28 Билет

1 Ашытқы клеткалары – бұл бір клеткалы саңырауқұлақтар, 3 класқа бөлінеді: Ascomycetes, Basidiomycetes, Deiteromycetes.

- Аскомицеттер мицелий түзбейтін, клетка пішіні сопақша келген, диаметрі 3-15 мкм-ге жететін ашытқылар. Аскомицеттер бинарлы бөлінеді немесе аскоспорлар түзу арқылы жынысты жолмен (споралар арнайы клетка ішінде – дорбада немесе асқыда) бүршіктеніп көбейеді.

Биотехнологияның гендік инженерия саласында тәжірибелік жұмыстарға наубайханалық ашытқыларын көп қолданады – Saccharomyces cerevisiae. Ашытқының глюкозаны этанол мен көмір қышқыл газына айналдыру қасиетін пайдаланып, бұрыннан шарап өндірісінде, наубайханалық өнеркәсібінде қолданады. S.cerevisiae ашытқысының биохимиясы, физиологиясы зерттелген, барлық хромосома жинағындағы толық нуклеотидтік реті анықталған, зертханалық және өндірістік жағдайларда өсіру женіл, қоректік субстратты қажет етпейтін күшті промоторлары бар, трансляциядан кейін модификациясы бар ашытқы сонымен қатар, GRAS – “generally recognized as safe” тізіміне енген, яғни қауіпсіз деп танылған организмдер. Saccharomyces ақуызға бай биомассаны алуға қолданады.

- Базидомицеттер ашытқылар, базидиалы типті жынысты құрылым түзеді (базидиоспоралар). Базидиомицеттер арасынан өндірістік штамдар жоқ.

- дейтромицеттер ашытқы тәрізді саңырауқұлақтар, бүршіктеніп көбейеді, ұштарында хламидоспоралары бар псевдомицелий түзеді (жіпше созылатын өспелі құтышалардан клеткалар бүршіктенеді). Нағыз ашытқыларда псевдомицелий және хламидоспоралары жоқ, тек аскоспора түзеді.

Candida utilis, C.arborea – биотехнологияда ақуызды биомасса алу үшін қолданады; Torula spp. – сүт қышқылды ашытуда; Rhodotorula – тағам өнімдерін бұзады; Trichoderma cutaneus – ағынды суларды тазартуға қолданады; C.albicans – адамдарда кандидоз ауруын тудырады.

Candida туыстығына жататын ашытқылар тері өндеу зауыттарында және қағаз-целлюлозалық өнеркәсіп орындарында түзілетін сульфитті ағынды суларда өседі. Олардың ішінде уыттарды, фенолдарды тотықтыратын штамдары бар.

Сүт қышқылды бактерия ең алғаш 1887 жылы бөлініп алынған. Кейінірек лактозаны (сүт қанты) ашытатын басқа да микроорганизмдер анықталған. Сүт қышқылды ашудан алынатын соңғы өнімдеріне қарай микробтарды екі топқа бөледі: гомоферментативті және гетероферментативті. Оның біріншісі тек сүт қышқылын түзсе, ал екіншісі – сүт қышқылынан басқа ұшпа қышқылдарды, хош иісті заттарды, этил спиртін, көмір қышқыл газын, сутегін және т.б. түзеді.

Гомоферментативті сүт қышқылды бактериялар гексозаны ыдыратып, сүт қышқылының екі молекуласын түзеді. Соңғысы аралық өнімдерден, яғни ПЖҚ мен сутегінің қосылуынан пайда болады. Ортада қышқылдың концентрациясы жоғары (рН 4,6) болғанда казеиннің ұюы байқалады.

Гомоферментативті сүт қышқылды ашудың қоздырғышы Streptococcus lactis антимикробтық қасиетті иеленген (грам-оң бактериялардың өсіп-өнуін тежейді) полипептидті антибиотиктерді – низиндерді түзейді. Сонымен қатар, сүт қышқылды ашудың қоздырғыштарына Streptococcus cremoris (қаймақтан алынған таяқша), Lactobacterium bulgaricum (болгар таяқшасы), Lactobacterium acidophilum (ацидофилді таяқша), Lactobacterium casei (ірімшіктен алынған таяқша), кефир мен қымыздан алынған таяқшалар, т.б. жатады. Ашудың бұл түрі қатық, қымыз, кефир дайындауда, сүт қышқылын алуда және көкөністер мен азықтарды консервілеуде кеңінен қолданылуда.

Гетероферментативті (аромат түзуші) микроорганизмдерге Str.citrovorus, Str.paracitrovorus, Str.diacetilactis, Str.thermophilus жатады. Олар сүт қышқылды тағамдарға жақсы дәм мен хош иіс береді. Сүт қышқылды тағамдарды дайындау үшін аромат түзуші стрептококктарды гомоферментативті микроорганизмдермен араластырады.

Сүт қышқылы бактерияларды сүт тағамдарын дайындауда қолдану. Гомоферментативті сүт қышқылы бактериялары сүт шаруашылығында кеңінен қолданылады. Олар сүттен қышқыл сүт тағамдарын даярлауда пайдаланылады. Сүт қышқылы бактериялары әсерінен ортада сүт қышқылы пайда болады.

Қышқыл ортада шіріту бактериялары да тіршілік ете алмайды. Сүтте казеин, түрлі минерал тұздар, негізінен сүт қанты бар. Міне сондықтан да ол сүт қышқылы бактерияларына ең қолайлы орта болып саналады.

Сүттегі микроорганизмдердің саны мен сапасы оны сақтау жағдайына байланысты. Бұл көптеген микроорганизмдердің сүтке сырттан келіп түсетінін аңғартады. Желіндегі сүттің бір миллилитрінде не бары 300-400-дей бактериялар болады. Ал сауылған сүтте микроорганизмдердің мөлшері бұдан да көп, оның негізгі себебі – сауу кезінде тазалықтың сақталмауы. Егер санитарлық және гигиеналық ережелер қатаң сақталып, соған сәйкес сүтті сақтау жағдайы өзгерсе, көп кешікпей-ақ бактериялар көбейіп кетеді.

Сүтті сауғаннан бастап екі тәулік ішінде +30°-та ұстаса, бактериялар ете жақсы дамиды да, тез көбейеді. Ал температура жоғарылайтын болса, олардың біразы қырылып қалады. Әдетте жаңадан сауылған сүтте бактериялар бірден қаулап көбеймейді. Бұл сүтте бактериялардың өсуін тежейтін зат болатынын аңғартады. Сауылғаннан кейін сүт неғұрлым тез салқындатылса, солғұрлым онда бактериялар да азаяды. Салқындату қазір практикада кеңінен қолданылады.

Сауылған сүтте көбінесе сүт қышқылы бактериясының да болатыны анықталған. Май қышқылы бактериялары сүт қантынан май қышқылын түзеді. Оның иісі аса өткір және ұнамсыз болады. Май қышқылы бактерияларының споралары жоғары және төменгі температураға төзімді келеді. Сондықтан Бұларды сүтке түсірмеу – сапалы сүт тағамдарын даярлаудың басты шарты.

Сүтте болатын микроорганизмдердің 90%-тейі шіріту бактерияларынан тұрады. Бұлар сүт қантын ашытпағанмен, ондағы белокты ыдыратады. Сөйтіп, сүтте аммиак және басқа ұнамсыз иісті заттар түзіледі. Алайда шіріту бактериялары қышқыл ортаға төзімсіз болғандықтан қышқыл сүт тағамдарында шіріту бактериялары кездеспейді.

Сүтте ашытқы саңырауқұлақтар да болады. Сүт қантынан олар азғана мөлшерде (4,5%) спирт түзеді. Қымыз және кефир даярлағанда спирт едәуір мөлшерде жиналады. Өйткені Бұл тағамдарда ашытқы саңырауқұлақтар мен сүт қышқылы бактерияларының бірлесіп тіршілік етуіне қолайлы жағдай туады.

