөтен және трансгенді гендердің енгізілуі; -тағамның бактериялармен ластануы; Табиғи қорлардың ластануы; -қалыптасқан экожүйесіне бөтен текті ағзалардың енуі нәтижесінде орын алған биологиялық бүтiндiктiң кең ауқымды жоғалтуын сақтап қалу.

Генет.модификац. өнімдер. Қазіргі таңда молекулярлық биология, гендік инженерия табыстарының арқасында генетикалық модификацияланған өнімдер қолданылады. ГМ өнімдерін 3 категорияға бөлуге болады: 1) ГМ бастауын құрайтын азықтық қоспа ретіндегі өнімдер (негізінен жүгеріден, соядан дайындалған); 2) трансгенді шикізаттан өндірілген өнімдер (соялық ірімшік, сүт, кукурузные хлопья, томатная паста); 3) трансгенді көкөністер мен жемістер.

Гендік модификацияланған микроорганизмдер биотехнологиялық өндірісте продуценттер ретінде, сонымен қатар арнайы қызметтері бар гендердің көзі ретінде қолданылады. Мысалы, Sacch.cerevisiae генет. модификац. штамдары жасалған, синтезделген рекомбинантты ақуыздары қолданылады:

- дәрілік зат ретінде: эпидермис өсімінің факторы, инсулин, инсулинге ұқсас өсім факторы, тромбоцитарлы фактор өсімі, проинсулин, фибробласттар өсімінің факторы, гранулоциттер мен макрофагтардың колония белсендіргіш факторы, L-антитрипсин;

- фермент ретінде: сыр өндірісінде сүттің ұюын тудыратын (казеинді ыдырататын) химозин немесе аспартилпротеиназа бұқа ферменті. Аталған ферментті синтездейтін Sacch.cerevisiae рекомбинантты штамы жасалған.

2 сұрақ. Микроорганизмдердің өндірістік штамдарын жасау әдістері. Сақтап қалу мәселесі. М/о өндірістік штамы –өндірістік мақсаттар үшін қолданылатын штамм және ол белгілі бір ағзадан бөлініп алынған немесе биотехнологиялық әдістердің көмегімен өндірілген жаңа қасиеттерге ие, яғни пайдалы қасиеттері бар штамдарды айтамыз және олар кейбіреулері мо коллекциясында депонирленген болып табылады.

РҚ м/о коллекциясы келесі негізгі функциялардың орындалуын қамтамасыз етеді: Генетикалық модифицирленген штаммдарды, ашытқы, мицелиальды саңырауқұлақтарын, актимицидтерді, бактерия штаммдарын жинайды, зерттейді; Ғылыми зерттеулер мен өңдірістік мақсат үшін коллекцияда қолданылатын культуралармен қамтамазыз ету; коллекциялық штамдарды фено және генотиптік сипаттамалардың зерттеу негізінде биологиялық белсенділігімен тіршілікке қабілеттілігін жетілдірумен оңтайлығын қамтамасыз етеді; өндірістік продуцент‑мо жасап шығару үшін Рқ мо коллекциясында сақталынып жатқандардың биологиялық қасиеттерін зерттейді және генетикалық анализ жүргізеді;

Қасиеттері толық зерттелген және қайда қолданылатыны белгілі ҚР микроорганизмдер коллекциясы:

Lactobacillus plantarum – орамжапырақты ашытуы үшін ұйытқы; 2) Bacillus pumilis - алма паршасының қоздырғышына арналған активті антагонист;

3) Bacillus subtilis 34 - Антагонист возбудителя гомоза хлопчатника

4) Bacillus polymyxa 423 -активная фосформобилизирующая (фосфатрастворяющая) культура

5) Bacillus subtilis 62-Антагонист грибов фузариум, вертициллиум, возбудителей черной корневой гнили

