Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

биотехнология кітап

.pdf
Скачиваний:
422
Добавлен:
18.02.2016
Размер:
4.29 Mб
Скачать

Мал

шаруашылығында

жасанды

ақуыз

көздерін

пайдалану

ол

өнімділігін

арттыруға мүмкіндік береді. Мысалы,

берілетін жем

құрамына1

 

тонна ашытқыларды қосу– қосымша 800 кг шошқа етін өндіруге мүмкіндік

жасаса, құс шаруашылығында бұл көрсеткіш2200

кг дейін жетеді. Сиыр

 

шаруашылығында олардың рационына ақуыз-дəруменді қоспаларды араластыру,

 

малдардың сүт өнімділігін арттыруға мүмкіндік береді.

 

 

 

 

Ақуыз

өндірудегі

ашытқылардың

негізгі

кемшілігі

, ретіндеолардың

 

құрамында көп мөлшерде, яғни 6-12% нуклеин қышқылдарының болуын айтуға

 

болады. Жəне бір кемшілігі – ашытқылардың қабықшаларының өте берік болуы

 

себепті, мал ағзасында қортылуы өте қиынға түседі. Олардың қабықтарының тез

 

бүлініп, мал ағзасында толық қортылуына мүмкіндік жасау ,үшінкөбінесе

 

актиномицеттің бір түрінен алынатын ферменттер қолданылады.

 

 

 

10.4 Ақуыз өндірудегі бактериялардың маңызы

 

 

 

 

Патогенді емес бактериялар ақуыз өндіруде басқа, осындай мақсатта

 

қолданылатын

микроорганизмдерден

біршама

басымдылыққа

ие

б

саналады.

Өйткені, біріншіден – олардың

көбею қарқындылығы

басқалардан

 

біршама жоғары болса, екіншіден – олардың құрамында ақуыз бен метионин көбірек кездеседі. Сонымен бірге бактериялардан ақуыз алудың кей кемшіліктері де бар. Атап айтар болсақ, олардың құрамында рибонуклеин қышқылы өте көп болса, ал өте бағалы болып табылатын амин қышқылы – лизин мөлшері салыстырмалы түрде аз кездеседі. Олардың ішінде ақуыз өндірудегі болашақтық маңызы бары қатарында, сутегін суға дейін тотықтыра алатын– сутекті бактериялардың маңызы зор деп есептелінеді. Осы үдеріс барысында бұл бактериялар сутегін суға тотықтыру кезінде босайтын энергияны, органикалық заттарды синтездеуге пайдаланады. Бұл реакцияны қысқаша түрде төмендегі теңдеу арқылы көрсетуге болады:

36Н2 + 12О2 + 6СО2 → С6Н12О6 + 30Н2О

10.5 Микроскопиялық зең саңырауқұлақтар мен балдырлардың ақуыз өндірудегі маңызы

Микроскопиялық саңырауқұлақтар қоршаған ортаның əртүрлі қышқылдық, тұздылық немесе температуралық жағдайларында өсіп-өнеді. Ғалымдардың пікірінше көптеген микроскопиялық саңырауқұлақтардың азықтық маңызы бар. Микроскопиялық саңырауқұлақтардан дайындалған дəрмектерді сабағы жуан əрі қатты болып келетін малазықтық шөптерді жұмсартып, олардың қортылуын жақсартуға жəне құрамын əртүрлі биологиялық белсенді заттармен байы мақсатында пайдалануға болады.

Микроскопиялық саңырауқұлақтардың құрамында аз ғана мөлшерде, яғни 2% көлемінде нуклеин қышқылдары кездеседі. Саңырауқұлақтар өнімдері мұнан басқа да кейбір артықшылықтарға ие. Мысалы, олардың құрамында хош иісті заттардың болуы себепті, жақсы иіс шығарады. Амин қышқылдарының құрамы

90

бойынша саңырауқұлақтық ақуыздар еттің ақуыздарына жақын болады. Олардың

құрамына 0,2% метионин

қосылса,

сіңімділгі 100% дейін

артады.

Саңырауқұлақтардың жасуша

қабықтары

өте жұқа болуы себепті, қосымша

өңдеуді талап етпей, ас қорыту мүшелерінде тез қорытылады. Саңырауқұлақ өнімдерімен қоректендіру нəтижесін тексеру, олардың мал ағзасына ешқандай

зиянын тигізбейтіндігін көрсеткен.

 

 

 

 

Микроскопиялық

балдырлардың

ақуыз

өндірудегі .