Ауалы жерде қышқыл сүт тағамдарында микроскоптық саңырауқұлақтар да тіршілік етеді. Олар бар жерде сүт қышқылы мөлшері азайып, шіріту бактерияларының тіршілігіне қолайлы жағдай туады.

Жалпы сүттегі микроорганизмдердің сапасы да, саны да өзгеріп отырады және бұл өзгеріс белгілі бір кезеңдермен жүреді.

Алғашқы кезеңде сүтке түскен бактериялар топтарының барлығы дерлік тіршілік етеді. Оның басым көпшілігі – шіріту бактериялары болады. Екінші кезеңде ортада сүт қышқылы бактерияларының әсерінен сүт қышқылы жиналады да, шіріту бактерияларының, тіршілігі тежеледі. Ал үшінші кезеңде сүт қышқылы бактерияларының тіршілігі баяулайды. Төртінші кезеңде жиналған сүт қышқылының әсерінен сүт қышқылы бактерияларының өздері қырыла бастайды. Әдетте шар тәрізді бактериялар ашудың бастапқы кезеңінде тіршілік ететіні анықталған. Кейін олардың қышқылға төзімді таяқша тәрізділері тіршілік етеді. Сүт қышқылы бактерияларымен бір мезгілде ашытқы саңырауқұлақтар да тіршілік етеді.

Қазіргі кезде сүттен толып жатқан тағамдар даярлайды. Солардың бірі – сүттен жасалатын айран, екіншісі – кілегейден жасалатын қаймақ.

Айран ұйыту үшін сүт алдымен +85-90°-та пастерленеді. Пастерленген сүтті 10-15 минуттай салқындатады. Сонда сүт температурасы +30°-қа төмендейді. Бұған таза сүт қышқылы бактерияларынан даярланған ұйытқы қосылады да, 6-8 сағат ішінде сүт ұйып, айран болады. Оны салқын жерде сақтайды. Сүт қышқылы микробтарының ішінен ұйытқыға болгар таяқшасын қолданады.

Қаймақ және сүзбе жасауда да осы микроорганизмдер қатысады. Бұл тағамдар көп уақытқа шыдамай бұзылып кететін болғандықтан, белгілі бір уақыт ішінде оларды тұтынуға жіберіп отыру керек.

Пастерленген сүттен ацидофиль айранын да жасайды. Ол болгар таяқшасының қатысуымен жасалған айранға өте ұқсас болады. Ацидофиль таяқшалары +37-40°-та сүтті бір қалыпты, тұтқырландыра ұйытады. Алынған енім ацидофилин деп аталады, Ацидофиль таяқшалары бар жерде шіріту бактерияларының тіршілігі тежеледі. Ацидофиль таяқшаларының осындай қасиеті анықталғаннан кейін, оның қатысуымен даярланған айранды асқазаны ауру адамдарға және балаларға шипа ретінде қолдану ұсынылды.

Сонымен қатар ацидофиль айранын мал шаруашылығында жас төлдерді азықтандыруға да қолданады. Бұл төлдерді асқазан ауруларынан сақтандырады. Қышқыл сүт тағамдарына кефир жатады. Оны даярлау үшін қайнатылған сүтке кефир ашытқы саңырауқұлақтарын және сүт қышқылы бактерияларын қосып ұйытады. Кефир даярлауда екі процесс, яғни сүт қышқылы және спирттік ашу процестері қатар жүреді. Мұнда температураның зор маңызы бар. Өйткені 20°-та сүт қышқылы ашу процесі жүреді, ал температура +15°-тан төмендегенде спирттік ашу процесіне қолайлы жағдай туады. Кефир – өте дәмді, аздап қышқылдау, қоймалжың сусын. Онда 1%-тей спирт, 1%-тей сүт қышқылы болады.

Кефирдің дәмін, сапасын жақсарту мақсатында қазір заводтарда оны даярлау технологиясын да аздап өзгертті. Ол үшін алдымен кефирге тән микроорганизмдердің тіршілік етуіне қолайлы жағдай жасалады. Температура +20-22°-қа төмендетіледі. Өйткені жоғары температурада ашытылатын болса, сүт қышқылы бактериялары тез арада ашытқы саңырауқұлақтарының тіршілігін баяулатады. Кефир даярлау барысында ондағы белок заттары аздап ыдырап, амин қышқылдарына айналады. Бұл тағамның сіңімділігін арттырады. Үю және даяр болу уақытына байланысты кефирді бір күндік, екі күндік және үш күндік, яғни күшті кефир деп бөледі.

Технологиялық ережелер сақталмағанда кефир бұзылып кетеді де, ондай бұзылған кефирді тұтынуға болмайды.

Қышқылды сүт тағамдарынан жиі пайдаланатындарының бірі – қымыз. Оны даярлауда да сүт қышқылы бактериялары, ашытқы саңырауқұлақтар қатысады, температурада Бұл микроорганизмдер жақсы дамиды. Қымызда Бұлар 2%-тей спирт, 1%-тей сүт қышқылының түзілуіне себепші болады. Қымызға тән микроорганизмдердің біріне термофильді сүт қышқылы бактериялары жатады.

Қымыз – организмге оңай сіңетін сусын. Ондағы сүт қышқылы асқазан бездеріне әсер етіп, ас қорытуды жақсартса, аздаған мөлшердегі спирт пен көмір қышқыл газы организмдегі зат алмасу процесін күшейтеді.

Қымыздың қазір емдік қасиетінің барлығы анықталды. Сүт қантын ашытатын саңырауқұлақтар адамдағы өкпе ауруын қоздырушы туберкулез бактерияларының тіршілігін тежейді. Соңғы жылдары қымыз сиыр сүтінен де даярланып жүр. Бұл үшін сүт қышқылы бактериялары мен ашықты саңырауқұлақтардың таза түрлері қолданылады. Сүт қышқылы бактерияларының ішінен ацидофиль және болгар таяқшалары қатысады, ал спирттік ашу процесіне арнап шампан немесе нан ашытқы саңырауқұлақтарын алады. Сиыр сүтінен де қымыз даярлауға болады. Оның технологиясы мынадай: майы алынған сүтке 20%-тей су құйып, сұйылтады да, 5) шамасында қызылша қантын қосады. Бұл қоспаны 15 минуттай +90°-та пастерлейді. Мұндағы мақсат – сүтте кездесетін басқа микроорганизмдерді қыру. Температура +40-45°-қа жеткенде оған 3-5% шамасында таза микробтардан алдын ала даярланған ашытқы қосады. Ашу процесі +35-37°-та жүреді. Бұдан кейін ұйыған сүтті жақсылап араластырады да, 30°-та ашытқы саңырауқұлақтарды қосып, тағы да ұқыпты түрде араластырады. Ашу процесі аяқталғаннан кейін қымызды бөтелкелерге немесе сол сияқты арнаулы ыдысқа қүйып, + 10-12°-қа дейінгі температурада арнаулы бөлмелерде одан әрі ашытады. Күшті қымыздар осындай температурада шамамен 12-16 сағат ішінде даяр болады.

Сиыр сүтінен даярланған қымыздың бір кемшілігі – жазда одан газ көбірек бөлінуінде. Сондықтан жаз айларында мұндай қымызды даярлағанда қантты аз (3%) қосу керек. Мұның өзі шамадан тыс болатын спирттік ашу процесін тежейді. Қымыз шипалық мақсатта қолданылатын болғандықтан, сүтті сумен сұйылтудың орнына іркіт (кілегейден май алғанда қалатын қалдық, майдың суы) сияқты дәмді сусындарды қосқан жөн.