6) Azotobacter chroococcum K-2- Суперпродуцент полисахаридов, рекультивация, повышение плодородия малопродуктивных почв 7) Azotobacter vinelandii 65- Повышение урожайности овощных культур – продуцент физиологически активных веществ 8) Saccharomyces cerevisiae-Дрожжи для домашнего виноделия. Коллекцияда құстардың жан‑жануарлардың, а.ш малдардың, адамнвың өте қауіпті ауру туғызғыш м.о. коллекцияда сақталады. Коллекцияда сақталған әр мо паспорты болады. Паспорт алу үшін бөліп алған мекеме мемлекеттік м.о-р коллекциясына хат жазады. Штамның патогенді емес жөнінде анықтама болуы керек. Паспорт жасау: Штам бөлініп алынған ұйымның атауы, Штамның авторы, Ұйымның почталық адресі, Штамның атауы, Штамның номері, Штамның бөлініп алынған жері, Штамды бөліп алу тәсілі, Дипанирле себебі, Музейлік немесе өндірістік штамм(қымбат мақсатта қолд), культуралдык морфологиялық ерекшеліктері,штамның өнімділігі және басқа да өндірістік көрсеткіштері,штамды сақтау үшін қажетті қ.о. құрамы, сақтау тәсілі, жағдайлары, Штамды көбейту үшін қажетті жағдайлар, штамның генетикалық ерекшеліктері, әдебиетке сілтеме. М.о өңдірістік штамдарын жасаудың қазіргі заманғы әдістері биотехнологиядағы генетикалық инженерия б.т. Генетиклық инж. әдісі бойынша In vitro жағдайында м.о конструкциалау. Конструкциалауда бірнеше штаммдардың бағалы белгілеріне жауап беретін гендерді енгізе аламыз. М.о генетикелық инж классикалық обектісі б.т. Көптеген жылдар бұрын тәжірибедегі пайдалы белгілері бар, тіршілікке қабілетті мо 25-30 жыл бойы сақтауға болатындығы жайлы нәтиже алынған. Бұлай сақтауға мәжүбірлейтін басты себеп бағалы белгілерді жоғалтып алмауда. Тірі қалуға гарантия беретін және бактериялардың, актиномицеттердің және саңырауқұлақтардың өнімділігін сақтау жағдайы, ортасы іріктелініп алынған,мысалы сүт қышқылды бактерияларды лиофилизация барысында 5 жыл, вазелинді майдың астында сақтау бойынша 10 жыл; актимицеттер үшін топырақ пен құмда 10-25 жыл, физиологиялық ерітінді мен минералды майдың астында – 10 жыл; винолық және нан

4 сұрақ. Биокатализ – құрылымдары әртүрлі реагенттерден әр түрлі жаңа заттарды синтездеу немесе күрделі заттардың фермент әсерімен ыдырауы. Биокатализ кезіндегі негізгі реакциялар: гидролиз; изомерация немесе молекулалық құрылымдарының өзгеруі; күрделі заттардың синтезі; ашу және қалпына келу; қос байланысты реакциялар.

Биотрансформация-бастапқы заттың құрылымына ұқсас белгілі өнімдерге әкелетін микробиологиялық айналу үрдісі. Сұйық ортада өсірілетін жасушаларды мультифермент жүйелері ретінде қолдануға болады, олар химиялық заттарды биотрансформациялайды. Осындай жасушалардың белсенді ферменттері табиғи немесе синтетикалық өнімнен одан да бағалы заттарды алу үшін пайдаланады. Биотрансформация үрдістері әртүрлі ферментативті реакциялар көмегімен жүзеге асады: тотығу-тотықсыздану, гидрооксилдену, дегидрооксилдену, гидрогендену, дегидрогендену, эфир гидролизі, изомерация.

5 сұрақ. Сомалық будандастыру- будандастырудыңн жыныстық шағылыстыру жолынан басқа жолы. Бұндай жағдайда ата-аналық клеткалар ретінде оқшауланған сомалық протопласттарды пайдаланады; қосылған протопластардан кейіннен регенерация арқылы будан, тұтас өсімдіктер пайда болады өседі.

Сомалық будандастырудың мүмкіншіліктері:

1.Жыныстық жасушалары сәйкес келмейтін өсімдіктерден будан алуға болады;

2.Бір - бірімен алшақ түрлер мен туыстарға жататын өсімдіктерді будандастыруға болады;

3. Асимметриялық будан алуға болады (бұл будандардың генотипінде ата–анасының біреуінің гаплоидтык гендер жиынтығымен қатар екіншісінің бірнеше хромосомалары қосылады);

4.Үш және одан да көп өсімдіктердің буданын алу жүйесін құруға болады;

5.Егер түрішілік будандарда қосылған жасушалардың хромосомалары сақталатын болса, түраралық будандарда ата-аналарының біреуінің хромосомалары жоғалады, осыған байланысты гендердің картасын жасауға болады, яғни олардың белгілі хромосомаларға жататынындығын екендігін анықтауға болады;

6. Ядролық емес гендердің, яғни плазмогендердің гетерозиготалық буданын алуға болады;

7. Жыныс жолмен будандастыруда кездесетін шектеулерді жоюға болады.