Ммалңызы

шаруашылығына

қажетті

азықтық

ақуыз

өндіруде

микрос

балдырлардың да маңызы да бар. Мысалы, Жапонияда тұщы суда бір жасушалы балдырлар – хлорелланы өсіру нəтижесінде 1 га су беті аумағынан16 тоннаға дейін ақуыз өндіруге қол жеткізілген. Мұның тиімділігінің дəлелі ретінде1 га жерге егілген арахис өсімдігінен тек қана471 кг ақуыз алуға болатынын келтіре кетеміз. Италияда полиэтиленнен жасалған арнайы құбырларда су балдыры– спирулинді өсіру нəтижесінде, оның 1 м2 аумағынан тəулігіне 20 гр дейін құрғақ ақуыз алынған. Бір жылда осындай əдіспен егілген1 га плантациядан, 1 га соя өсімдігі егілген жерге қарағанда 10 есе артық ақуыз алуға болатыны анықталған.

Ғалымдар бір жасушалы теңіз балдырларын өсіру мақсатында фитобиологиялық реакторлар жасап шығарған. Қарапайым түрде бұл реакторлар шыны немесе пластмассадан жасалған құбырға ұқсас болады, ал оның үстінде белгілі бір балдыр түрі өсіріледі. Су балдырларының қалың орналасуы ЭЕМ(электронды есептеуіш машина) мен компютерлер арқылы реттеліп отырылса, биомасса шығымы күн сəулесінің түсу деңгейіне байланысты болады. Осындай реактор арқылы қосымша көп мөлшерде крахмал алуға, жəне оны биотехнологиялық

жолмен

өңдеп, жанар-жағар

май

ретінде

қолданылатын

этил

спир

айналдыруға болады.

 

 

 

 

 

11.Биотехнологиялық жолмен тағам өнімдерінің құнарлығын арттыру

БҰҰ-ның тағам жəне ауылшаруашылығы бойынша статистикалық деректері бойынша дүние жүзіндегі халық санының артуынан, оларды қажетті тағаммен қамтамасыз ету мəселесі туындауда. Аталған ұйымның мəліметі бойынша жер шары халқының жартысынан астамы толық құнды азықпен қамтамасыз етілмесе, 500 млн. аштық жағдайында, 2 млрд. адам жеткіліксіз мөлшерде жəне дұрыс тамақтанбайды екен.

Күнделікті тұтынатын тағам əртүрлі жəне құрамында ақуызд, майлар, көміртекті заттар мен дəрумендерге бай болып келуі қажет. Энергия көзі болып табылатын – майлар мен көміртекті заттарын белгілі бір мөлшерде өзара немесе ақуызды заттармен алмастыруға болатын болса, ақуыздың өзін басқа ештеңемен толықтыруға болмайды. Тағам мəселесінің өзектілігі, сайып келгенде, ақуыз тапшылығынан туындайды. Қазіргі кезде аштыққа шалдыққан аймақтардағы басты себеп – ақуызбен жеткілікті мөлшерде қамтамасыз етілмеуі болып табылады. Ғалымдардың ең төменгі есебі бойынша жер шары халқында ақуыз тапшылығы жылына 15 млн. тоннаны құрайды екен. Сондықтан, қазіргі кезде ақуыздың негізгі көзі ретінде құрамында 30 пайызға дейін ақуызы бар майлы дақылдардың дəндері– соя, зығыр дəні, арахис жəне басқалары көптеп қолданыла бастады. Құрамындағы

91

қайсібір

алмастырылмайтын

амин қышқылдары бойынша мұндай өсімдік

бидайдан

басым тұрса, балық

пен жұмыртқа ақуыздарына жақындайды. Мысалы,

соя ақуызы АҚШ, Англия сияқты мемлекеттерде құнды азықтық материял ретінде

кеңінен қолданылуда.

 

 

 

 

 

Тиімді ақуыз көзі ретінде балдырларды қолдануға

болатыны

анықталған.

Соңғы

кездері

микробиологиялық

синтез

арқылы

азықтық

ақуыз

мүмкіндіктері үлкен қызығушылық тудыруда. Өйткені микроорганизмдер құрамы бойынша ақуызға өте бай келеді, яғни олардың салмағының70-80% осындай

заттардан

тұрады. Бұлардағы

синтездік

үдерістер

өте

қарқынды .