Сүт қышқылы бактерияларының наңды ашытып пісіруде де зор маңызы бар. Әсіресе қышқыл дәмді қара нанды даярлағанда олар актив қатысады. Нан пісіруде сүт қышқылы бактериялары тіршілігіне қолайлы жағдай жасайды. Нанның көтеріліп пісуі де осы сүт қышқылы бактерияларың тіршілігіне байланысты.

Ашытқы саңырауқұлақтар мен сүт қышқылы бактерияларының бірлесіп тіршілік етуі эволюциялық даму барысында қалыптасқан.

Қышқыл сүт тағамдарының ішінен Орта Азия тұрғындарына, әсіресе қазақ халқына ежелден мәлім сусын – шұбатты атап өткен жөн. Шұбат түйе сүтінен даярланатын, шипалық қасиеті бар өте дәмді сусын. Мұнда да сүт қышқылы ашу және спирттік ашу процестері жүреді. Шұбатты даярлау үшін жаңа сауылған түйе сүтіне 10-40%-тей алдын ала даярланған ашытқы қосылады. Сүтті ағаш күбіде немесе қыш құмыраларда ашытады. +25-30° температурада сегіз сағат ішінде өзіндік иісі және дәмі бар шұбат ішуге даяр болады. Түйені әрбір сауған сайын сүтті шұбатқа қосып отырады. Шұбатта көбік көп болады. Ұзақ уақыт тұрып қалған шұбат шамадан тыс ашып, дәмі өзгеріп кетеді де, ішуге жарамай қалады.

Шұбат микроорганизмдерін зерттегенде одан жоғары температурада тіршілік ететін термофильді сүт қышқылы бактериялары табылған. Олардың пішіні таяқшаларға ұқсайды. Сүт қышқылы стрептококк бактериялары өте аз мөлшерде болады. Ашытқы саңырауқұлақтардан, әсіресе , сүт қантын ашытатын түрлері кездеседі. Сөйтіп шұбат даярлауда негізінен термофильді сүт қышқылы таяқшалары және аздаған мөлшерде стрептококтар және ашытқы саңырауқұлақтар қатысатыны анықталды. Сонымен қатар түйе сүтін пастерлегеннен кейін де ашытып, сапалы шұбат алуға болатыны дәлелденді.

Сүт қышқылы бактерияларды көкөністерді сақтауда пайдалану. Көкөністерді ашыту – оларды сақтаудың тиімді жолының бірі. Сондықтан оларды ашыту арқылы сақтау, жыл мерзімінің салқын кездерінде халықты түрлі витаминді азықтармен қамтамасыз етуге мүмкіндік береді. Қиярды, капустаны ашытып сақтауда да микроорганизмдер қарқынды қатысады. Олардың ішіндегі негізгілері – сүт қышқылы бактериялары. Олардың әсерінен азықта сүт қышқылы түзіледі. Оның мөлшері шамамен 0,9-1,2%-тей болады. Сүт қышқылы бактерияларының ішінде Бұл процеске бактериум кукумерис ферментати қатысады. Оның тіршілік етуіне қолайлы температура +34°. Қиярды ашыту негізінен үш кезеңнен тұрады. Бастапқы кезеңде қиярдағы қант ерітіндіге көшеді де, онда сүт қышқылының әсерінен басқа микроорганизмдердің тіршілігі тоқталады. Ортада тек сүт қышқылы бактериялары қалады. Үшінші кезеңде ортада жиналған сүт қышқылының әсерінен сүт қышқылы бактерияларың өздері де қырылады, сөйтіп, қияр консервіленеді.

Қиярды ашытуда да таза сүт қышқылы бактерияларынан даярланған ашытқыны қолдану жақсы нәтиже береді. Мұнда сүт қышқылы ашу процесі тезірек жүреді де, қышқыл молырақ жиналып, азық тез консервіленеді. Осы тәсілмен даярланған қиярдың дәмі жақсы, жеуге біршама сүйкімді келеді.

Капустаны ашытуда да дәл осыған ұқсас процесс жүреді. Онда да 1%-тей сүт қышқылы жиналады. Жалпы қиярды және капустаны ашытқанда олардың әрбір тоннасына 25-30 кг ас тұзы қосылады. Ac тұзы азықтан шырынның бөлінуін тездетіп қана қоймай, сүт қышқылы бактерияларының тіршілігіне де қолайлы жағдай туғызады.

Сүт қышқылын өндірістік тәсілмен өндіру. Түрлі қажеттерді өтеу мақсатында қазіргі кезде сүт қышқылын өндірістік тәсілмен алу да жолға қойылды. Мұндағы негізгі мақсат – алынатын шикізаттан барынша сүт қышқылын өндіру. Қазір осындай мақсатта Тhermobacterium ceraleae сүт қышқылы бактериясы қолданылады. Бұл гомоферментативті организм, ашытуға алынған қанттың 98%-ін сүт қышқылына айналдырады. Оған ең қолайлы температура +48-50°. Бұл температураның ең тиімді жағы сол, басқа микроорганизмдер осындай жағдайда тіршілік ете алмайды. Тhermobacterium ceraleae қанттардан декстрозаны, левулезаны, галактозаны, мальтозаны, сахарозаны жақсы ашытады. Ал сүт қанты лактозаны ашыта алмайды. Ол әсіресе солод сығындысында жақсы тіршілік етеді. Әдетте сүт қышқылын алу үшін дайын қантты емес крахмалды пайдаланады. Ол үшін крахмал алдын ала солод ферментінің көмегімен жай қантқа айналдырылуы қажет. Алынған сүзіндіні 50°-қа дейін жылытады да, оған 2%-тей таза, даяр Lhermobacterium ceraleae қосады. Мұнда пайда болған сүт қышқылы ортадағы бормен байланысады да, орта қышқылдығы кеп артпай, сүт қышқылы бактерияларының тіршілігіне қолайлы болып қала береді. Бірақ борды қосудың алдында оны жеке зарарсыздандыру керек. Технологиялық ережелерге сай болғанда ашу процесі 5-6 күнде аяқталады. Ашу аяқталғаннан кейін алынған қоспа +100°-қа дейін қыздырылып, бактериялар өлтіріледі, сөйтіп, белоктар тұнбаға шөгіп, сұйықтық мөлдірленеді, оны арнаулы сүзгіден өткізіп, тез салқындатады. Салқын сұйықтық күкірт қышқылмен өңделеді. Соның нәтижесінде сүт қышқылы және күкірт қышқыл кальций жеке бөлінеді. Сүт қышқылының сұйықтықтағы мөлшері 10%-тей. Бұдан әрі оны осы күйінде немесе арнаулы әдіспен тазартып, тұтынуға жіберіледі.

2Генетикалық химерлер алу жолдары.

Эмбриондарды бір түрге жататын жануарлар аналықтарының арасында нәтижелі ауыстырып салуға болады, ал басқа малдар арасында қалай өтетіндігін зерттеуге, жұмысты қой ешкі арасында да жасаған болған бірақта ол оң нәтиже бере алмады. Эмбрион бекінгенімен, төл тууы байқалмаған. Барлық түр аралық будандасудың нәтижелі болмау себептері қағанақ қызметінің бұзылуынан болған, ал оған себеп, төлдегі тегі бөтен антигендеріне деген аналық организмнің иммундық реакциясы себепкер болуда. Бұл үйлеспеушіліктің орнын микрохирургиялық жолмен химерлі эмбриондар алу тәсілдері шешеді.

Химерлар алу - шығу тегі, түрі мен тегіндегі айырмашылықтары айқын екі ұрықтың өскіндерін біріктіріп, бойында әр түрлі генотипті жасушалары бар бір буданды химерлі жануарларды- қозы-лақтар алу.

