биотехнология кітап

Х тарау

ЭКОЛОГИЯЛЫҚ БИОТЕХНОЛОГИЯ

Биотехнологияның экологиялық биотехнология саласы көптеген экологиялық

бойынша ғалымдар Науырзым қорығында бүркіттердің санын ДНҚ-технологиясын қолдана отырып анықтаған. Purdue университетінің ғылыми қызметкері Андре Двуди мен Сан-Диего қаласы зообағының қызметкері Джейми Иви жəне басқалары

популяцияларын олардың түсіп қалған қанат қауырсындарын ДНҚ тестілеу арқылы түгендеген. Нəтижесінде осы бүркіттердің414-нің осы қорық аумағында тіршілік ететіндіктері анықталған жəне бұл сырттай бағалау нəтижелерінен алынған саннан үш есеге көп екендігін көрсеткен. Алынған нəтижелер осы бүркіт түрлерін сақтау шараларын тиісті деңгейде ұйымдастыруға мүмкіндік туғызады.

Экологиялық биотехнология – өнеркəсіптік əртүрлі қалдықтарды қайта өндеу, қоршаған орта нысандарын əртүрлі ластағыштардан тазарту сияқты қоршаған орта мəселелерін шешуде биотехнологиялық əдістермен биологиялық емес технологияны

болып табылады. Бұның тиімді жолы биоконверсия – керегі жоқ зиянды заттардың қалдықтарын төгіп тастамай, оларды барынша қажетті пайдалы заттарға айналдыру ретінде жүргізіледі. Əсіресе бұл бағыттар ауылшаруашылығына үлкен септігін тигізеді, əрі пайдалы, яғни бұл – биогаз алу үшін жəне тағы да басқа түрлі жолдарды қарастырады. Жоғарыда атап өткендей, экологиялық биотехнология қоршаған ортаны табиғи жағынан толық сипаттайды. Мұнда топырақ, су, мұнай тағы да көптеген мəселелер назарға алынады.

Бүгінгі таңда шешілмей жатқан экологиялық мəселелер . өт Биотехнологиялық үдерістердің осындай мəселесінің бірі– олар табиғи суды жəне

180

өнекəсіпте қоректік заттарды даярлау, жуу, бөліп алу жəне сонымен бірге

жұмысы қарастырылып тұрылуы тиіс. Өйткені қондырғыны суыту мақсатында пайдаланылатын агентке (суға), биореакторлардың конструкциялық ақауынан немесе басқа да бір себептерден кез келген уақытта дақылдық жасушалары аз ғана мөлшерде болса да еніп кетуі ықтимал.

Реакторлардан технологиялық суларды шығарып тазалауда көп қиындықтар кездеседі. Көбінесе, мұнда активті лай қолданады. Бірақ болашақта су тазалайтын мембраналық технологияны ендіру жəне бір реактордан шығарылып микроорганизмдерден тазартылған технологиялық суларды, басқа реакторлардағы жасушаларға қоректік зат ретінде пайдалану сияқты метаболизмдері айналымда болатын жабық өндірістерді жасау жұмыстары жүргізілуі тиіс.

1. Қазақстандағы қоршаған ортаның экологиялық мəселелері

Антропогендік əсерлер нəтижесінде Қазақстанның барлық аумағында дерлік табиғи ортаның елдің болашақ экономикалық жəне əлеуметтік дамуын қамтамасыз ету қабілеттілігі бұзылған. Ауылшаруашылығы өндірісінің экстенсивті дамуы жердің тозуы мен ландшафттың азаюы түрінде із қалдырған, елдің аумағының 60% артығы қатаң шөлге ұшыраған, бұл топырақ құнарлығының төмендеуіне жəне мал шаруашылығы мен өсімдік шаруашылығының өнімділігінің азаюына əкеліп соғады. Бір ұрпақтың көз алдында Арал теңізінің көлемі екі есеге жуық азайған. Балқаш көлін де осыған ұқсас тағдыр күтуі мүмкін. Республиканың су қажеттілігі бір жылға 100 км³ кезінде іс жүзіндегі қамтамасыз ету 34,6 км³ құрайды. Жан басына шаққанда сумен қамтамасыз ету бойынша Қазақстан ТМД елдерінің арасында соңғы орында. Жыл сайын республиканың су қоймаларына200 млн. м³ артық көлеміндегі ластанған сарқынды сулар құйылады. Көлемдері бірнешеден жүздеген текше километрге дейін ластанған жер асты суларының 3 мыңнан артық көзі анықталған.

