Mikroorganizmlarni tanlash usullari taqdimoti. "Mikroorganizmlar seleksiyasi" mavzusidagi taqdimot. saratonning ba'zi shakllari

Mikroorganizmlarning (asosan bakteriya va zamburug'larning) an'anaviy seleksiyasi eksperimental mutagenez va eng mahsuldor shtammlarni tanlashga asoslangan. Ammo bu erda ham ba'zi o'ziga xosliklar mavjud. Mikroorganizmlarning (asosan bakteriya va zamburug'larning) an'anaviy seleksiyasi eksperimental mutagenez va eng mahsuldor shtammlarni tanlashga asoslangan. Ammo bu erda ham ba'zi o'ziga xosliklar mavjud. Bakterial genom haploid bo'lib, har qanday mutatsiyalar birinchi avlodda paydo bo'ladi. Mikroorganizmlarda tabiiy mutatsiyaning yuzaga kelish ehtimoli boshqa barcha organizmlardagi kabi bo'lsa ham (har bir gen uchun 1 million kishiga 1 mutatsiya), ko'payishning juda yuqori intensivligi gen uchun foydali mutatsiyani topishga imkon beradi. tadqiqotchi.

Sun'iy mutagenez va seleksiya natijasida penitsilium zamburug'i shtammlarining mahsuldorligi 1000 barobardan ortiq oshdi. Sun'iy mutagenez va seleksiya natijasida penitsilium zamburug'i shtammlarining mahsuldorligi 1000 barobardan ortiq oshdi. Mikrobiologik sanoat mahsulotlari non pishirish, pivo tayyorlash, vinochilik va ko'plab sut mahsulotlarini tayyorlashda qo'llaniladi. Mikrobiologiya sanoati yordamida antibiotiklar, aminokislotalar, oqsillar, gormonlar, turli fermentlar, vitaminlar va boshqalar olinadi.

Mikroorganizmlar oqava suvlarni biologik tozalash va tuproq sifatini yaxshilash uchun ishlatiladi. Hozirgi vaqtda an'anaviy qazib olish usullari iqtisodiy jihatdan foydali bo'lmagan bakteriyalardan foydalangan holda eski kon chiqindilarini o'zlashtirish yo'li bilan marganets, mis va xrom olish usullari ishlab chiqilgan. Mikroorganizmlar oqava suvlarni biologik tozalash va tuproq sifatini yaxshilash uchun ishlatiladi. Hozirgi vaqtda an'anaviy qazib olish usullari iqtisodiy jihatdan foydali bo'lmagan bakteriyalar yordamida eski kon chiqindilarini o'zlashtirish yo'li bilan marganets, mis va xrom olish usullari ishlab chiqilgan.

Biotexnologiya Tirik organizmlar va ularning biologik jarayonlaridan inson uchun zarur moddalarni ishlab chiqarishda foydalanish. Biotexnologiyaning ob'ektlari - bakteriyalar, zamburug'lar, o'simlik va hayvon to'qimalarining hujayralari. Ular maxsus bioreaktorlarda ozuqa muhitida yetishtiriladi.

Mikroorganizmlar, o'simliklar va hayvonlarni tanlashning eng yangi usullari hujayra, xromosoma va genetik muhandislikdir. Mikroorganizmlar, o'simliklar va hayvonlarni tanlashning eng yangi usullari hujayra, xromosoma va genetik muhandislikdir.

Genetika muhandisligi Genetika muhandisligi - bu bir organizm genomidan kerakli genni ajratib olish va uni boshqa organizm genomiga kiritish imkonini beradigan texnikalar to'plami. Genomiga "begona" genlar kiritilgan o'simliklar va hayvonlar transgen, bakteriyalar va zamburug'lar transformatsiyalangan deb ataladi. Genetika injeneriyasining an'anaviy maqsadi inson ichaklarida yashovchi Escherichia coli bakteriyasidir. Aynan uning yordami bilan o'sish gormoni olinadi - somatotropin, ilgari sigirlar va cho'chqalarning oshqozon osti bezidan olingan insulin gormoni va virusli infektsiyani engishga yordam beradigan interferon oqsili.