1. Бір генетиптекті жасуша

2. Екінші генетипті жасуша

3. Екі генетиптері араласқан жасуашалар:

Химер әдістері бойынша алынған ұрпақтың белгілері негізінде қандай ұлпадан қалыптасқанын анықтауға болады, мысалға, төл жыныстығының қалыптасуы қандай жасушалар, жыныстық жасушаларма не болмаса - «қосымша» жасуша гонадаларымен негізделеме?

Генетикалық химера деп бірнеше алуан түрлі эмбриондарды біріктіру арқылы алынған организмнің түрі. Бірнеше малдың жасушасы бар генетикалық химерлер «аллофенді деп аталады» және гендік инженерия жетістігі ретінде қаралады.

Химерлі жануарлар алудың екі жолы бар, оның бірін А.Тарковский мен В.Минц 1961 жылы тышқандардың бірнеше бластоцистерін агрегациялау - біріктіру жолдарын ұсынған. Екінші тәсіл ол эмбрион бластоцитінің ішіне келесі мал эмбрионынан алынған бластомерларды егу (Р.Гарднер,1968).

Алғаш ретте химерлі үй жануарларын бір түрге жататын жануарлар арасындағы алынған эмбриондар бластомерлерінің бастарын біріктіруінің нәтижесінде алған. Осы мақсатта химерлі қойларды алу үшін күрделі химерлі эмбриондарды (2-,4-,8-жасуша эмбриондарын) бір бірімен біріктірген екен. Әрбір алынған күрделі біріккен эмбрион, 2-8 аналықтың тең санды эмбриондар бластомерлерінен құралған. Эмбриондарды одан әрі дамыту мақсатында бірден агарға, содан соң алғаш бластоциста кезеңінде қой организміне ауыстырып салған.

Ірі қара мал химерлерін 1985 жылы Г. Брем және т.б., 5-6 күндік эмбриондардың жарты бөліктерін біріктіру арқылы алған. Жеті бұзаудың ішінде бесеуінде химерлік белгілері болмағаны мен бір бұзау екі тұқымның- голштинофриз және қызыл қоңыр швиц химері деп табылған.

Қалыпты дамыған бластоцисталарды реципиент организміне көшіріп қондыру арқылы тірі қозылар алынған,олардың қаны мен сыртқы белгілерін зерттеген кезде олардың көпшілігі химерлі екендігі байқалған. Аралығына 10 жыл салып 1984 жылы С. В.Фехели және т.б., қой мен ешкі жасушаларынан құралған 7 химерлі қозылар алынған,олардың барлығысы қозыға ұқсас болғанымен 3-нің жүндері ешкінікіне ұқсас бұйра тығыз болған. Қазіргі күндері ТМД елдерінің биотехнологтары, мал дәрігерлері мен зоотехниктері айтарлықтай үлес қосуда, зубрлардың азайып кетуіне және ауруларға төзімді, өнімі зор ірі қара мал түрлерін алу жолын қарастыруда.

Гендерді көшіріп қондыру арқылы трансгенді жануарларды алу жолдары

Трансгенді жануарлар алу. Гендік инженерияның соңғы жылдардағы зерттеулері тұқым қуалаушылық өзгергіштік бағыттағы ауылшаруашылық жануарларды алу мүмкіндігін дәлелдеген. Эмбрионның рецепиент жатырындағы трансгенді тышқанға кезекті дамуымен жүретін ұрықтанған жұмыртқа жасушасына генетикалық материалдың инекциясы үйреншікті жағдайға айналды. Тышқанның ұрықтанған жұмыртқа жасушасының пронуклеусіне түрлі клондалған ДНК фрагменттері, тышқанның металлотионеин–І (МТ) промоторынан тұратын және тышқанның немесе адамның өсу гормонының (ӨГ) құрылымдық гендермен қосылған конструкциялары енгізілді. МТ-ӨГ трансгендік тышқандар, әдетте қанында өсу гормонының жоғары концентрациясын құрайды және өздері, тез өседі.

Бұл жұмыстардың маңызды теоретикалық мағынасы және трансгенді жануарларды пайдаланудың ашылып жатқан үлкен экономикалық мүмкіндіктері ауылшаруашылық жануарларды зерттеудің негізі болды.

Тышқан жұмыртқа жасушасына жасалған зерттеулер цитоплазмаға қарағанда ядро инъекциясы кезінде жануар хромосомасының ген интеграциясы белсенді екенін көрсетеді. Алайда, көптеген үй жануарларының жұмыртқа жасушалары пронуклеус немесе ядросы жарық микроскоп арқылы көрінбейтіндей өте тығыз цитоплазмалы болып келеді.

Трансгенді жануарларды ұрықтанғаннан кейін зигота пронуклеустеріне рекомбинанты ДНК-ны, микроинъекция жасау арқылы қондырады.Трансгенді - трансформацияланған жануарларға, геномдарының құрамында жат - бөтен гендері бар малдар аталады. Трансгенді жануарлар алу трансгеноз әдісі арқылы іске асады. Трансгеноз деп генді бір биологиялық жүйеден басқа жүйеге жаңа белгілері бар организмнің жаңа формасын алу үшін жасанды жолмен тасымалдауды түсінеді. Трансгенді жануарлар әр түрлі биологиялық белсенді биотехнологиялық заттарды синтездеу және бағалы белгілері -(тұқымдылығы, өсіп-өну қарқындылығы жоғары, вирустық ауруларға төзімді т. б.) бар малдардың жаңа тұқымдарын алу үшін қолданылуы мүмкін.

Трансгеноз жұмысы кеп жақты және бірнеше сатылардан тұрады. Алдымен, екі пронуклеус (аталық және аналық) сатысындағы зиготаларды алу керек. Бұл үшін синхронды овуляция уақтылы қолдан ұрықтандыру немесе шағылыстыру керек, осыдан кейін белгілі уақыт өткеннен кейін зиготаларды хирургиялық жолмен алуға болады. Алынған зиготаларға бөтен ДНК-ны енгізбестен бұрын, оны in vitro жағдайында әр түрлі әдістер арқылы сақтау керек. Енгізу кезінде зиготалар вазелин майының астындағы арнайы ерітінді тамшысында орналасады, бұл сұйықтықтың кеуіп кетуінен сақтайды. ДНҚ-ны зиготаға енгізу үшін диаметрі 0,5-2 мкм аралығындағы шыныдан дайындалған микро түтікшелер қолданылады. Микро түтікшенің көмегімен 0,5 секундтан 2 минут аралығында ең ,аз дегеиде10^-11 мл ДНК-ны зиготаға микроскоптан бақылап енгізеді. Микроинъекциялау процесі зиготалар үшін зақымды, сондықтан олардың біраз мөлшері жойылып кетеді. Микроинъекциядан кейін 2 сағатқа жетпей жарамды зиготаларды (трансгенді) алдын ала, арналы дайындалған аналық - реципиенттерге тасымалдайды. Бұл кезеңде де зиготалардың көп мөлшері зақымдалады. Аяғында, трансгенді жануарлардың шығуы 1%-ға тең болады.

1980 ж. Ф. Раддел және оның қызметтестері алғаш рет герпес вирусының тимидинкиназа генін тышқан жасушасының геномына енгізе алды. Трансгеноз нәтижесінде алынған жеті тышқанның төртеуі ТК гені бойынша трансгенді болып шықты.

Траңсгенді тышқан алу тәжірибелерінің нәтижелері осындай зерттеулердің мал шаруашылығында жаңа биотехнологиялық бағыттарды жетілдіру үшін үлкен болашағы бар екендігін көрсетеді.

Шотландия генетиктері Дж. Кларк және т. б. француз биологтарымен бірігіп, қой сүтінің бета - лактоглобулин белок генін микроинъекциялау арқылы трансгенді тышқандар ала алды. Мұндай тышқандардың сүт бездерінде жаңа белоктың синтезделуі өтіп, сүттің сапасы өзгерді.