жү

Микроорганизмдерде, жануарлармен салыстырғанда, ақуыз синтезі 10-100 мың есе

қарқынды жүреді. Мысалы, салмағы 400 кг сиыр тəулігіне 400 гр ақуыз синтездейтін

болса, 400

кг бактериялары –

40 мың

тонна шығара

алады. Сондықтан

 

микробиологиялық синтез арқылы өндірілетін1 кг ақуызға, малдардан өндірілетін осындай ақуыз мөлшеріне қарағанда өте аз шығын жұмсалады. Сонымен бірге, ауылшаруашылығымен салыстырғанда, микробиологиялық синтез арқылы ақуыз өндірудегі технологиялық үдерісі көп еңбекті қажет етпейді жəне маусымдық ауарайының өзгерістеріне де тəуелсіз келеді.

Синтетикалық жіп өндірудегі қарапайым технологиялық үдерістерді жасанды ақуыз өндірісінде қолдану арқылы, ұзына бойы созылып, шумақталып келетін ақуыз молекулаларын түзіп, оны арнайы пішіндік заттармен толтырып, ароматты, дəмдік, бояғыш заттарды қосу арқылы табиғи ақуыздық заттардың барлығына ұқсатуғ болады. Осындай жолмен жасанды ет(сиыр, шошқа жəне əртүрлі құс еттері), сүт, ірімшік жəне де басқа өнімдер алынған. Қазір олар хайуандар мен адамдар тарапынан биологиялық сынақтардан өтуі нəтижесінде зертханалық деңгейден асып, АҚШ, Англия, Индия, Азия жəне Африка елдерінің дүкен сөрелерінен орын тапқан. Бүгінгі күні тек қана Англия мемлекетінің өзінде, осындай өнімнің түрі жылына 1500 тоннаны құрайды. АҚШ мектеп оқушыларының ас мəзіріндегі ақуыздық бөлігінің 30% жуығын, соя өсімдігінен құралған жасанды етпен алмастыруға рұқсат еткен.

Ричмонд госпиталінде (АҚШ) емделетін науқастарға берілетін жасанды ет, бас диетологтың өте жоғары бағасын алған. Осындай еттен дайындалған антрекот тағамын бергенде, науқастар оның неден жасалғанын сезбеген де тек қана оның біршама тығыздылығына көңіл аударған. Мұндай етті ұсақтап кесіп бергенде, ешқандай наразылық білдірілмеген. Сол жерде жұмыс жасайтын қызметкерлер де

осындай етті

тұтынғанын ешқандай сезіктенбеген. Олар мұны кəдімгі ет деп

есептеген. Госпиталь дəрігерлері осындай рацион құрамының науқастардың, əсіресе

атеросклероз

ауруымен

ауыратын

адамдардың

денсаулығына

оң

ететіндіктерін

келтіреді. Бұл еттің

құрамына арнайы

өңделген

жасанды ақуыз,

азғана мөлшерде жұмыртқа альбумині, майлар, дəрумендер, минералды тұздар,

табиғи бояғыштар, ароматты заттары жəне

т..бкіреді. Сондықтан,

керектілігіне

байланысты

арнайы

заттарды

қосу

арқылы

науқастардың

физиоло

ерекшеліктерін ескере отырып, «қажетті қасиеттері бар еттерді» жасап шығаруға болады. Бұл дегеніміз, қарт адамдар мен жас балалардың, науқастар мен жазылуға

бет бұрған адамдарға берілетін диеталық

ас құрамындағы

кейбір затта

болмауын қадағалауға мүмкіндік береді. Табиғи

еттерден жасалатын

тағамдарда

92

болса, қажетсіз (науқасқа немесе диета бойынша) заттардың болмауын қадағалау мүмкін еместігі белгілі. Жасанды еттерді кесуге, мұздатуға, сақтауға, кептіруге немесе тағам дайындау үшін тікелей қолдануға да болады.

Ақуыз құрамына кіретін 20 амин қышқылы ішінен 8 амин қышқылын адамдар синтездей алмайды жəне оларды алмастырылмайтын деп атайды. Бұлар: изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан, валин, фенилаланин. Амин қышқылдары тек қана қоректік заттар ғана емес, онымен бірге ароматтық жəне дəмдік қасиетке ие болғандықтан тағам өндірісінде кеңінен қолданылады.

Қоректік қосынды ретінде лизин мен метионин, ал натрии глутаматы мен глицин көбінесе ароматтық зат ретінде, тағамның дəмін жақсарту мақсатында қолданылады. Глициннің иісі жақсы жəне тəтті болуы себепті, оларды шырынды сусындарға қосады жəне олар мұнда бактериостатикалық əсер етеді. Цистеин болса, тағамды күйіуден сақтап, нанның дұрыс пісуі мен сапасының жақсы болуына əсер етеді.