O'zgartirilgan bakteriyalarni yaratish jarayoni quyidagi bosqichlarni o'z ichiga oladi: Cheklash - kerakli genlarni "kesish". Bu maxsus "genetik qaychi", cheklovchi fermentlar yordamida amalga oshiriladi. Vektorni yaratish - bu maxsus genetik konstruktsiya bo'lib, unda mo'ljallangan gen boshqa hujayraning genomiga kiritiladi. Vektor yaratish uchun asos plazmidlardir. Gen plazmidga boshqa fermentlar guruhi - ligazalar yordamida birlashtiriladi. Vektorda ushbu genning ishlashini nazorat qilish uchun zarur bo'lgan hamma narsa bo'lishi kerak - promotor, terminator, operator geni va regulyator geni, shuningdek, qabul qiluvchi hujayraga ushbu hujayrani asl hujayradan ajratish imkonini beradigan yangi xususiyatlarni beruvchi marker genlari. Transformatsiya - bu vektorning bakteriyaga kiritilishi. Skrining - bu kiritilgan genlar muvaffaqiyatli ishlaydigan bakteriyalarni tanlash. Transformatsiyalangan bakteriyalarni klonlash.

Eukaryotik genlar, prokaryotik genlardan farqli o'laroq, mozaik tuzilishga ega (eksonlar, intronlar). Eukaryotik genlar, prokaryotik genlardan farqli o'laroq, mozaik tuzilishga ega (eksonlar, intronlar). Bakteriya hujayralarida hech qanday ishlov berilmaydi va vaqt va makonda transkripsiyadan ajratilmaydi. Shu munosabat bilan transplantatsiya uchun sun'iy sintez qilingan genlardan foydalanish samaraliroq. Ushbu sintez uchun shablon mRNK hisoblanadi. Teskari transkriptaza fermenti yordamida dastlab shu mRNKda DNK zanjiri sintezlanadi. Keyin ikkinchi ip DNK polimeraza yordamida unga to'ldiriladi.

Xromosoma muhandisligi Xromosoma muhandisligi - bu xromosomalarni manipulyatsiya qilishga imkon beradigan texnikalar to'plami. Usullarning bir guruhi o'simlik organizmining genotipiga kerakli belgilarning rivojlanishini nazorat qiluvchi bir juft begona homolog xromosomalarni kiritish (ko'tarilgan chiziqlar) yoki bir juft homolog xromosomani boshqasiga (almashtirilgan chiziqlar) almashtirishga asoslangan. ). Shu tarzda olingan almashtirilgan va to'ldirilgan chiziqlarda o'simliklarni "ideal nav" ga yaqinlashtiradigan belgilar to'planadi.

Gaploid usul haploid o'simliklarni o'stirishga va keyin xromosomalarni ikki baravar oshirishga asoslangan. Gaploid usul haploid o'simliklarni o'stirishga va keyin xromosomalarni ikki baravar oshirishga asoslangan. Misol uchun, 10 ta xromosoma (n = 10) bo'lgan haploid o'simliklar makkajo'xori gulchanglari donalaridan o'stiriladi, so'ngra xromosomalar ikki baravar ko'payib, 6-8 yil o'rniga atigi 2-3 yil ichida diploid (n = 20), to'liq homozigot o'simliklar hosil qiladi. qarindosh-urug'chilik. Bunga poliploid o'simliklarni olish usuli ham kiradi.

Uyali muhandislik Uyali muhandislik - bu ularni etishtirish, duragaylash va rekonstruksiya qilish asosida yangi turdagi hujayralarni qurish. Hayot uchun zarur bo'lgan barcha moddalarni o'z ichiga olgan ozuqa muhitiga joylashtirilgan o'simlik va hayvonlarning hujayralari bo'linib, hujayra madaniyatini hosil qiladi. O'simlik hujayralari ham totipotentlik xususiyatiga ega, ya'ni ma'lum sharoitlarda ular to'laqonli o'simlik hosil qila oladi. Shuning uchun hujayralarni ma'lum oziq muhitiga joylashtirish orqali probirkalarda o'simliklarni ko'paytirish mumkin. Bu, ayniqsa, noyob yoki qimmatbaho o'simliklar uchun to'g'ri keladi.