АҚШ-та жануарлар биотехнологиясы саласының белгілі маманы Катерина Гордон сүт бездерінде бағалы медициналық препарат – адамның плазминоген белогы синтезделетін трансгенді тышқандар алды. 1985 жылдан бастап, трансгенді мал алуда кептеген ғылыми жұмыстар жүргізілуде.

Трансгеноз әдісі ауыл шаруашылық малдары ішінен алдымен қойда айтарлықтай ғылыми нәтиже берді. Австралия ғалымдары зиготаға өсу гормоны генін микроинъекциялау арқылы әлемде алғаш рет трансгенді қойлар алды (Т. Скотт, 1986). Зерттеушілер тәжірибеде, тышқанның муталтионеин промоторын қойдың өсу гормонының құрылымды генімен біріктірді. Бес аптадан кейін трансгенді қозыларға мырыштың болмашы мөлшерін енгізгенде рекомбинантты ДНК тізбегінің реттеуші бөлігі яғни промоторы активтеліп, соматотропин генінің интенсивті синтезі іске асқан. Оының нәтижесінде 2—4 жылдан кейіп трансгенді қойлар өздерінің тірі салмағы бойынша құрдастарынан 1,5 есе асып түсті. Қазіргі уақытта Австралия ғалымдары. құрамында күкірт бар амин қышқылдарының синтезделуіне жауапты екі ферментті жаңа гендерді қойларға өнгізу жұмысын жүргізуде.

Осы конструкцияны зиготаларға микроинъекциялау арқылы трансгенді қойлар алынды. Шотландия генетиктері сүтінде адамның антитрипсин а- 1 белогы бар трансгенді қойларды алды. Бүл қосылыстың 1 л. - сүттегі мөлшері 35 г тең болды. Медицинада оны өкпе ауруларын емдеу үшін қолданады. АҚШ ғалымдары трансгенді ешкілердің 1 л сүтінен адам қанының тромбтарын ыдыратып плазминогеннің 3 г ала алды.

Болашақтағы ғылыми жобаларда қойдың, сиырдың немесе ешкі мен мегежіннің сүт бездерінен (немесе қанынан) интерферон, инсулин сияқты өте құнды дәрі-дәрмек алу жолдарын ойластыруда.

Сонымен, жоғарыда келтірілген мәліметтер, трансгенді малдарды алу осы заманауи биотехнологияның келешегі айғақты екендігін көрсетеді, ал оның негізгі мақсаты – малдың генотипін жаңадан құрастырып, олардан адам үшін бағалы өнім өндіру.

Жануарлардың өсуін үдететін стимуляторлар мен модификаторлар

Өсу гормоның (ӨГ) басқа гормондармен бірге қолданған кезде жануарлардың өсуіне әсер ететін гормондық реттеудің тиімділігін айтарлықтай жоғарлатады. Wagner, Jochle (1986 ж) ӨГ және соматомединді, инсулинді, тиротропинді бірге қолдануды ұсынған. Алайда бұл ұсынылған ұсыныс тек соматомединге ғана байланысты қолдау тапты. Biogen фирмасы (АҚШ) соматомедин С генін клондаған, сонымен қатар олар (Wagner, Jochle, 1986) ӨГ препараттарымен бірге бір мезетте қолдануға болатын соматомедин гормонның штамм-суперпродуцентін құрастыруды жоспарлап отыр. Осы фирманың мамандарының пікірінше ӨГ препараттарына қарағанда ауылшаруашылық жануарларының өсуін үдететін стимулятор ретінде соматомединді қолдану тиімді болған.

Малшаруашылығына арналған биотехнологиялық препараттар тізіміне гормондық реттегіштермен қатар β-агонистері мен протеаз ингибиторы ретіндегі ақуыздарды қосуға болады. Ақуыз ыдырауының жылдамдығын тежейтін протеаз игнибиторлері бұлшық ет массасының жиналуына айтарлықтай ықпалына тигізсе, ал май алмасуларын өзгертетін β-агонистері бұлшықет ұлпаларының қалыптасуын үдетіп, майдың аз мөлшерде жиналуына ықпал жасайды.

Өсуі үдетілген трансгенді жануарларды алу

Гендік инженерияның қазіргі кездегі ең негізгі бағыттарының бірі ауыл шаруашылық жануарларының күрделі көп жасушалы организмдерінің тұқым қуалаушылығын өзгертуге бағытталған. Соның ішінде жануарлардың геномына тірі организмдердің метаболизмін үдететін және өсуді детерминирлейтін гормондардың, ӨГ гендерін ығыстырып тасымалдау жолдары қарастырылуда. Осындай әзірлеудің негізгі мақсаты ет өнімдерінің сапасын және сүт өнімділігін жоғарлату, өсу қарқының арттыру сияқты көрсеткіштерді гормоналдық препараттардың көмегінсіз ақ, табиғи жолмен арттыру болып табылады. Осындай маңызды қызықты міндеттерді шешу үшін теориялық және арнайы әдістемелік талдаулар қажет. Алайда қазіргі кезде іргелі зерттеулерді модельді нысандарда қолдану нәтижесіз болып отыр. Зертханалық жануарлардың ішінен тышқандарды қолдану арқылы өсуі үдетілген химерлі организмдер және трансгеноздар алынды.

Трансгенді жануарларды (тышқандарды) алу үшін микрошприцтердің және ұрықтандырылған ооциттің пронуклеусіндегі микрокапиллярлардың көмегімен рекомбинатты гендерді инъекциялау әдісі кеңінен қолданылады.

Зертханалық жануарлардың ішінен, әсіресе цитоплазмасы мөлдір болатын ооциттері бар тышқандарға микрокапилярлы әдісті қолдану арқылы жақсы нәтиже алуға болады. Көпшілік ауылшаруашылық жануарларының ооциттерінің мөлдір болмауына байланысты ДНҚ пронуклесуке енгізу қиынға соғады. Соған қарамастан әр түрлі әдістемелік және техникалық жетістіктерге байланысты, кейінгі жылдары осындай күрделі жануарлардың ооциттеріне ДНК енгізу мүмкіншілігі туындап, нәтижесінде трансгенді қойлар, шошқалар, қояндар және сиырлар алынған.

Тышқандардың жұмыртқа жасушаларына жүргізілген зерттеулерде жануарлардың хромосомасына гендерді интеграциялағанда цитопалзамадан гөрі ядроға инъекциялау тиімді болған. Алайда көпшілік үй жануарларының жұмыртқаларының цитоплазмасы өте тығыз болып келеді, сондықтан жарық микроскобымен қарағанда пронуклеустер немесе ядролар көрінбейді. Hammer et al. (1985) бұл мәселені шешу үшін қойлардың жұмыртқаларын интерференциялық-контрасты микроскоппен қараған. Ал шошқалардың эмбриондарын 3 минут бойы 15 000 айналымда центрифугалау арқылы бөліп алуды ұсынған. Авторлар қоянның, қойдың және шошқа эмбриондарының ядросына адамдардың өсу гормонының генін инъекциялаған. 5000 жуық жұмыртқа инъекцияланып реципиенттерге отырғызылған. Нәтижесінде олардың 500 жуығы ұрпақ берген. Адамдардың өсу гормонының генін интеграциялау жиілігі қояндар (12,8%) мен шошқаларда (11,0%) бірдей болып, ал қойларда (1,3%) төмен болған. Интеграцияланған гендердің экспрессиясын МТ-ӨГ мРНҚ сандық анықтау арқылы зерттейді. Талдауға алынған 16 қоянның 4-нің бауырынан ғана МТ-ӨГ мРНҚ саны анықталды. Салыстырмалы түрде алатын болсақ тышқандарда осы геннің экспрессиялау жиілігі 70% болған. Ал шошқалардан құйрығынан және құлағынан алынған ұлпалардан мРНҚ-ның деңгейін анықтаған. Нәтижесінде бірнеше трансгенді жануарлардан МТ-ӨГ мРНҚ аздаған мөлшерде айқындалды.