Кейбір бактериялардың арқасында100% глутамин амин қышқылын алуға болады. Дүние жүзінде микробиологиялық əдіс арқылы жылына270000 тоннадай

осындай қышқыл алынады жəне олардың басым

бөлігі тағам

өнд

қолданылады. Өндіру көлемі бойынша глутаминді амин

қышқылыннан

кейінг

екінші орында, жылына 180000 тоннадай – лизин тұрады. Басқа амин қышқылдары біршама аз көлемдерде өндіріледі.

V тарау бойынша өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар мен тапсырмалар.

1.Биотехнологияда микроорганизмдер қолданылатын өндірістердің түрлері қандай?

2.Көп тоннажды өндіріс дегеніміз не?

3.Аз тоннажды өндіріс дегеніміз не?

4.Микробиологиялық синтездердің өнімдерін неше түрге бөледі?

5.Бірінші реттік метаболиттер дегеніміз не?

6.Микробтық трансформация үдерісі дегеніміз не жəне оның өндірістік маңызы қандай?

7.Микробтық трансформация үдерісіне негізделген қандай өндірістерді білесіз?

8.Медицина саласында қолданылатын қандай микробтық синтез өнімдерін білесіз?

9.Микроорганизмдерді дақылдауда қандай ерекшеліктер ескерілуі қажет?

10.Биотехнологиялық үдерістер қанша кезең арқылы жүзеге асырылады?

11.Ферменттеу алды кезеңінде қоректік орта мен биореакторлардың стерильді болуы не үшін қажет?

12.Ферментация үдерісі өткізілген ортадағы культуралды сұйықтығы құрамында қандай заттар кездеседі?

13.Қажетті өнімнің түріне байланысты жасушаларды алудың қандай əдістері бар?

14.Қажетті өнімнің түріне байланысты метаболиттер алудың қандай əдістерін

білесіз?

 

 

 

 

 

15.

Биореакторлар (ферментерлер) дегеніміз

не

жəне

оны

не

мақса

пайдаланады?

 

 

 

 

 

16. Биореакторлардағы үдерістер жақсы өтуі үшін

қандай

жағдайлар

жасалу

 

қажет?

 

 

 

 

 

93

17.Өсірілетін дақылдар мен ондағы алынатын өнім түрлеріне байланы биореакторларды қандай типтерге бөлуге болады?

18.Ферментаторлар қажетті энергия көздерінің жеткізілуіне байланысты қанша түрге бөлінеді?

19.

Қазіргі

кезде

ашық

типті

фитобиореактор

қандай

мақсатта

 

пайдаланыла басталды?

 

 

 

 

 

 

 

20. Биореакторларды стерилизациялау қалай жүргізіледі?

 

 

 

21.

Жасушалық

культураның

бөгде

микроорганизмдермен

бұзылуы

қа

аталады?

 

 

 

 

 

 

 

 

22.

Бөгде микроорганизмдерден тазартқыш фильтрлердің қандай түрлері болады?

 

23. Себінді материалдар дегеніміз не?

 

 

 

 

24.Қажетті қасиеттері бар мутантты сұрыптап алуда қандай тəсілді қолданады?

25.Мутанттар дегеніміз не?

26.Мутагендермен өңдегенде қажетті қасиетері бар мутанттарды сұрыптап алуда қандай тəсілді қолданады?

27. Органикалық қышқылдың түзілуі қандай үдерістерге негізделеді?

28. Лимон қышқылы өндірісінде қандай саңырауқұлақтар шта пайдаланылады ?

29.Микробты трансформация дегеніміз не ?

30.Рассалар дегеніміз не? Температуралық қызмет ету режимдеріне байланысты рассалар қандай түрлерге бөлінеді?

31.Сүт қышқылы ашуының құпиясын кім жəне қашан ашты?

32.Сүт қышқылы ашуын тудыратын бактериялар қандай топтарға жəне туыстарға бөлінеді?

33. Сүт

қышқылы

өнімдері

үшін

шикізат

көзі

ретінде

қандай

пайдаланылады?

 

 

 

 

 

 

34. Сүт өнімдерін алудың технологиялық

үдерістері

қанша

негізгі

бөлікте

бөлінеді?

 

 

 

 

 

 

 

35.Сүттерді ферменттік өңдеу үшін қандай культуралар қолданылады?

36.Сүт өнімдерін алу үшін ашытқылар қолданғанда, оларға қандай талаптар қойылады?