Hujayra kulturalari yordamida qimmatli biologik faol moddalarni (jenshen hujayra madaniyati) olish mumkin. Hujayra kulturalari yordamida qimmatli biologik faol moddalarni (jenshen hujayra madaniyati) olish mumkin. Gibrid hujayralarni olish va o'rganish nazariy biologiyaning ko'plab savollarini (hujayralarning differentsiatsiyasi, hujayralarning ko'payishi va boshqalar mexanizmlari) hal qilish imkonini beradi. Turli turlarga (kartoshka va pomidor, olma va olcha va boshqalar) mansub somatik hujayralar protoplastlarining birlashishi natijasida olingan hujayralar o'simliklarning yangi shakllarini yaratish uchun asosdir. Biotexnologiyada monoklonal antikorlarni ishlab chiqarish uchun limfotsitlarning saraton hujayralari bilan gibridlari bo'lgan gibridomalardan foydalaniladi. Gibridomalar limfotsitlar kabi antikorlarni ishlab chiqaradi va saraton hujayralari kabi madaniyatda cheksiz ko'payish qobiliyatiga ega.

Somatik hujayra yadrolarini tuxumga ko'chirish usuli hayvonning genetik nusxasini olish imkonini beradi, ya'ni hayvonlarni klonlash imkonini beradi. Hozirgi vaqtda klonlangan qurbaqalar olindi, sutemizuvchilarni klonlashning birinchi natijalari olindi. Somatik hujayra yadrolarini tuxumga ko'chirish usuli hayvonning genetik nusxasini olish imkonini beradi, ya'ni hayvonlarni klonlash imkonini beradi. Hozirgi vaqtda klonlangan qurbaqalar olindi, sutemizuvchilarni klonlashning birinchi natijalari olindi.

Ishdan "Biologiya" fanidan dars va ma'ruzalar uchun foydalanish mumkin.

Biologiya bo'yicha tayyor taqdimotlarda hujayralar va butun organizmning tuzilishi, DNK va inson evolyutsiyasi tarixi haqida turli xil ma'lumotlar mavjud. Saytimizning ushbu bo'limida 6,7,8,9,10,11-sinflar uchun biologiya darsi uchun tayyor taqdimotlarni yuklab olishingiz mumkin. Biologiya bo'yicha taqdimotlar o'qituvchilar va ularning talabalari uchun foydali bo'ladi.

Materialni takrorlang va talabalarning "hayvonlar seleksiyasi" mavzusidagi bilimlarini tekshiring.
Talabalarda mikroorganizmlar bilan ishlashning asosiy usullari haqida tasavvur hosil qilish.
Mikroorganizmlarning yangi shtammlarini ko'paytirish jarayoni uchun sun'iy mutagenez usulining ahamiyatini asoslashni o'rgatish.
Biotexnologiyaning asosiy yo‘nalishlari bilan tanishtiring.
Talabalarni biotexnologiya xalq xo‘jaligi muammolari va vazifalarini optimal hal etishga qaratilgan zamonaviy ilmiy bilimlar va amaliy faoliyatning uyg‘un birikmasi ekanligiga ishontirish.
O'rta maktab o'quvchilarining zamonaviy tanlov muammolarini o'rganishga bo'lgan kognitiv qiziqishini rivojlantirishni davom ettirish.

Darslar davomida:

I. Tashkiliy vaqt

II. Ma'lumotnoma bilimlarini yangilash

III. Yangi mavzuni o'rganish

IV. O'rganilgan materialni mustahkamlash

V. Uy vazifasi

HAYVONLARNI TANLASHNING ASOSIY USULLARI

gibridlanish

ALOQALI YO'Q

INDIVIDUAL

MASSA

BOG'LIQ

INTRABREED

ARJASHTIRISH

MASAFLI GIBRIDLASH

Bu hayvonlar qanday tanlash usuli bilan olingan?
Ular qanday belgilar bilan tavsiflanadi?
Ushbu duragaylarning kamchiliklari nimada?