Осындай техниканың бір түрі болып екі жасушалы эмбриондардың ядросына, бластоциттердің кеңістігіне және ооциттердің цитоплазмасына ДНҚ инъекциялау болып табылады.

Альтернативтік тәсілдердің біріне ретровирустық және басқада векторлардың көмегімен эмбриондарды трансфекциялау немесе генеративті жасушаларға рекомбинатты гендерді енгізу жолдарын жатқызуға болады.

3Ферментация үрдістеріне қажетті шикізаттар. Ферментациялық орталарды оптимизациялау

Кез келген өндіріс шикізаттан басталады. Әлемде жылына өндірілетін биотехнологиялық өнімдердің жалпы көлемі миллиондаған тоннамен өлшенеді. Микробиологиялық өндірісте қолданылатын шикізаттардың 90%-дан астамы этанол өндіруге жұмсалса, 5% нан пісіруге қажетті ашытқыларды өндіруге, 1,5% антибиотиктерді, 1,65% органикалық қышқылдар мен амин қышқылдарын өндіруге жұмсалатындығы айқындалған. Биотехнологиялық өндірісте қолданылатын шикізаттардың құны өндірілген өнімнің жалпы құнының 40-65%-ын құрайды екен.

Қоректік субстрат немесе қоректік орта құрамы сұйық, тығыз және газ тәрізді компоненттерден тұратын күрделі жүйе болып табылады. Көптеген ферменттер жасушаның беткейінде орналасады немесе қоршаған ортаға бөлінеді. Сонымен қатар биосинтезден пайда болған өнімдердің бір бөлігі жасушалардан шығып, қоректік ортада жиналады. Кейбір аралық метаболиттер жасушалардың резервті қоректік қоры ретінде сақталады. Бұл қорды жасушалар негізгі қоректік заттардың көзі таусылған жағдайда пайдаланады. Өсіріліп жатқан биообъекті мен қоректік ортаның физико-химиялық факторларының арасы тығыз байланыста болады. Бірінші жағынан бұл факторлар (рН, осмостық қысымы және т.б.) жасушалардың өсуі мен продуценттердің биохимиялық белсенділігін қадағалап отырады. Екінші жағынан жасушалардың өсіп-өнуінің әсерінен қоректік ортаның химиялық құрамы мен физико-химиялық құрамы әрдайым өзгеріп отырады. Бұл жағдайлар ферментацияланған субстраттарды жасушалардың ішкі ортасының жалғасы ретінде қарастыруға мәжбүр етеді. Ферментация кезінде субстраттар мен биообъектілердің жиынтығы қалыптасады.

Микробиологиялық өнеркәсіпке қажетті шикізаттар. Микроорганизмдер кез келген органикалық қосылыстарды сіңіре алатындықтан микробиологиялық биотехнологияда потенциальды ресурс ретінде әлемде кездесетін барлық органикалық заттарды, фотосинтездің бастапқы және екіншілік өнімдерін, сонымен қатар жер қойнауындағы органикалық заттардың қорын пайдалануға болады.

Ферментация субстраттары. Қоректік орта құрамындағы продуценттің қоректену сипаттамасы, ферментативтік мүмкіндігіне сай келетін көміртегі, азот, фосфор, күкірт, микроэлементтер, минералды тұздардың көздері болады. Продуценттерге негізінен гетеротрофты микроорганизмдер, биосинтез кезінде ауксотрофты аэробтар немесе ашыту процесінде –анаэробтар жатады.

Көміртегі көзі ретінде пайдаланылатын органикалық қосылыстардың ыдыралуы кезінде биосинтез процесінде құрылымдық блок болатын метаболиттерді (бастауыш заттарды) түзейді және клетканың өмір сүруіне қажетті энергиямен қамтамасыз етіледі.

Органикалық қосылыстардың метаболиттік айналуларға жеңілдігі олардың көмірсуларға тез ауысуына, ерігіштігіне, көміртегі атомының тотығу дәрежесіне, молекулалардың кеңістіктік конфигурациясына тәуелді.

Микроорганизмдердегі сіңірілген органикалық заттар тотығу-тотықсыздану процестеріне қатысады. Бұл кезде көміртегі атомдарының бір бөлігі - СО, - СООН-қа дейін тотығады және олардан кейін СО₂ түзіледі. Келесі бөлігі - СН₃, - СН₂, - С-ға дейін тотықсызданып, амин қышқылы, пуриндік және пиримидиндік негіздер, жоғары май қышқылының және т.б. құрамына енеді.

Азот көздері нуклеин қышқылы, амин қышқылдары молекулаларында және т.б. микроорганизмдер клеткаларындағы қосылыстарда аминді (NH₂), иминді (NH) топтарды түзу үшін қажет. Ең қолайлы азот көзі клеткаларға оңай енетін және амино-, иминотоптарына трансформацияланатын аммиак және аммоний. Ең жақсысы органикалық қышқылдардың аммоний тұздары (минералды аммоний тұздарға қарағанда). Азоттың органикалық көздерін қолдану әдетте олардан аммиакты бөліп алу және соңғыларды микробты клеткаларының жұтуымен байланысты.

Ферментациялық процесте қолданылатын көміртектік және азоттық қоректену көзі ретінде арзан әрі жеңіл табылатын субстраттар, көбінесе ет-сүт, спирт өндірісінің қалдықтары, ауылшаруашылық өсімдіктерді және т.б. қайта өндеу қалдықтары қолданылады.

Келесі көміртек көздері қолданылады:

1. Көмірсуы бар қосылыстар (глюкоза, сахароза, лактоза):

• меласса – қант өндірісінің қалдығы (45-60%-құрғақ заты - сахароза, сонымен бірге құрамында органикалық қышқылдар, амин қышқылдары, кейбір витаминдер, минералды заттар бар). Жиі амин қышқылдар, ферменттер, нан пісіретін ашытқылар биосинтезінде қолданады;

• крахмал (картоп, жүгері) бұл полисахарид тағамдық, фармацевтикалық технологияларда, амилолиздік белсенділікке ие микроорганизмдерді өсіруде қолданылады;

• жүгері ұны, құрамында 67-70% крахмал, 12% белоктар бар. Антибиотиктер, ферменттер өндірісінде қолданылады;

• бидай кебегі (үн өндірісінің қалдығы), беткейлік, қатты фазалық ферментацияда қолданылады, құрамында 16-20% крахмал, 10-12% белокдар бар. Олар экономикалық жағынан қаражатты. Оларды қызылшалық сығындымен, ағаш үгінділерімен, жеміс-жидектер сығындыларымен араластырады;

• сүттің сары суы (сыр, сүзбе өндірісінің қалдығы) құрамында 4-4,7% лактоза, 05-1% белоктары бар;

• өсімдік текті қалдықтар гидролизаты (ағаштың, сабанның және т.б. гидролизаттары). Жоғарғы температурада қышқылдық және сілтілік гидролиз жолымен дайындалады. Бұл жағдайда жоғары молекулалы қосылыстар - полисахаридтер: целлюлоза, лигнин, олиго-, ди- және моносахаридтерге дейін ыдырайды (4-8% қанттар). Өсімдік текті шикізат гидролизаты этил спиртін өндіруде, кейін азықтық ашытқыларды спирттен кейінгі барда өсіру немесе ашытқыларды спиртсіз бірден өсіруде қолданылады. Сонымен қатар, сульфитті сілтілер (бұл целлюлоза - қағаз өндірісінің қалдығы), лигнин және гемицеллюлоза гидролизінің өнімдері қолданылады (құрамында 3,5% қант бар).