37.Биотехнологиялық өндірістерде жүретін негізгі ашу үдерісінің сипаты?

38.Спирттік ашу үдерісін қандай микроорганизмдер жүргізеді?

39.Сүт қышқылының ашу үдерісі қандай бактериялардың көмегімен жүзеге асады?

40.Ақуыздарды қандай мақсатпен микроорганизмдер синтезі жолымен алады?

41.Микробтық синтез жолымен өнеркəсіптік деңгейде ақуыздар алу үдерісі қанша кезеңдерден тұрады?

42.Реципиент немесе қожайын жасушаларды таңдап алу үдерісі үшін не қажет?

43. Гендік инженерия дегеніміз не?

44 Микроорганизмдер штамдарын алу үдерісі қанша кезеңдерден тұрады?

45.Жасалған штаммдардың тұрақтылығы дегеніміз не?

46.Микроорганизмдерден ақуыз өндірудің басты артықшылығы қандай?

47.Микроорганизмдерден ақуыз өндіру үшін не қажет болады?

48.Микроорганизмдерден ақуыз өндірудің болашағы бар ма?

94

49.Ақуыз синтезінде ашытқыларды пайдаланудың басты артықшылықтары мен негізгі кемшіліктері қандай?

50.Ақуыз өндірудегі ашытқылардың артықшылықтары мен мүмкіндіктері қандай?

51.Ашытқы ақуыздарының сіңімділігін арттыру мақсатында не істеледі?

52.Ақуыз өндірудегі бактериялардың негізгі артықшылықтары мен болашағы қандай?

53.

Ақуыз

өндірудіруде

пайдаланылатын

сутекті

бактериялардың

с

реакциясының жалпы формуласын жазып көрсетіңіз

 

 

 

 

54. Микроорганизмдерден ақуыз өндірудің артықшылығы қандай?

 

 

55. Ашытқы ақуыздары құрамының ерекшеліктері қандай?

 

 

 

56.

Ақуыз

өндірудегі

бактериялардыңорганикалық

заттарды

синтездеу

реакциясының теңдеуі қалай көрсетіліп жазылады?

57.Ақуыз өндіруде қандай микроскопиялық балдырлар қолданылады?

58.Тұтынатын тағам түрлерінің əртүрлі болуы не үшін қажет?

59.Өсімдік тектес тағамдар құрамында қандай заттар жетіспейді?

60.Жасанды ет өндіру не үшін қажет жəне оның қолданылу маңызы қандай?

95

VІ тарау

БИОТЕХНОЛОГИЯ ЖЕТІСТІКТЕРІНІҢ МЕДИЦИНА САЛАСЫНДА ҚОЛДАНЫЛУЫ

1. Биотехнология жетістіктерін медицинада қолданудың маңызы

Биотехнология

өндірісінде

қарқынды

дамып

келе

жатқан – ба

медициналық

биотехнология. Соңғы

кездері

генетикалық

биоинженер

жетістіктерін медицинада қолдану мүмкіндіктері күн санап артуда. Бұған мысал ретінде, əлі жатырда даму үстінде жатқан шарананың хромосомдық ауытқуларын (аномалия) анықтау мақсатында – аминоцентездің, немесе сот медицинасында ДНҚ үлескілерінің кодталмайтын бөліктеріне тəн белгілі паттерндерін анықт негізделген – геномдық дактилоскопия əдістерінің кең қолданылуын айтуға болады. Жаңа технологиялар, мысалы ДНҚ-сынамаларын зерттеу, ДНҚ-ның бегілі ретпен орналасуын білу арқылы, гендік деңгейде кездесетін мутацияларды анықтауға

мүмкіндік

туылады. Акушерлік

медицинадағы

биотехнология

жетістіктерінің

табысты

 

қолданылуы

ретінде, қолдан

ұрықтандыру

нəтижесінде

алынға

зиготалардың пайдаланылуын келтіруге болады. ДНҚ-ның бегілі ретпен орналасуын

анықтау

технологиясының басқа

да қолданылытын аумақтары ретінде вируст

(ВИЧ),

бактериялды

немесе

саңырауқұлақ

ДНҚ-ын

жəне

 

неопластик

аурулармен

байланысы

болатын

мутациялық

өзгерістерді анықтауларды а

аламыз.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қазіргі

кезде рекомбинантты

ДНҚ

өнімдері

болып табылатын

медициналық

дəрі-дəрмектері кеңінен саудаға түссе, көптеген түрлеріне клиникалық сараптама жұмыстары жүргізілу үстінде. Осындай дəрмектердің сатылуы бойынша алдыңғы