Xinni = eshak x ayg'ir
Bester = beluga x sterlet
Xachir = toychoq x eshak
Honorik = parom x mink
Arharomerinos = archa x qo'y
Liger = sher + yo'lbars
Turkiya = kurka + o'rdak
Kama = llama + tuya
Zebroid = zebra + pony (ot, eshak)

Har xil sigir zotlarining ajdodi KIM?
RESPUBLIKAMIZDAGI SIGIRLAR NOTLARINI NOMI BERING?

Har xil ot zotlarining ajdodi KIM?
RESPUBLIKAMIZDAGI OT ZOTLARINI NOMI BERING?

Har xil cho'chqa zotlarining ajdodi KIM?
RESPUBLIKAMIZDAGI CHUCHQA ZOTLARINI NOMI BERING?

Har xil qo'y zotlarining ajdodi KIM?
RESPUBLIKAMIZDAGI CHUCHQA ZOTLARINI NOMI BERING

BU HAYVONLAR ZOTLARI AJDOLARINI NOMI BERING?
RESPUBLIKAMIZDAGI ZOTLARNI NOMI?

15. kurkalar

17. Tuyaqushlar

Sigirlar
kiyik
Cho'chqalar
bufalolar
Otlar
Quyonlar
Nutriy

Matnni o'qing va xatolarni ko'rsating

1973 yilda N.I. Vavilov o'z-o'zini changlatish usulidan foydalanib, qo'ylarning mayin junli navini yaratdi, keyinchalik akademik Tsitsin geteroz usuli yordamida sof chiziq yaratdi.

Har qanday turdagi tirik organizmlarning populyatsiyasi soni taxminan bir xil darajada qoladi, chunki ular cheklovchi omillarga bog'liq.

Omillar

Qurilma

Oziq-ovqat resurslari

Qishloq xoʻjaligi hayvonlari va oʻsimliklarini koʻpaytirish, konserva va boshqa oziq-ovqat mahsulotlarini ishlab chiqarish

Hududiy resurslar

Ko'p qavatli binolarni qurish

Dori-darmonlar, vaktsinalar, jarrohlik

Iqlim sharoitlari

Mavsumiy kiyim-kechak, isitish xonasi

Tug'ilishni nazorat qilish

Maxsus vositalar va boshqa xususiyatlar

INSON AHOLI SONINI DAVRIGA 2 KOSHASH:

Paleolit

Yangi paleolit

170 000 yil davomida

Ovchilik va terimchilik

15 000 yil davomida

Bizning eramiz boshlanganidan keyin

1830 yildan beri

Uy sharoitida tarbiyalash

Naslchilik

Tanlash

1980 yilda Yer yuzida 4,5 milliard odam yashagan, ulardan har yili 80 million bola tug'iladi.

Hozirda sayyoramizda 6 milliard odam yashaydi.

Yer 10 milliard odamni boqmaydi va aholini tartibga solish masalasi paydo bo'ladi!

Buning oldini olish uchun odamlarning oziq-ovqatga bo'lgan ortib borayotgan ehtiyojlarini qondirish kerak.

Tirik organizmlar, ularning biologik xususiyatlari, shuningdek, inson uchun zarur bo'lgan moddalarni ishlab chiqarishda hayotiy jarayonlardan foydalanish haqidagi fan

Mikroorganizmlar bir hujayrali prokaryotik va eukaryotik organizmlar guruhidir.

Mikroorganizmlarni o'rganadigan fan mikrobiologiyadir.

Mikroorganizmlar

Bakteriyalar

Protozoa

Ko'k-yashil suv o'tlari

Mikroorganizmlar - bu faqat mikroskop ostida ko'rish mumkin bo'lgan kichik organizmlar.

1 QO'SHIMCHA - seboreya, qoraqo'tir, qo'ziqorin
2 PROTOZOZLAR - dizenteriya, toksoplazmoz, trixomonoz, lyamblioz, bezgak, trixomonoz va boshqalar.
BAKTERİYALAR - botulizm, kuydirgi, sil, vabo, difteriya, tif, vabo, sifilis, qoqshol va boshqalar.
VIRUSLAR - gripp, gepatit, OITS, ensefalit, sariq isitma, chechak, qizamiq, quturish, paleomelit, o'tkir respirator infektsiyalar, oyoq va og'iz kasalliklari va boshqalar.