2. Көмірсулы емес көміртегі көздері:

• сұйық көмірсутектер – н-парафиндер, С₁₁-С₁₄ фракциялары. Таза шикізаттар, бірақ қосымша азот және минералды заттар көздері қажет. Азықтық ашытқылар, лимон қышқылын өндіруде қолданылады;

• 12% этанол – сірке қышқылын өндірудегі микроорганизмдерді өсіруге арналған, метил спирті - азықтық микробтық белоктар алуға пайдаланады;

• газдар көмірсутектері (метан, этан, бутан, пропан). Табиғатта азот NН₄, NO₃, N₂ түрінде, амин қышқылдар, мочевина, пуриндер, пиримидиндер құрамында кездеседі. Тотығу және гидролиз нәтижесінде аммиак аммонийге айналады. Кейін ол амино- және амидотоптарды тасымалдаушылардың негізгі төртеуінің (глутамин қышқылы, аспарагин қышқылы және карбомоилфосфат) қатысуымен клеткамен ассимиляцияланады.

Азоттық қоректену көздері:

• бейорганикалық көздер: аммоний сульфаты (жиі қолданылады), аммоний нитраты, аммиакты су, карбамид;

• органикалық қосылыстар:

1) жүгері экстракты, крахмал-сірнелік өндірістің қосалқы өнімі, құрамында жалпы азоттың 6,4-8% бар;

2) соя ұны (45% протеин, 25-30% көмірсулар, минералды тұздар);

3) ашытқы клеткалар гидролизаты (қышқылдық, ферментативтік гидролизаттар және азықтық ашытқылар экстракттары), құрамында аммоний азоттың 40-60%, көмірсулар, амин қышқылдары бар;

4) балық ұны (65% белоктар), ет-сүйек ұны (50% белоктар), майсызданған құрғақ сүт (34% белоктар).

Күкірт көздері – сульфаттар. Клеткалардағы күкірт тасымалдаушысы – цистеин. Одан күкірт SН - сульфгидрильді тобы түрінде клетка компоненттеріне қосылады. Метионин, липоин қышқылы, тиаминпирофосфат, А коферменті құрамындағы күкірт цистеиннен (цистеин сульфатты жұту жолымен синтезделеді) түзілуі мүмкін. Фосфорлық қоректену көздері: жүгері экстракты, соя ұны, т.б. фосфоры бар органикалық қосылыстар. Органикалық емес көздері: аммофос, бір-, екі алмасқан калий және натрий фосфаты. Органикалық фосфоры бар қосылыстар клетка мембранасы арқылы өтпейді, сондықтан оларды периплазматмиалық кеңістікте орналасқан фосфатазалар ыдыратады. Фосфаттар шектен тыс көп болғанда, цитоплазматикалық қосындылар түрінде, энергия мен фосфор көздері ретінде полифосфаттар түзіледі. Қоректік ортадағы фосфордың жоғарғы концентрациясы биомассалық және көптеген продуценттердің өсуін ширатады, бірақ мақсатты өнім синтезін басады.

Микроэлементтер және минералды тұздар аз концентрацияда микроорганизмдердің өсуі мен дамуына қажетті, Бұл Са, Со, S, Мg, Fe, Сu, Zn, Ni; олардың тұздары және т.б. химиялық элементтері. Мынадай өсу факторларына – амин қышқылдары, витаминдер, пуриндік және пиримидиндік негіздерге, т.б. қатысты продуценттер ауксотрофтығы байқалатын қосылыстар тізбегі.

Сонымен қатар, культуральдық ортасына бастауыш-метаболиттер енгізіледі: лизин биосинтезінде – аспарагин қышқылы, пенициллин биосинтезінде – фенилсіркесу қышқылы, эритромицин синтезінде – пропил спирті, витамин В₁₂ – 5,6-димтил-бензиимидазол, триптофан – антронил қышқылы және т.б. Олар мақсатты өнім құрылымына енеді, оның өнімділігін арттырады.

Ферментация процесі барысында биореакторға құрамында микробты клеткалар өсуі мен дамуына қажетті заттары бар қоректік ортасымен бірге келесі реагенттер оқтын-октын түрде енгізіліп отырылады:

• беткейлік белсенді заттар - көбік басушылар (олеин қышқылы, сүйек және шошқа майы, пропинол, лапрол және т.б.);

• рН коррекциясы үшін титранттар (кальций карбонаты, химиялық жолмен тұндырылған бор және т.б.);

• асептикалық жағдайларды ұстап тұру үшін кейде антибиотиктер қолданылады.

Ферментация процесіндегі масса алмасу үш фазалы ортада өтеді: культуралдық сұйықтық-газ-микробтық клеткалар. Мысалы, оттегі газ күйінен еріген түрге дисперсиялану керек, содан кейін, сұйықтықтан микробтық клеткаларға диффузиялану жүреді. Сондықтан субстратты алдымен дайындау, культура ортасын биореакторда гомогенизациялау қажет.

Қоректік ортаны гомогенизациялау субстрат және оттегі, көмірқышқыл газы метаболиттерін микробтық клеткаларға жеткізудің және одан әкетудің оптимальды жағдайларын тудырады, қоректік орта компоненттері және оттегі биореакторда біркелкі тарайды. Гомогендік физикалық-химиялық параметрлердің дұрыс бақылауын және тиімді ферментацияның гидродинамикалық жағдайларының тұрақтылығын қамтамасыз етеді.

Қоректік ортаның сандық және сапалық құрамы әр өнеркәсіптік штамға, оның метаболиттік ерекшеліктерін ескере отырып, оңтайландырылады. Қоректік ортаны оңтайландыру критерийі – мақсатты өнімнің шығымдылығы.

Культуралдық ортасын жасау кезіндегі тұрақты міндеттер:

• ауыл шаруашылық культурадарды өсіру және қайта өңдеу технологиясын қатаң ұстану нәтижесінде шикізаттың стандарттық деңгейін көтеру;

• шикізаттың биологиялық тиімділігін сипаттайтын оның параметрлеріне технологиялық жағдайларды анықтау және енгізу;

• шикізаттың жаңа, дәстүрлі емес түрлерін, ең алдымен қалпына келетін және арзанын таңдау;

• әр технологиялық процеске негізгі шикізатпен қамтамасыз етудің бұзылу жағдайларына қосымша шикізат түрін табу.

4Антиген – телімсіз резистенттіліктің жасушалары қатарына табиғи иммунитеттің, сонымен қатар телімді иммунды жауаптың қалыптасуына АТЖ санатында қатысатын моноциттер, макрофагтар және оның туындылары жатады.

Организмге енген антигенге қарсы иммунды жауаптың өрістеуі үш түрлі жасушалардың, атап айтсақ Т-, В-лимфоциттерінің және макрофагтың өз-ара әрекеттесуін қажет етеді. Макрофагтар Т-жасушаларының көмегісіз В- лимфоциттерінің белсенділігін тек қана тимусқа тәуелсіз антигендерге (липополисахаридтерге және т.б.) қарсы арттыра алады.

Организмнің иммундық жүйесі денеге енген антигендерге қарсы иммунды жауаптың бес түрін қалыптастырады: антиденелер түзу, иммунологиялық жады (есте сақтау), иммунологиялық толеранттылық, гиперсезімталдықтың шапшаң түрі, гиперсезімталдықтың баяу түрі.

Телімді иммунды жауаптың пайда болуына түрткі болатын заттар антигендер. Антигендер деп иммунды жауапты тудыра алатын бөгде заттар мен құрылымыдарды атайды. Антигендердің екі негізгі қасиеттері бар: 1) өздеріне тән (телімді) антиденелердің немесе сенсибилизденген лимфоциттердің пайда болуына себепкер болу; 2) өздеріне қарсы түзілген антиденелермен немесе сенсибилизденген лимфоциттермен әрекеттесу. Антигендердің бірінші қасиеті олардың иммунногенділігін, ал екіншісі – телімділігін (ерекшелігін) анықтайды. Антигендер гуморалдық және жасушалық жауапты тудырып қана қоймай, кей жағдайларда белгілі бір антигенге бейтараптылық немесе ғылыми терминмен айтқанда иммунологиялық толеранттылық көрсетеді.