орындарда қызыл

қан түйіршіктерінің бөлінуіне ықпал

ететін

эротропин,

көптеген ауруларды

емдеуде кеңінен

қолданыла бастаған

интерферондар жəн

сусамыр (сахарный

диабет) ауруымен

науқас адамдарға

қажетті

инсулиндер

орналасқан. Басқа да спецификалық əрекеті бар өнімдер қатарында остеопоро кеселін емдеуге қажетті кальциотенин жəне қан айналымының бұзылуы себебінен оттегі тапшылығын сезінген ұлпалардағы болатын өзгерістерді қалпына келтіру мақсатында қолданылатын – супероксиддисмутазу дəрілерін айта аламыз.

Көбінесе рекомбинантты ДНҚ бактериялды жасушалар негізінде жасалады. Бірақта, бактериялды жасушалар күрделі ақуыздарды тиесілі ақырғы формасында синтездей алмайды. Ашытқы жасушаларының шығу тегі эукариотты болуы себепті осы мақсатта пайдалануға жақынырақ болғанымен, олар ақуыздарды цитоплазмаларында жинақтайды. Хайуандардың жасушалары өте нəзік келеді жəне патогендерді тасымалдаушы болуы мүмкін. Сондықтан, биотехнология өндірісі адамдар ақуыздарын сүт немесе қан құрамдарынан бөліп алу мақса, трансгенді хайуандарды пайдалануға көп бүйрек бұрады. Қазіргі уақытта адам ақуызын сүт арқылы алу үшін пайдаланатын хайуандар ішінде ешкі мал басымдық беріледі, өйткені олардың сиырмен салыстырғанда жыныстық жетілу

мерзімі жылдам. Адам

ақуызын өндірудегі тағы бір жақсы мүмкіндік– тауық

жұмыртқасы арқылы

болып табылады. Сонымен бірге бірталай трансгенді

96

өсімдіктер шығарылған. Қазіргі кезде адамдарды емдеу үшін пайдаланылатын дəрмектерді астық тұқымдастардан, жүгеріден, жертүйнектен жəне темекі жапырақтарынан да алу мүмкін болып отыр.

Ақуыз алмасуы үдерісінің бұзылуынан туындайтын кейбір ауруларды гендер манипуляциясын қолданбай ақ емдеуге болады. Осындай мүмкіндіктер қатарына

ақуыздармен

арнайы

байланыса

, алатынолигонуклеотидтердің

кішкене

молекулаларын

пайдалануды

жатқыза аламыз. Бұл молекулалар аптамерлер деп

аталады. Аптамерлер ақуыздардың тіршілігін тоқтата алады. Бұның жақсы мысалы ретінде аптамерлердің ісік жасушасы бетіндегі рецепторларды байлап, əрекетсіз етуін айтуға болады. Ақуыздармен жай ғана байланыса келе, аптамерлер дұрыс жиналмаған ақуыздардың қайтадан жазылып, олардың дұрыс жиналуын қамтамасыз етуі арқылы, атқаратын қызметтерінің де қажетті бағытта жүруін қамтамасыз ете алады екен. Ақуыздардың дұрыс фолдингін қамтамасыз ету мақсат аптамерлерді пайдалану – кистозды фибриоз, Альцгеймер жəне Паркинсон сияқты көптеген аурулармен науқастанған адамдарды емдеуге мүмкіндік береді. мРНҚ-ын шабуылдайтын рибозимдерді зиянды ақуыздардың синтездеуіне жауап береті гендердің қызметін тоқтату мақсатында пайдалануға болады. Бұған мысал ретінде онкогендерді жəне вирустар мен патогендердің гендерін келтіре аламыз.

Адам геномын зерттеудің басты нəтижелерінің бірі, қазіргі кезде жедел дамып келе жатқан медицинаның жаңа саласы – молекулалық медицинаның дүниеге келуі. Гендердің құрылымы мен қызметін анық, тауұқым қуалаушылықтың адам денсаулығына əсер етуінің молекулалық негіздерін түсінуге мүмкіндік береді.

Адам геномын зерттеу нəтижелері, оның 3,2 миллиард жұп нуклеотидтерден тұратындығын жəне құрамында ақуыздарды коделейтін30-40 мыңдай гендердің болатындығын көрсетті. Адам генінің орташа ұзындығы шамамен270 мың жұп нуклеотидтерден тұратындығы анықталған. Ондай геннің құрамында орта есеппен 9 экзон жəне 8 интрон болады.