табиғи тозуы – зиянды қалдықтар шығымының артуына ықпал етеді. Ауаны, суды жəне топырақты қарқынды түрде ластау, жануарлар мен өсімдіктер əлемінің табиғи ресурстарының азаюы – экожүйелердің құлдырауына, шөлге жəне биологиялық жəне ландшафтық көп түрлігінің жоғалуына, халықтың денсаулығының нашарлауы мен өлім-жітімінің өсуіне əкеліп соғады.

Сұйық мал нəжістерінде бруцеллез микробтары174, құрт ауруы (туберкулез) таяқшалары 475 күн сақталса, сібір жарасы қоздырғыштары спора түрінде бірнеше жыл бойына өз тіршілігін жоймайды . екенШағын жəне орта көлемді мал фермаларында мал қиларымен араласқан қалдықтар бір жерге жиналып қойылған соң, бір немесе бірнеше жылдардан соң барып тыңайтқыш ретінде пайдаланылады. Осындай қалдықтарды пайдалану топырақ, су, ауа құрамдарының əртүрлі заттармен ластануына жол бергізуі мүмкін. Биотехнология қоршаған ортаны, яғни адамға қажетті-қажетті емес бактериялардан бастап, барлық өсімдік, жан-жануарларға дейін қорғауды жəне адамға қызмет етуін қалыптастырады. Егер, қоршаған ортаны

181

қорғау үшін əлемдік технологиялар нарығы қазіргі уақытта235 миллиард долларға бағаланса, кейбір деректер бойынша олардың25-тен 40%-ға дейінгі үлесі– биотехнологиялар үдерісіне тиесілі екен.

Жиырмасыншы ғасырдың аяғында əлемде синтетикалық пластмассалардың өндірісі жылына 30 млн. т. жетті. Пластмассаларды пайдаланудың жылдам дамитын бағыттардың бірі – қаптық (қап, пакеттер, т.б.) өнімдер шығару болып табылады. 1975 жылы полимерлер қаптау үшін қолданылуы бойынша ə,йнекқағаз жəне картоннан кейін үшінші орынға шыққан. Барлық шығарылатын пластиктердің 41%- ы қаптауда пайдаланылады, ал оның 47%-ы азық-түлік өнімдерін қаптауға жұмсалады. Егер əйнек ыдысы тұтыну циклінде болса, ал қағаз табиғи жағдайларда

есептелінеді, өйткені ол ыдырауға жатпайды жəне пластмассалық қалдықтарымен не істеу керектігі – ғаламдық экологиялық мəселеге айналып отыр. Пластмассалық қалдықтар мəселесін шешу, елеулі дəрежеде əлемдегі экологиялық жағдай мен жиырма бірінші ғасырдағы синтетикалық пластмассалар өндірісінің дамуыны қарқыны мен бағыттарына байланысты қалыптасады. Бұл мəселе дұрыс шешімін таппаған жағдайда, біз өз-өзімізді пластмассалық қалдықтармен көміп тастаймыз. Биотехнологияның дамуымен қатар қаптау материалдарын алу технологиялары да жетілуде, сонымен бірге қаптаудың қызметтік аясы да кеңеюде. Азық-түлік пен қоршаған орта арасындағы инертті, индифференттік кедергіден қаптау технологиясы – өндірістің факторына айналуда, атап айтқанда қазіргі кезде оның көмегімен келесі мəселелер шешілуде:

-өнім құрамын өзгертуге бағытталғаны(бұл жағдайда қаптарды жасау үшін

қоспаны тамаққа емес, полимерлік қабықшаның матрицасына енгізу, оны азық-түлік өніміне жаппай көшірудің жылдамдығын реттеп, қоспаның қолданылуын ұзартуға мүмкіндік береді.