Mikroorganizmlarning xususiyatlari

1. Hamma joyda mavjud

2. Yuqori o'sish va ko'payish sur'atlari

3. Boshqa organizmlar hayoti uchun yaroqsiz sharoitlarda (t = 70-105 S, radiatsiya, NaCl = 25-30%, quritish, kislorod etishmasligi, t = (-)) yuqori darajada omon qolish.

4. Oziqlanish usullari: avtotroflar (foto- va kimyo-), geterotroflar (barcha turdagi organik moddalarni, tabiiy bo'lmagan birikmalarni, nitratlar, vodorod sulfidi va boshqa zaharli moddalarni parchalaydi)

5. Ajoyib mahsuldorlik. Masalan: 500 kg og'irlikdagi sigir. kuniga 0,5 kg ni tashkil qiladi. oqsil va 500 kg soya o'simliklari xuddi shu davrda 5 kg hosil qiladi. oqsil, xamirturushning bir xil massasi kuniga bioreaktorda 50 tonna protein ishlab chiqarishga qodir, bu o'z massasidan 100 baravar ko'p va 5 ta kattalar filining massasiga teng).

6. Mikroblarning haddan tashqari moslashuvchanligi ularni oson va tez tanlash imkonini beradi. Hayvon zotini yoki o'simlik navini ko'paytirish uchun yuzlab yillar kerak bo'ladi, ammo mikroorganizm shtammini ko'paytirish uchun bir necha yil kerak bo'ladi.

Mikroorganizmlardan foydalanish

Sintetik vaktsinalarni olish

Mikroorganizmlar yordamida oziq-ovqat mahsulotlarini qayta ishlash va saqlashning yangi usullarini ishlab chiqish

Ozuqa oqsillarini ishlab chiqarish

Uy hayvonlari uchun

Organik kislotalarni olish, yuvish vositalarida fermentlardan foydalanish, yopishtiruvchi moddalar, tolalar, jelatinlashtiruvchi moddalar, quyuqlashtiruvchi moddalar, lazzatlar va boshqalarni yaratish.

Ko'mirdan oltingugurt o'z ichiga olgan birikmalarni olib tashlash

Rudalarni yuvish

Neft sanoatida mikroorganizmlardan foydalanish

Diagnostikani yaxshilash, yangi dorilar va terapevtik vositalarni yaratish uchun ferment preparatlaridan foydalanish. Fermentlar, antibiotiklar, interferon, gormonlar (insulin, somatotropin va boshqalar) mikrobiologik sintezi.

Sanoat va maishiy chiqindilarni qayta ishlash usullarini takomillashtirish

Qishloq xo'jaligida hujayra texnologiyasidan foydalanish

Bakterial o'g'itlarni olish

Mikroorganizmlarni tanlash xususiyatlari

Selektsionerda ishlash uchun cheksiz miqdordagi material mavjud: bir necha kun ichida milliardlab hujayralar Petri idishlarida yoki ozuqaviy muhitda sinov naychalarida o'stirilishi mumkin;

Mutatsiya jarayonidan samaraliroq foydalanish, chunki mikroorganizmlarning genomi haploid bo'lib, birinchi avloddagi har qanday mutatsiyani aniqlash imkonini beradi;

Bakteriyalarning genetik tashkilotining soddaligi: genlar soni sezilarli darajada kamroq, ularning genetik regulyatsiyasi sodda, genlarning o'zaro ta'siri oddiy yoki yo'q.