Гибрид өсімдіктерді талдау әдістері. Протопластардың косылып будан клетканын пайда болғанын бірнеше әдістермен тексеріп, дәлелдеуге болады. Ол үшін генетикалык (будандастырулык) және биохимиялык талдаулар өткізеді.

Арнайы тандап алынған өсімдік формаларын бір-бірімен будандастыру нәтижесінде тараған үрпактардын фенотиптік белгілерінін бастапкы аталык пен аналыктан каншама ауытқып, өзгеріске үшырағандығын статистикалык есептеу аркылы біледі.

Кобінесе сомалық будандар цитогенетикалык талдауға түседі, яғни хромосомаларынын күрылымы мен саны зерттеледі. Бүл әдіс алыс туыстардын (трибааралык, түкымдасаралык) будандарына колайлы. Себебі олардын шығу тегіндегі аталык пен аналык өсімдіктердін хромосомалары арасында әжептәуір айырмашылығы бар. Егер будандаскан түрлердін хромосомалары морфология жағынан үксас болса, онда оларды дәлірек айкындау үшін дифференциялды бояу әдісі қолданылады; Хромосомалардын әрбір гомологиялык жүбына тән ерекше сызыктарын аныктайды.

Түраралық будандар үшін биохимиялық талдау әдістерін кең пайдаланады. Полиакриламид гелінде электрофорезді жүргізіп, одан кейін белгілі ферменттік активтігі бар белоктарды бояу аркылы изоферменттерді зерттеу; ең қарапайым және тиімді

Сомалық гибридтерді тәжірибеде қолдану. Сомалық будандастыру цитология, генетика, молекулалык биология, физиология салаларыңда теориялык мәселелерді зерттеу үшін, сондай-ак практикалык селекцияда қолданылады.

Сомалық будандастыру селекция үшін өте жана технология. Ол жыныстык жолмен будандаса алмайтын өсімдіктердің формалары мен түрлерін будандастыруға мүмкіндік береді.

Сомалық будандастырудын практикалық жетістіктері Nicotiana, Solanum, Datura туыстары ішіндегі түраралык будандарды шығарумен байланысты болды. Мысалы, практикалык селекция үшін бағалы темекінің кейбір жабайы түрлері шаруашылыкка құнды Nicotiana tabacum сорттарымен жыныстык жолымен будандаспайды. Ал парасексуальдык будандастыру арқасында ұрпақ беруге кабілетті амфидиплоидтык өсімдіктер алынып, кейін олар селекция жүмыстарында пайдаланылды.

Сасыкмендуананың өнеркәсіпте қолданылатын мол алкалоидты сорттарын. шығарудағы селекция жұмыстарында сомалық будандар қолданылады. О. Шидер 1978 ж. сасыкмендуананын жыныстык будандасуға кабілетсіз түрлерінін протопластарын косып, нормалы үрык бере алатын сомалық будандарды алды.

№ 19 билет 1 сұрақ. Донорды іріктеу. Донорды таңдау аса жауапты жұмыс, өйткені кез-келген мал сапалы, өміршеңдігі жоғары эмбрион бере бермейді. Донорға қойылатын талаптардың ең бастысы ол асыл тұкымды,жоғары өнімді экстерьері, дене салмағы, сүттілігі, сүтінің майлылығы, саулықтардың жүні сапалы болу керек.

Малдәрігерлік тұрғыдан қарағанда оның денсаулығында, жыныс мүшелері мен желіндерінде ешқандай ақаулық болмау керек, әсіресе жұқпалы індеттерден; туберкулез, бруцеллез, лейкоз, трихомоноз, вибриоз, (кампилобактериоз), хламидиоз, аусыл т.б. таза болуы керек.

Донордың жасы 3-4 бұзаулаған (саулық болса 2-3 қоздаған) сиырдың соңғы төлдеуі ешқандай қиналусыз өтіп, жыныстық айналымы белгілі уақытында, бір ырғақта өтіп жатқан мал болғаны дұрыс.

Алғашқы кезде донордың саны 2-3 есе көп болады, кейіннен, гормональді препараттарды қолданғанда, суперовуляцияға бейімі бар сиырларды ғана іріктеп қалдырады.