Қазіргі кезде əртүрлі ксенобиотиктердің деструкция реакцияларын жүзеге асыратын ферменттердің көптеген түрі бар микроорганизмдердің əлеуетін барынша пайдалану міндеті тұр. Бұл əлеуетті пайдалану «биоремедиация» болып табылады. Бүгінде өнеркəсіптік өндірістің 30% жəне одан да көбірегі тазартушы құрылыстар салуға арналған шығындар құрайды. Ағынды суларды тазартудың іс жүзіндегі əдістері үнемі жетілдірілуде, бірақ олардың тиімділігі кейде экологиялық талаптарға сай келмейді. Ондай жағдайдан шығу жабық сұйық ағындарды пайдалану циклімен қалдықсыз өндірістерді жасау мақсатында дəстүрлі өнеркəсіптік технологияларды қайта қарау болып табылады. Осы мəселедегі қажетті нормаларға дейін тазартылған технологиялық цикліне қайтару мен ағынды сулардан пайдалы биоөнімдерді алуда – жергілікті биотазарту технологиялары басты рөл атқарады демекпіз.

182

2. Биотехнологиялық үдерістерді өндіріс жəне тұрмыстық қалдық суларын тазартуда пайдалану

Қазіргі кезде газ тəрізді жəне сұйық отын алу, металлургиялық кəсіпорындардың қалдық ағын суларынан металдарды бөлу, тұрмыстық жəне өнеркəсіптік қалдық суларды тазалау мен ластану деңгейін қадағалауға арналған арнайы жабық бөліктер (клеткалар) құру үшін, микроорганизмдердің тіршілік ету үдерістерін пайдаланатын өнеркəсіп салалары дамуда.

Ағынды суларды ластандыратын заттардың табиғаты жəне концентрациясы, оның шығу көзіне байланысты болады. Ластанған суларды шығу тегіне байланысты өнеркəсіптік жəне тұрмыстық деп екіге бөледі. Тұрмыстық ағынды сулар көбінесе

заттар түрінде кездеседі. Суспензияланған жəне қатты заттардың көп бөлігі целлюлазалық қосылыстар болып келеді. Ластағыш органикалық компоненттерге

сулардың микрофлорасы əртүрлі болып келеді. Оның құрамына түрлі топырақ жəне ішек микроорганизмдерінің аэробты, облигатты жəне факультативті анаэробты түрлері, бактериялар, ашытқылар, саңырауқтар жəне вирустар кіреді. Осы заттардың ыдырауы нəтижесінде түзілетін өнімдер , детұрмыстық ағынды суға қосымша жағымсыз иіс береді.

Тұрмыстық ағынды суларды ластайтын заттардың концентрациясының кең таралаған көрсеткіштерінің бірі– оттегіне биохимиялық қажеттілік(ОБҚ) жəне оттегіне химиялық қажеттілік (ОХҚ) болып саналады.

Оттегіне биохимиялық қажеттілік көрсеткіші (ОБҚ) – белгілі уақыт ішінде, 200С-тағы ағын судың өлшеулі көлемі сіңіретін еріген оттегі мөлшеріне тең.

Оттегіне химиялық қажеттілік(ОХҚ) – қышқылданған ыстық калии бихроматты ерітіндісінен ағынды су үлгісінің1 литрі сіңіретін оттегінің мг санына

биофильтрант, қабықша (пленка), түйіршік (гранула) жəне т.б. түрінде тірі жəне өлі микробтық жасушалар негізінде дайындауға болады. Бірақ биоадсорбцияның экономикалық құндылығы – биоаккумуляторлардың спецификалық активті қабілеттілігіне, белгілі металдарды көп мөлшерде сорбциялау жəне металды бөліп

мен жасушадан тыс, полисахаридтер пайдаланылады жəне олар су құрамындағы уран, кадьмий, кремний сияқты зиянды металдардан арылтуға мүмкіндік береді.

Суды сипаттау үшін мынадай көрсеткіштер: фосфорлы (жалпы фосфордың), азотты (жалпы азоттың) жəне супензияланған ерімейтін заттардың концентрациясын анықтау қолданылады. Өнеркəсіптік ағынды сулардың шығу тегін олардың құрамы арқылы анықтайды. Сүт өндірісі өнеркəсібінен қалған қалдық ағынды суларында– көмірсулар, ақуыздар, майлар; сыра қайнатудан кейін – көмірсулар, ақуыздар; мұнай

183

өндіруші өндірістерден – фенолдар, көмірсутегілер, күкірт қосылыстары, формальдегид, аммиак жəне цианид сияқты улы заттар кездеседі. Қалдық ағынды сулар, біріншіден, су қоймаларын мекендеуші тірі ағзаларға зиян келтіре, екіншіден, қалдықтарды өңдеудегі аэробты жəне анаэробты үдерістерге қатысатын микроорганизмдердің қырылуына əкеледі.