Mikroorganizmlarni tanlash

An'anaviy usullar

Eng so'nggi usullar

Sun'iy

mutagenez

Hosildorlikka qarab tanlash

Genetika muhandisligi

Bir organizmning genomidan kerakli genni ajratib olish va uni boshqasining genomiga kiritish asosida

Sun'iy gen sintezi va bakterial genomga kiritilishi

Eksperimental mutagenez - bu turli xil organizmlarga ta'siri

Mutatsiyalar (kimyoviy moddalar va radiatsiya) hosil qilish uchun mutagenlar

Masalan:

Penitsilium qo'ziqorinining shtammi uning mahsuldorligini 1000 marta oshirdi.
Aminokislota ishlab chiqaradigan shtamm 300 marta.

Ammo an'anaviy tanlovning imkoniyatlari cheklangan.

Mikroorganizmlarni o'rganishda molekulyar biologiya va genetika kabi fanlarning yutuqlari, shuningdek, mikrobial mahsulotlardan amaliy foydalanishga bo'lgan ehtiyojning ortib borishi kerakli xususiyatlarga ega mikroorganizmlarni maqsadli va nazorat ostida ishlab chiqarishning yangi usullarini yaratishga olib keldi.

Paragraf matnini o'rganing.
34-37-bandlar shartlaridan foydalanib Xitoy so'zini tuzing.

Taqdimotni oldindan ko‘rishdan foydalanish uchun Google hisobini yarating va unga kiring: https://accounts.google.com

Slayd sarlavhalari:

Asosiy naslchilik usullari va biotexnologiyasi

Seleksiya - bu inson uchun zarur bo'lgan xususiyatlarga ega o'simliklarning, hayvon zotlarining va mikroorganizmlarning shtammlarining yangi va mavjud navlarini yaratish haqidagi fan. Nav, zot, shtamma - odam tomonidan sun'iy ravishda yaratilgan organizmlar populyatsiyasi (genofondi, fizik va morfologik xususiyatlari).

1. Seleksiya 2. Gibridlanish 3. Mutagenez 4. Hujayra muhandisligi 5. Genetika muhandisligi Seleksiyaning asosiy usullari

Selektsiya 1. Uslubiy tanlov (ma'lum xususiyatlar) 2. Ommaviy tanlash (istalgan xususiyatlar) 3. Individual tanlov (qimmatli fazilatlarga ega bo'lgan shaxslar) Sof chiziq - genetik jihatdan bir hil organizmlar guruhi.

Duragaylanish 1. O`zaro yaqin (qarindoshlik) - organizmlarning gomozigotalik darajasi ortadi 2. Bog`lanishsiz (autbreding): tur ichidagi, uzoq - geterozigotali organizmlar. Yangi organizmlar ota-ona shakllaridan ustundir - geteroz effekti

Genetika muhandisligi - kerakli genlarni bir turdan boshqasiga maqsadli o'tkazish

Uyali muhandislik - bu sun'iy oziqlantiruvchi muhitda alohida to'qimalar va hujayralarni etishtirish

Belgiya ko'k

Qishloq hayvonlari faqat jinsiy yo'l bilan ko'payadi Bir juft ishlab chiqaruvchidan olingan nasl kichikdir Har bir individning seleksiya qiymati yuqori Chorvachilikning o'ziga xos xususiyatlari

Uy sharoitida seleksiya duragaylash Hayvonlarni tanlashning asosiy usullari:

Uy-joy qurish Odam ongsiz/maqsadli ravishda muayyan tabiiy va iqtisodiy sharoitlarda odamlar uchun muhim bo'lgan ma'lum fazilatlarga ega hayvonlarni tanlaydi.

Hayvonlar seleksiyasining asosiy yo'nalishlari 1. yuqori mahsuldorlik 2. tabiiy hududlarga moslashish 3. mahsuldorlikning sifat ko'rsatkichlarini oshirish (yog' va sut tarkibi, go'sht, mo'yna va jun) 4. intensiv zotlar hisobiga iqtisodiy xarajatlarni kamaytirish 5. kasalliklarga chidamliligini oshirish.