Гуморалдық иммунитеттің негізін телімді антиденелер құрайды. Антиденелер – антигендердің әсерінен организмде В-лимфоциттері (плазматикалық жасушалар) түзейтін және осы бөгде заттармен әрекеттесе алатын (телімді) ақуыздар – иммуноглобулиндер. Иммуноглобулиндердің бес класы белгілі: IgG, IgM, IgA, IgD, IgE. Иммуноглобулиндер – екі ауыр (әрқайсысының молекулалық салмағы 50000 Д) және екі жеңіл (әрқайсысының молекулалық салмағы 25000 Д) полипептидтердің тізбектерінен тұратын ақуыз. Иммуноглобулиннің молекуласында жеңіл және ауыр полипептидердің әрбір жұбы бір бірінен айнымайтын тізбектер. Полипептидтің әрбір тізбегі вариабелді (өзгермелі) және константты (тұрақты) бөлімдерден құрастырылғын. Антидененің вариабелді бөлімінде антигендермен әрекеттесе алатын белсенді орталықтары орналасады. Антиденелер бір антигенді екіншісінен ажырата алатын қабілетке ие. Олардың әрқайсысы тек өздерінің пайда болуына себепкер болған антигендермен ғана әрекеттесе алады. Антиденелердің бұл қасиеті оның комплементарлығы деп белгіленеді. Антиген-антидене реакциясы организмге әрдайым пайдалы болмай, кейде залалды да болып келуі мүмкін. Айталық, аталмыш реакциялардың нәтижесінде денеге енген заттар, соның ішінде микробтар өңделіп, фагоцитозға жеңіл тартылады, бөгде ақуыздар бейтарапталынады, трепонемалар, лептоспиралар, келімсек жасушалар талқандалынады. Сонымен қатар кейбір жағдайларда антиген-антидене кешені анафилаксияны, есекжемді, демікпені және басқа аллергиялық реакцияларды тудырады.

Телімділігі бірдей антиденелер белгілі бір антидене өндіруші жасуша клонының өнімдері болып табылады. Бір лимфоцит клонының өнімдері моноклоналды антиденелер деп белгіленеді. Әрбір бөгде зат антигендердің кешенінен құралатынын ескерсек, оған қарсы иммунды жауапты қалыптастыруға лимфоциттердің бірнеше клондары қатысатын болады. Міне сондықтан да организмде бөгде затқа қарсы түзілген антиденелер жиынтығын поликлоналды антиденелер деп атайды. Моноклоналды антиденелерді зертханалық жағдайда гибридома технологиясының көмегімен алуға болады.

Иммунологиялық жады антигеннің екінші рет енуіне иммундық жүйенің қарқынды және жеделдетілген жауабы. Екінші иммундық жауап Т және В еске сақтау лифоциттерінің көмегімен іске асады. Мұндай жасушалар организмде ұзақ мерзім бойы әрекетін сақтап, антиген туралы мәліметтерді жаңа жасушаларға беріп отырады. Міне сондықтан да жады лимфоциттері өздеріне телімді антигендер денеге екінші рет енсе, оларға қарсы шапшаң және тиімді жауапты тудырады.

Иммунологиялық толеранттылық деп организмнің иммундық жауапқа қабілеті бола тұра нақты бір антигенге жауап қайтара алмауын айтады. Бұл жауаптың табиғи және туынды түрлерін ажыратуға болады. Біріншісі организмнің антигенмен өзінің құрсақтағы даму кезеңінде кездесуі нәтижесінде пайда болса, ал екіншісін оның постнаталдық (туылғанынан кейінгі) өмірінің алғашқы уақытында ғана жасанды түрде қалыптастыруға болады.

Аллергия (гиперсезімталдықтың шапшаң немесе баяу түрлері) организмнің белгілі бір бөгде затқа жоғарғы сезімталдығы. Ол әдетте антигеннің (аллергеннің) денеге екінші рет енуі кезінде өріс алады. Аллергия көптеген патологиялық процестердің және аурулардың дамуына жол ашып береді. Дегенмен, гиперсезімталдықтың жасуша реакциялары адам мен жануарларды кейбір жұқпалы аурулардан, айталық туберкулезден, бруцеллезден, мерезден, кандидоздардан қорғай алады. Организмнің нақты бір антигенге қарсы аллергиялық реакцияларды дамытуын сенсибилизация терминімен белгілейді.

Кейінгі кезде ғалымдар аллергиялық реакцияларды мына келесі төрт топқа жіктеп отыр: 1) шапшаң түрде өтетін анафилактикалық және атопикалық реакциялар; 2) цитотоксиндік және цитолитикалық реакциялар; 3) Артюс реакциясы, сары су ауруы, аллергиялық альвеолит және т.б.; 4) баяу түрде өтетін реакциялар – инфекциялық аллергия, трансплантаттың ығыстырылуы, аутоаллергиялар және т.б. Аллергияның бірінші үш түріне антиденелер, ал төртіншісіне Т-лимфоциттері жауапты болады.

5 Каллус ўлпасын өсіру үшін екі тәсілді ќолданады: тығыз ортада және сўйыќ ортада, яғни терең ќабатта өсіру. Бірінші тәсіл алғашќы каллус ўлпасын алу үшін және өсімдікті өз ќалпына келтіру үшін ќолданады. Екінші тәсілді – сўйыќ ортада өсіру, көбінесе өнеркәсіп технологиясында, биохимиялыќ және физиологиялыќ зерттеулерде, пайдалы екінші зат алмасу метаболиттерін алуда және жасуша селекциясында  ќолданылады. Бўл тјсіл бойынша жеке жасушаларды немесе олардың шағын бөлшектерін сўйыќ ортада үнемі араластырып, ауамен толыќтырылып отыратын жағдайда өсіреді.Каллус ўлпасынан суспензия өсіндісін алу. 2-3 г борпылдаќ каллусты 60-100 мл араласып тўратын сўйыќ ортаға көшіргенде, суспензия өсіндісі алынады. Одан кейін колбаны жылдамдығы  минутына 100-150 айналымы бар айналғышќа орналастырады. Каллус ўлпасын жеке жасушаларға бөлшектеу  және  жаќсы өсетін суспензия пайда болу үшін алғашќы ўлпасын 2,4–D ќосылєан Са⁺ иондарсыз ортада өсіреді, сондай-аќ тасымалдау алдында пектиназа ферментімен өңдеу ќажет.  Содан кейін алынған алғашќы сўйыќ ортаны 1-2 ќабат сүзгі арќылы өткізіп,  каллус ўлпасының ірі бөлшектерінен бөліп алады.                                                                           

Жасушаныѕ әрбір линиясы үшін инокулюмның (келесі ортаєа   кґшірілетін суспензия ґсіндісініѕ бґлімі) ең аз мөлшері алынады. Инокулюмның мөлшері азайған сайын, лаг–фазаныѕ ўзаќтығы ўлғая түседі. Сўйыќ ортада өсетін жасушаны жүйелі түрде жаңа ќоректік ортаға жиі көшіріп отыру ќажет,  өйткені еріген ќоректік заттарға бай сўйыќ ортада жасуша барлыќ жағынан толыќ ќамтамасыз етіліп, жасушалары тез бөлініп,  өсуі де жылдамыраќ болады. Жаќсы сўйыќ ортада өсетін жасуша линияларының саны 5-10 жасушадан көп болмауы керек. Морфологиялыќ жағынан жасушалар /мґлшерлері кішірек, цитоплазмасы тығыз, пішіні жўмыртќа тәрізді/ біркелкі болады.