Ағынды суларды аэробты өңдеу– судағы ластағыш қалдықтардың жай тұздарға, газдар мен суға дейін толық минерализациясын , ж микроорганизмдерді ең көп пайдаланатын биотехнологияның үлкен салаларының бірі. Ол келесі сатылардан тұрады:

1.Субстраттың жасуша бетіне адсорбциялануы.

2.Адсорбцияланған субстраттың жасушалық экзоферменттердің əсерінен ыдырауы.

3.Жасушалардың еріген заттарды сіңіруі.

4.Өсу жəне эндогенді тыныс алу.

5.Экскремиттеленуші өнімдердің босауы.

6.Бірінші популяция өкілдерін, екіншілік тұтынушы организмдердің қорек

ретінде пайдалануы.

Қалдық ағынды суларды аэробты өңдеудің тиімділігі, микроорганизмдердің қалдық заттармен байланысу уақыты мен биомассасының мөлшеріне пропорционал болады. Қалдықтарды аэробты өңдеуде 2-түрлі жүйе қолданады .

1.Активті (белсенді тұнба) жүйе.

2.Перколяциялық (биологиялық сүзгілер) жүйесі.

тұнбада кездесетін микрорганизмдердің ортадағы қоректік заттарға бейімделуіне мүмкіндік береді. Белсенді тұнбаның негізгі өкіліZoogleoa ramigera бактериясы, оның негізгі қасиеті ортаға гель түзетін полисахаридтерді синтездеу жəне сыртқа бөлу. Ортада мұндай гельдің болуы микроорганизмдердің агрегациялануына жəне мақта тəрізді қосылыс(фрокул), яғни белсенді тұнба түзілуіне əкеледі. Бірінші сатысындағы органикалық заттардың аэрацияланатын реактордағы белсенді тұнба əсерінен тез ыдырауы– физикалық үдеріс болып саналады. Мұндай физикалық үдерістерде, алдымен, органикалық заттар тұнбаның мақта тəрізді қосылыстарына адсорбцияланады, сонан соң олардың баяу биологиялық тотығуы жүреді.

Перколяциялық биологиялық фильтр, қалдықтарды өңдеуде алғаш рет

184

сатылар арқылы іске асады. Перколяционды фильтрдің негізгі кемшілігі– онда

концентрациясын анықтап алу керек жəне ағынды қалдықты ыдырататын, олардың қоршаған ортаға зиянды əсерін жоятын микроорганизмдер композициясын таңдап алу маңызды болып саналады.

Ағынды суларды анаэробты өңдеу(газ тəрізді отын алу). Көп мөлшерде органикалық қосылыстардан тұратын қалдықтарды анаэробты жағдайда ыдыратуға болады. Анаэробты өңдеудің кең таралған жəне жоғары деңгейлі технологиясы– ағынды судағы тұнбаларды ыдырату. Концентрацияланған тұнба ағынды суды аэробты тазалаудың бірнеше сатыларында түзіледі, яғни; торлардағы қатты зат

1. Метанды биоценоздың дамуы. Бұл кезеңде тұнбаның құрамындағы қатты бөлшектері, əртүрлі бактериялар синтездейтін, гидролаза класының жасушадан тыс ферменттерінің (протеолитикалық, липолитикалық, жəне кейбір целлюлозалитикалық) əсерінен дисперсияланады немесе солюбилизденеді. Кейін, рН 4,0-6,5 ортада тіршілік ететін факультативті анаэробты, гетеротрофты қышқыл түзуші бактериялардың əсерінен, ерігіш органикалық заттардан май жəне ұшқыш қышқылдардың микробтық синтезделу реакциясы қарқынды жүреді.

2. Ферментация. Ферментация үдерісі облигатты анаэробты метан түзуші бактериялардың қатысумен жүзеге асады. Мұндағы негізгі субстрат– сірке қышқылы.