Адам геномында 60 мыңға жуық бір нуклеотидті ауысымдардың ұқсастықтары анықталған. Дегенмен, генетикалық полиморфизмнің басқа да түрлері болатындығы белгілі, солардың ішінде бірлі-жарым нуклеотидтердің полиморфизмі ғана өзгеретін адам геномындағы ДНҚ-ның нуклеотидтік тізбектері. Қазір адам геномында шамамен, 3 миллион жұп нуклеотидтердің өзгеретіндігі анықталып отыр. Оның өзгеруге бейім бөлімшелеріснипстер деп аталады. Қазіргі кезде 2,2 миллион снипстер анықталып, карталары жасалған. Оларды генетикалық маркер ретінде, жеке гендерді картаға түсіру кезінде пайдалануға болады.

2. Биологиялық белсенді (активті) қосылыстарды алу

Маңызды биологиялық белсенді заттарға алкалоидтар, терпеноидтар, гликозидтер, полифенолдар, полисахаридтер, эфир майлары, ерекше пептидтер мен ақуыздар, таза бояғыш заттар, стероидтар, дəм татымдылық заттар, дəрумендер, ийлік заттар жатады.

Тірі ағзада зат алмасу үдерістері ұдайы жүріп жатады. Сондай реакциялар кезінде тұтынылған қоректік заттардан жасушаның құрам бөліктері түзіледі жəне керісінше, ыдырап та жатады. Ағзада бұл үдерістер үнемі қатар өтеді. Тұтынылған

97

қоректік заттардың ыдырауы нəтижесінде энергия бөлінеді жəне сонымен бірге, қоректік заттардың қалдықтары да пайда болады. Осындай ағзаға қажетсіз, көбінесе улы өнімдер сыртқа шығарылады. Мұндай құбылыс зат алмасу немесеметаболизм деп аталатыны белгілі. Метаболизм тірі ағзалардың өлі денелерден негіз айырмашылығын көрсетеді. Сондықтан, жалпы алғанда, метаболизм үдерісін катаболизм (ыдырап бөліну) жəне анаболизмнен (синтезден) тұратын тірі ағзаның басты ерекшеліктері деп атаса да болады. Осы катаболизм мен анаболизмді ағзадаға ерекше заттар – ферменттер деп аталатын биологиялық катализаторлар реттейді

2.1 Дəрумендер мен амин қышқылдарын өндіру

Дəрумендер – аз концентрацияда жоғары физиологиялық белсенділ көрсететін төменгі моллекулалық заттар. 1896 жылы голланд дəрігері Эйхман ақталған (қабығынан тазартылған) күрішпен тамақтанатын адамдардың «бери-бери» ауруымен көп ауыратынын, ал ақталмаған күрішпен тамақтанса ондай аурумен ауырмайтындарын жазды. Кейіннен, Гопкинс (1906 ж.) күріш дəнінің сыртқы қауызында белгісіз заттың бар екенін, ал ақталған күріште оның болмайтынын анықтаған.

1912 ж. поляк оқымыстысы К. Функ ашытқыдан дəруменге ұқсас, құрамында амин тобы бар кристалды затты бөліп алды. Бұл затпен полиневрит ауруымен ауырған көгершінді емдеп жазды. Осыдан кейін Функ адам мен жануарларда болатын кейбір аурулар тағамның құрамындағы белгісіз бір заттың жетіспеуінен болады деген қортынды жасайды. Ол, бұл затты витаминдер (лат. Вита – тіршілік, өмір, ал амин – деп химиялық құрамында азоты бар заттар айтылады) деп атады (қазақша баламасы бойынша – дəрумендер).

Дəрумендердің адам ағзасы үшін биологиялық мəні өте зор. Олар ағзадағы зат алмасу үдерісін жақсартады, ағзаның əртүрлі жұқпалы ауруларға қарсы күресін күшейтеді жəне адамның жұмыс істеу қабілетін арттырады. Сонымен қатар, əрбір дəруменнің ағзада атқаратын өз міндеттері болады.

Табиғатта дəруменнің негізгі көзі өсімдіктер мен микроорганизмдер болып табылады. Қазіргі кезде микробиологиялық жолмен дəрумен 2-Вні, А жəне В1-ді, дəрумен түзуші алғы заттары– эргостерин жəне биотинді тауықтар мен торайлар үшін өндіреді. Дүние жүзінде дəруменді 40-фирма өндіреді. Олардың 18-і АҚШ-да, 8-і Жапонияда, 14-і Батыс Европада орналасқан. Дəруменді өндіру көлемі бойынша

1-ші орында Швейцариялық концерн Хофман

Ла Роше , тұрадыолжалпы

шығарылатын дəруменнің 70-50% құрайды.