Реципиенттерді іріктеу. Реципиенттер үшін оның асыл тұқымды, құнды мал болуы шарт емес, тек қондырған эмбрионды құрсағында өсіріп жеткізе алатындай болса болғаны. Ол үшін реципиентің денсаулығы жағынын қойылатын талаптардың бірі жұқпалы індеттерден таза, мекен ортаға бейімделген тұқым буыны, жыныс мүшелерінде ақаулық жоқ, жыныс айналымы белгілі уақытында физиологиялық бір ырғақта туындап тұрады, азықтандыруы мен жалпы экстериерлік күйі жақсы деңгейдегі мал болғаны дұрыс.

Реципиент ретінде таңдалған мал физиологиялық тұрғыдан жетілген, салмағы 320-350кг аралығында, құнажын жасынан бастап 5-6 жастағы сиырға дейін малды ала беруге болады. Бір донорға 6-8 реципиент дайындайды, екеуінің де күйі жақсы болу керек.

2 сұрақ. Тағам өндірісінде м/о-ді қолдану: Sacch.cerevisiae –аспаздық ашытқы, шарап, эль; Sacch.carlsbergensis-Лагерн сырасы; Sacch.rouxii-Соя тұзыдығы; Propionibact.shermanii Швейцария ірімшігі;

Сүт қышқ. сусындар –сүтке сүт қышқ. бактер.-ң таза дақылдарын, сірке қышқылды бактерия/ды қосу арқ. ашытады. Сүт қышқылды өнімдерді дайындау үшін аромат түзетін стрептококктарды сүт қышқылды не кілегейлі м/оге қосады.

Ірімшікті өндіру үшін қой, ешкі, сиыр сүтті қолданады. Ірімшікті дайындау технологиясы сүттің ұюынан басталады, ол үшін ұйытқы және ұлтабар ферментін химозинді енгізеді. Егер сүт ұйымаса, ол ірімшік алуға жарамсыз б/ды.

Шарап.Шырынында 15-25% қанты бар ақ немесе қызыл жүзімге Sacch.cerevisiae var. Ellipsoids, Sacch.vini дақылын енгізеді, ашыту процесі 3-5 тәулік бойы 20-24°С температурада өтеді.

Cыра.Арпа дәндерін быршытады, яғни дәндерде крахмалды ыдыратуын катализдейтін ферменттердің пайда болуы үшін қысқа мерзімде көктетеді. Осындай көктеген арпаны ұнтақтап, 65-67°С темп-да сумен араластырады. Бірнеше сағатта крахмал олиго-және моноқанттарға гидролизденеді. Алынған сулы экстрактіні -солод ашытқысындәндер қалдығынан айрады да қайнатады, сыраның дәмін, иісін және ароматын келтіру үшін қүлмақ қосады. Суслоны қайнатқанда ферменттер әсерін тоқтататын түрлі заттар құлмақтан бөлінеді, ақуыздар түңбаға түседі.

Енді суслоға Sacch.cerevisiae var. Carlsbergensis таза дақылын себеді, яғни төменгі ашытқыларды. Ашыту процесі 7-10 тәулік бойы 10-12°С температурада жүреді. Ашыту процесі көбік түзілуімен жүрмейді, ферментация аяқталғанда ашытқы дақылдарын алып тастап сыраны жетілдіруге қояды, ендігі ашыту 4°С температурада 7-30 тәулік өтеді, кейін фильтрация және пастеризация жасайды.

Мал азығын даярлау үшін сүрлеу әдісін қолданады. Сүрлеу дегеніміз- микробиологиялық және химиялық факторларды пайдалана отырып, жемшөпті маңызды биологиялық қосылыстармен байыту және сақтау. Сүрлеу ылғал жемшөпті ауа райының жағдайларына байланыссыз шырынды күйінде сақтауға мүмкіндік береді. Пішенге арнап жиналған шөпке қарағанда сүрлеу процесі шөптегі қоректік заттардың шығымын кемітеді. Сонымен бірге мұнда микробтар көмегімен түрлі органикалық қышқылдар, витаминдер, амин қышқылдары түзіліп, азық сапасы едәуір жақсарады. Онда кейде спирт те кездеседі. Сапалы сүрлемде 1-1,5% тей болады. Осы сүт қышқылының көмегімен азық ұзақ уақыт бұзылмай сақталады,азық сапасы едәуір жақсарады.