Метан түзуші бактериялар құрылымы көп көміртекті субстараттарды ашытуға қабілетсіз, сондықтан анаэробты жағдайда микроорганизмдердің а дақылдарының əсерінен биогаз түзілуімен аяқталады. Бұл органикалық заттардың ыдырау үдерісін – метандық ашу деп атайды. Негізінде бұл ашу емес, ол электронның соңғы акцепторы – көмірқышқыл газы түзілетін анаэробты тыныс алу үдерісі екені дəлелденген. Бұл үдерістің энергиялық тиімділігі– түзілген метанның бір молінен екі моль АТФ құралады. Алынған биогаздың жылу беру қабілеттілігі табиғи газдан төмен(5800-6700 ккал/м3 ) болғанымен (табиғи газ жылуы8900 ккал/м3), бірақ қазіргі кезде отын бағасының көтерілуіне байланысты, биогазға көбірек көңіл бөлінуде. 1983 жылы ҚХР-да биогазды қондырғылардың7 млн. түрі жұмыс істеп, 60-80 млн тонна шикі мұнайдың орнына жұмсалынып, 30 млн. шаруа

адамдарды отынмен қамтамасыз етуге . жеткенАҚШ-да биогазды қала қоқыстарындағы қатты қалдықтарды өңдеу арқылы алады. Тұнбаны анаэробты өңдеуден кейін сусыздандырып, кептіріп, тыңайтқыш ретінде қолдануға болады, жинап қойылады, немесе жағып жіберіледі. Алынған тұнба құрамын анықтау мақсатындағы сараптамаларды арнайы зертханаларда жүргізеді.

185

3. Қоқыс қалдықтарын биотехнологиялық жолдармен тазарту

Қазіргі кездерге дейін топырақ пен су құрамдарын химиялық заттардан тазарту көп қаражатты қажет ететіндіктен, əзірге жақсы нəтижеге қол жеткізілді деп айту қиын. Өйткені осы мақсатта қазір көп қолданылып жүрген əдістер өте қарапайым.

қоқыстар – қала сыртында орналасқан арнайы орындарға көміліп тасталады, немесе химиялық заттармен ластанған су– активтендірілген көмір арқылы сүзіп алынады. Бұл дегеніміз, бір жердегі қалдықты екінші жерге(қаладан – қала сыртына), немесе бір ортадағы қалдықты екінші ортаға(судағыны – құрлыққа) ауыстыру ғана болып табылады. Тағы бір көп қолданылатын əдістің– қоқыстарды өртеудің де тиімділігі шамалы. Өйткені, бұл үшін көп энергия(отын) жұмсалады жəне өртенген улы

жақсы бағаланып, экологиялық мəселелермен айналысатын мекемелер тарапынан қолдау табуда. Бірақ та, əлі де бірсыпыра техникалық қиындықтарды шешуді талап

биоремидиация технологиясының ең табысты деп танылатыны қатарында, қалыпты жағдайда ласты ортада тіршілік ететін микроорганизмдерді көптеп пайдала есептелінеді. Табиғатта кездесетін көптеген бактериялар мен саңырауқұлақтар,

Ластанған ортаны улы заттарынан табиғи мүмкіндіктері арқылы тазалау ұзақ мерзімді қажет ететіндіктен, бұл үдерістің қарқынын арттыратын əдістерді ойлап тауып, қолдану қажеттілігі туындайды. Сол үшін, белгілі-бір микроорганизмдері бар осындай ластанған ортаға, осы микроорганизмдердің өсіп-көбеюіне қажетті құрамында азотты заттары бар немесе басқа да қоректік заттарды салу арқылы, биоқолдау (биостимулдеу) əдістері қолданылады. Мысалы, лас суларда өмір сүретін микроорганизмдер үшін қоректік зат ретінде, осы сулар метанмен байытылып отырылады.

Бұл бағытта қолданылатын əдістер қатарында, полихлорланған бефинилдер сияқты суда ерімейтін улы заттардың микроорганизмдер үшін пайдалана алатындай дəрежеге жеткізіліп берілуі айтылады. Улы заттарды микроорганизмдер қорыта алатындай дəрежеге жеткізу үшін, оларды ерітіп-ыдырату əдістерін ендіру қажет.