 

Амин қышқылдары. Амин

қышқылдары

дегеніміз– əртүрлі ақуыз

молекулаларын түзетін мономерлі жеке заттар. Амин қышқылдары органикалық қышқылдар, яғни маңызды табиғи қосылыстар түрлерінің бірі болып табылады. Амин қышқылдары түссіз қатты заттар болып келеді. Көпшілігі суда жақсы ериді.

Табиғатта жүзге тарта амин қышқылдары бар екені белгілі болса, олардың тек жиырмадан астамы ғана ақуыз молекуласы құрамына кіреді. Ақуыздарды түзетін амин қышқылдарының жалпы құрылысын келесі формула түрінде көрсе болады:

98

R CH COOH

NH2

Бұлардың молекуласында карбоксильдік(-СООН) жəне аминдік (-NH2) топ

бар.

Зат алмасуы барысында ағзадағы ыдыраған ақуыздардың орнын толықтыру, ескірген жасушалардың орнына жаңа жас жасушалар түзу жəне т.б. жағдайлар үшін ағза əр уақытта тамақпен бірге жеткілікті мөлшерде ақуызды заттарды қабылдап отыруы қажет.

Қоректік бағалылығына қарай ауыстырылатын(тирозин жəне т..)б жəне ауыстырылмайтын (адамның жəне жануарлардың ағзасында түзілмейтін) амин

қышқылдары

 

деп

ажыратылатыны . белгіліАуыстырылмайтын

амин

қышқылдарының

негізгілері

қатарына

лейцин, изолейцин, лизин, метионин,

фенилаланин, треонин, валин, триптофан

жататынын біз білеміз. Бұл

амин

қышқылдарының

жоқтығынан немесе

жеткіліксіздігінен адам

мен

жануар

əртүрлі ауруларға шалдығатыны анықталды.

 

 

 

 

Амин

қышқылдарын

өндірісте

əртүрлі

əдістер

мен

өсімдік

шикізаттардың ақуыздық гидролизаттарын экстракциялау, химиялық синтез жəне микроорганизмдердің ортада көп мөлшерде амин қышқылдарын түзе алу қабілетіне негізделген микробиологиялық синтез арқылы алады. Амин қышқылдарының өндіруіне Corynebacterim, Micrococcus, Arthrobacter, Brevibacterium жəне т. .б

туыстарының Грамм оң, спора түзбейтін бактериялары жатады.

Амин қышқылдары халық шаруашылығында жəне медицинада кеңі

қолданылады.

Амин

қышқылдарды əртүрлі полимерлер(синтетикалық

тері,

полимерлері

талшық (волокналар), тағамдық өнімдерді

салатын

қаптағыштар,

пленка

жасауда) алу

үшін, ауылшаруашылығында

мал

азығын

ам

қышқылдарымен байытуда жəне медицинада метионин мен гамма-амино-м қышқылдарын дəрілік заттар ретінде қолданылады. Амин қышқылын бір жылда өндірудің деңгейі бірнеше миллион л. дейін жетсе, олардың ішіндегі көп мөлшерде

синтезделетіні L-глютамин қышқылы, L-лейцин,

D,–L-метионин, L-аспарагин

қышқылдары жəне глицин болып табылады. Медицнада да амин қышқылдары,

мысалы аргинин қолданылады. Аспартат немесе

глутаматпен бірге ол бауыр

ауруларын емдеуде пайдалы əсер етеді. K-Na-аспартаты шаршауды басады жəне жүректің шаншуын жеңілдетеді, оны бауыры ауыратын адамдарды жəне сусамыр науқасын емдеуде де ұсынады. Цистеин бауырдағы SH-ферментін тотығудан қорғап, уланудан сақтайды. Ол тіке түскен күн сəулесінің күйдіру жарақаттарының да əсерін азайтуға көмектеседі.

2.2 Ферменттер өндіру

Фермент деп катализатор қызметін атқаратын ақуыздардың ерекше тү

айтылатыны белгілі.

 

 

 

 

 

Катализатор

дегеніміз – ағзада жүретін химиялық реакциялардың

бағытын

өзгертетін

немесе

жүру

қарқындылығын

арттыратын

арнайы

молеку.

99