Жалпы сүрлем дайындаудың екі әдісін ажыратады: салқын әдіспен жем-шөпті сүрлегенде онда температура +30-35° –тан аспайды. Бұл үшін алдын ала сүрлем салынатын орға шабылған шөпті турап салады да, оны әбден нығыздайды, үстінен ауа еңбейтіндей етіп, қымтап жабады. Сонда сүрлемде тез арада органикалық қышшқылдар түзіледі, оның басым көпшілігі сүт қышқылы болады. Сүрлемде тіршілік ететін сүт қышқылы бактерияларының ішінде гетероферментативті топтаы қанттан сүт қышқылымен бірге сірке қышқылын түзуге бейім келетін де түрлері бар екен. Салқын әдіспен даярланған сүрлем 8-10 күн ішінде малдарды азықтандыруға даяр болады. Оның түсі жасыл- сары, иісі тұздалған көкөніс немесе жемістікіндей болады. Мал оны сүйсініп жейді. Ыстық әдіспен сүрлегенде орды азыққа бірден толтырмайды. Алдымен жемшөпті қалыңдығы 1,5 м етіп салады да бір-екі күндей нығыздамай, сол күйінде қалдырады.Сонда мұндай жемшөп өздігінен қыза бастайды да, тепература +45-50° та көтеріледі. Бұдан кейін сол шөптің үстіне қалыңдығын сондай етіп тағы да шөп салады. Осы шөп салмағының әсерінен төменгі қабаттағы ыстық ауа жоғары көтеріліп, соңғы салған шөпті қыздырады. Сүрлемді жақсы нығыздаған соң ауа бармайтындай етіп қымтап жабады. Ыстық әдіспен даярланған сүрлемнің иісі ұнамды болғанымен, жұғымдылығы өте төмен болады. Мұнда жоғары температурада амин қышқылдарымен қанттар өзара әрекеттесіп,организмге жұғымсыз меланоидин деген зат түзеді. Сондықтан бұл әдісті қазіргі шаруашылықтар қолданбайды.

Сүрлем дайындау үшін қолданылатын гомоферментативті сүт қышқылы бактериялары: St.lactis, str.thermoptyuiophilus, strep.plantarum жатады.

3 сұрақ. Кезеңдік және жартылай кезеңдік ферментациялау үрдістерінің технологиялық режимдерін басқару. Периодтық ферментация кезінде алдын-ала залалсыздандырылған биореактор жабық жағдайда гомогенизацияланған, компоненттік қүрамы бойынша дайындалған, залалсыздандырылған қоректік орта мен себілетін материалдармен толтырылады. рН, температура, қажет болған жағдайда белгілі мөлшердегі аэрация және араластыру бекітіледі. Ферментация процесі біткен соң, биомассаны биореактордан шығарады. Ферментерді жүмысқа қайта дайындайды, залалсыздандырылады да, процесс қайталанады.

Егер периодтық ферментацияда микроорганизмдер ферментация барысында дақылдық орта жаңартылмай өсірілсе, онда субстратты қосумен өтетін мерзімді ферментацияда дақылда оқтын-оқтын түрде белгілі мөлшердегі жаңа қоректік орта қосылып отырады. Егер процесс көп компонентті орталарда (меласса, жүгері экстракты, целлюлоза мен ақуызы бар әр түрлі заттар) жүргізілсе, онда қосымша қоректендіруді толық ассимиляцияланатын субстраттармен (сахароза, спирт, т.б.) жүзеге асырған жөн. Бұл мақсатты метаболит өнімін арттыруға мүмкіндік береді. Процесс біткен соң, биомассаны өңдеуге жібереді.

Технологиялық процесс жалпы мынаған бағытталған:

- микробтық клеткалардан СО₂ әкетіп, О₂-мен қамтамассыз ету (аэробтар);

- дақылдық сүйықтықты қарқынды араластыру. Бұл гомогенизацияны, нутриентердің, микробтық клеткалар мен О₂-нің биореактор бүкіл көлемі бойынша біркелкі таралуын, іркілген өңірдің болмауын қамтамассыз етеді;

- биореактор мен онымен байланысқан коммуникацияның стерилизациясын жүзеге асыру, асептикалық жағдайды қамтамасыз ету;

- ферментациялық процесті бақылау және басқару жүйелерін автоматизациялау.