186

Алайда, биоремидиация үдерісін арттыру мақсатында жасалынатын бұл шар барысында, ерітілген улы заттардың топырақ немесе табиғи су көздеріне өтіп кетпеу мəселесі де қамтамасыз етілуі қажет болады. Бұл бағытта істелетін пайдалы шаралар

ылғалды ауамен үрлеп тұру, қалпына келтіретін химиялық агенттерді пайдалану жатқызылады. Мұнда анаэробты жағдайдың in situ, немесе өңдеу кезіндегі сақталуы маңызды. Өйткені анаэробты жағдай көптеген органикалық жəне бейорганикалық ластағыштарының детоксикациялануына қолайлы орта тудырады.

жататынын білесіздер. Биоремидиация арқылы жер үсті жəне жер асты суларын, топырақты тазарту, кен қойнауынан алынған топырақтардан əртүрлі металдарды алу сияқты жұмыстарды атқаруға болады. Мұнда металдар мүлде жоғалып кетпей, тек қана улылығы төмен күйге айналады.

Металмен қоректенетін белгілі бактериялар қатарында алты валентті хромды үш валентті хромға айналдыратын анаэробты бактерияларын атай аламыз. Алты валентті хром адамдарда ісік ауруын тудырса, үш валентті хромның мұндай əсер жоқ. Сондықтан, көбінесе құрамында хромы бар топырақтарда, биореактордан өткізілу арқылы, осындай микроорганизмдердің тіршілік етуіне қолайлы жағдай

пайдалану мүмкіндіктерін зерттеу жұмыстары да белсенді түрде қолға алынуда. Бұл бағыт – фиторемидиация деп аталады .

Фиторемидиация деп – өсімдіктердің, бойында ауыр металдарды тұтып қалу қабілетін, қоршаған ортаны тазалау мақсатында пайдаланылу айтылады. Көптеген өсімдіктер өз бойында (жапырағы, сабағы) ауыр металдарды, оны қоршаған ортадан (топырақ, ауа, су) ондаған есе, немесе кейбіреулері жүз еседей артық жинай алатын қабілетке ие. Қазіргі кезде осындай «жасыл технологияның» бірнеше мүмкіндіктері қарастырылуда:

1.Фитоэкстракция – металдарды жердің үстіндегі бөліктеріне(жапырақ, сабақ) жинау қабілетіне ие өсімдіктер, топырақтың құрамындағы улы заттарын өз бойына жинақтаған соң, кейіннен жойылады.

2.Фитодеградация – органикалық ластаушы заттарды ыдырату мақсатында өсімдіктер мен арнайы іріктелініп алынған микроорганизмдер штаммдары пайдалану.

3.Фитофильтрация – топырақ суы құрамынан ауыр металдардың ертінділерін сорып алу мақсатында өсімдік тамырын(ризофильтрация) жəне өскіндерді (бластофильтрация) пайдалану.

4.Фитоволитилизация – топырақтағы буланып ұшатын заттарды экстракциялау мақсатында арнайы өсімдіктерді пайдалану.

5.Фитостабилизация – арнайы өсімдіктерді пайдалану арқылы ластаушы заттарды мейлінше қол жетпейтін дəрежеге (малодоступный) өткізу.

187

Біздің санамызда қоқыстардан арылуда қалыптасып қалған «көміп таста, өртей сал, ағызып жібер» деген көзқарастан арылуға биоремидиация əдістері əсер ете ала ма? Мұнда көптеген мəселе аталған технологияны қоғамның дұрыс қабылдауына байланысты өзгереді. Сондықтан, қоршаған ортаны қорғауда биотехнологиялық əдістерді кеңінен қолдану – азаматтар тарапынан түсіністік пен белсенділікті қажет етеді демекпіз.

4. Ғарыштық биотехнология

Соңғы онжылдықта биотехнологияның жаңа бағыты– ғарыштық биотехнология қарқынды дами бастады. 1957 жылдан бастап медико -биологиялық тəжірибелер бойынша тірі организмдерге ғарыштағы болатын факторлардың əсерін зерттеулер жүргізіле басталды. Алғашқы зерттеулерде «Бион» бағдарламасы бойынша жануарлар мен өсімдіктер организмдері пайдаланылып, тəжірибелер арнайы биоспутниктерде жүргізілген. «Бион М №1» ғарыштық аппарат ұшқан кезінде «БиоКосмос-1» жобасы бойынша өсімдіктердің өсуіне жəне дамуын ғарыштық кеңістік факторларының əсерін анықтайтын зерттеулер жəне ғары

(стресс) факторларға төзімділігін зерттеу үшін модель ретінде өте лайықты болып келеді. Ғарышта қолданылатын аспаптар мынандай талаптарға сай болу керек: салмағы жеңіл (аспаптың массасы үлкен болмауы керек), көлемі неғұрлым шағындау, герметикалық қамтамасыз етілген, улы емес, химиялық заттардың сұйық болмауы (гель сияқты болу) керек. Осы талаптарға Петри табақшасында өсірілетін жасушалық дақыл сай болып табылады.

Ғарыштағы тəжірибелерде нысан ретінде пайдаланатың жасушалық дақылдың артықшылықтарына:

1)нысандарды, яғни экспланттарды өте оңай өсіру;

2)ғарыш жағдайларында жасуша жəне ұлпалардың өсуі мен даму үдерістерін бақылау жəне реттеу мүмкіндігі;

3)жасушалық дақыл арқылы өсімдіктің барлық даму кезеңдерін (онтогенездің барлық сатыларын) зерттеу, яғни жыныс жəне денелік(сомалық) жасушалардан бастап, көпжасушалық агрегаттардан, дифференцияланып жіктелген жасушалардан эмбриоид пен бүтін өсімдікке дейін зерттеу мүмкіндіктері жатады.

Қазіргі таңда ғарыштық биотехнология – биотехнологияның бір саласы болып

саналады жəне де«Биотрек, Биоэкология жəне Биоэмульсия» бағдарламалары

188

бойынша «Фотон-М» деген ғарыштық аппаратты ұшыру арқылы іске асырылуда. Ғарыштағы жағдайда жануарлар мен өсімдіктердің жасушаларымен, микроорганизмдердің де салмақсыздық, гравитациялық тартылыстың болмауы жəне т.б. ерекшеліктері кезіндегі өсу үдерістері зерттелінеді. Мысалы, «Биотрек» бағдарламасы бойынша МКС-экипажы арқылы2006 жылы ғарыштық кеңістікке микориза саңырауқұлақтарының штаммдары салынған төрт контейнер жіберілді. Сол контейнердің ішіне радиацияны зерттеу жəне ауыр элементтердің энергиясын анықтау үшін радиодатчиктерді орналастырды. Осы бағдарламаның мақсаты– саңырауқұлақтардың өнімділігіне жəне биохимиялық қасиеттеріне радиацияның əсерін зерттеу болатын.

Ғарыштық биотехнология дамуының басым бағыттарына келесі мəселелерді жатқыза аламыз:

1)ғарышта биологиялық құнды заттардың құрылысын анықтау жəне оларды медицинада, фармакологияда, ветеринарияда қолдану үшін сапалық кристалдарды алу;

2)ғарыштадағы микрогравитация жағдайында микроорганизмдер

бойынша əртүрлі бағыттағы жеті ғылыми-зерттеулер жүргізілуде. Мысалы, олардың ішінде келесі тақырып аясындағы зерттеулері бар:

1)«Өсірілген бидай жасушаларына ғарыштық факторлардың əсерін зерттеу»;

2)«Картоп селекциясында жаңа биотехнологияларды қолдану»;

3)«Ғарыштық факторлардың əсерімен байланысты метаболизмнің ерекшілігін анықтау»;

4)«Бидайдың селекциясында патогенге төзімділігіне микрогравитацияның əсерін зерттеу» жұмыстары жүргізілді.

5. Қазақстандағы биотехнология ғылымының негізгі бағыттары мен болашағы

Биотехнологиялық зерттеулер Қазақстан Республикасының академиясының ғылыми зерттеу институттарында, Қазақстандық ауылшаруашылық ғылымдары жəне бірқатар жоғарғы оқу орындарында шетелдік, əсіресе Қытай, Германия, АҚШ, Польша тағы басқа елдердің ғалымдарымен бірлесіп гендік, хромасомалық, жасушалық, ұлпалық жəне популяциялық деңгейлерде зерттеулер жүргізуде.

Республикамызда 1993 жылы Биотехнологиялық Ұлттық Орталығы құрылды. Осы Орталықтың молекулалық биология саласындағы фундаментальді зерттеулерін жүргізілетін базалық мекемесі ретінде .МА. Айтхожин атындағы молекулалық биология жəне биохимия институты белгіленген еді.

189