Duragaylash va individual tanlash Individlar soni kam bo'lgani uchun ommaviy tanlash qo'llanilmaydi

Eng katta mushuk Gerkules sher va yo'lbarsning aralashmasidir. Og'irligi 418 kg, uzunligi 3,3 m, vazni 1,8 m

Bester - beluga va sterlet o'rtasidagi xoch, u juda mazali qora ikra ishlab chiqaradi

Sun'iy urug'lantirish - urug'lantirish maqsadida yuqori baholi erkaklardan olingan spermatozoidlarni urg'ochilarning reproduktiv tizimiga kiritish Poliembrion duragaylash - bir zigotadan bir nechta embrionlarni sun'iy ravishda shakllantirish va ularni keyinchalik tug'ilgan hayvonlarning bachadoniga kiritish.

Genetik klonlash

Olim-selektsionerlar va ularning yutuqlari Kerakli xususiyatlarni olish uchun qo'llaniladigan usullar Olim tomonidan olingan navlar yoki zotlar Uyga vazifa: 64 - 65 paragraflar 65-band matnidan foydalanib jadvalni to'ldiring.

4 Biotexnologik jarayonning asosiy bo'g'ini xom ashyoni ma'lum bir modifikatsiyani amalga oshirishga va u yoki bu zarur mahsulotni shakllantirishga qodir bo'lgan biologik ob'ektdir. Bunday biotexnologiya ob'ektlariga mikroorganizmlarning hujayralari, hayvonlar va o'simliklar, transgen hayvonlar va o'simliklar, zamburug'lar, shuningdek hujayralarning ko'p komponentli ferment tizimlari va individual fermentlar kirishi mumkin. Ko'pgina zamonaviy biotexnologik ishlab chiqarishning asosini mikrobial sintez, ya'ni mikroorganizmlar yordamida turli xil biologik faol moddalar sintezi tashkil etadi. Afsuski, o'simlik va hayvonot manbalari ob'ektlari, bir qator sabablarga ko'ra, haligacha bunday keng qo'llanilishini topmagan. Shuning uchun kelajakda mikroorganizmlarni biotexnologiyaning asosiy ob'ektlari sifatida ko'rib chiqish maqsadga muvofiqdir.

1 Mikroorganizmlar biotexnologiyaning asosiy ob'ektlari hisoblanadi Hozirgi vaqtda 100 mingdan ortiq turli xil mikroorganizmlar ma'lum. Bular birinchi navbatda bakteriyalar, aktinomitsetalar va siyanobakteriyalardir. Mikroorganizmlarning bunday xilma-xilligi bilan juda muhim va ko'pincha qiyin muammo - bu kerakli mahsulotni ta'minlashga qodir bo'lgan organizmni to'g'ri tanlash, ya'ni. sanoat maqsadlarida xizmat qiladi. 5

Ko'pgina biotexnologik jarayonlar GRAS (umuman xavfsiz deb tan olingan) deb tasniflangan cheklangan miqdordagi mikroorganizmlardan foydalanadi. Bunday mikroorganizmlarga Basillus subtilis bakteriyalari, Basillus amiloliquefaciens, boshqa turdagi tayoqchalar va laktobakteriyalar va Streptomyces turlari kiradi. Bunga Aspergillus, Penicillium, Mucor, Rhizopus, achitqi Saccharomyces va boshqalar kiradi. mikroorganizmlar biotexnologiyaning asosiy ob'ektlari sifatida. 6

Mikrobiologiya sanoati hozirda foydali xususiyatlariga ko'ra dastlab tabiiy manbalardan ajratib olingan va keyinchalik turli usullar bilan takomillashtirilgan minglab mikroorganizm shtammlaridan foydalanmoqda. Ishlab chiqarish va mahsulotlar assortimentining kengayishi munosabati bilan mikrobiologiya sanoatiga mikroblar dunyosining ko'proq vakillari jalb etilmoqda. Shuni ta'kidlash kerakki, yaqin kelajakda ularning hech biri E. coli va Bac kabi darajada o'rganilmaydi. subtilis. Buning sababi, ushbu turdagi tadqiqotlarning katta mehnat zichligi va yuqori narxidir. 7

Binobarin, biotexnologik jarayonlarda foydalanish uchun yaroqli sanoat ahamiyatli ishlab chiqaruvchi shtammlarni yaratishda eng qimmatli bo'lgan barcha narsani yangi mikroorganizmlar potentsialidan ajratib olishga imkon beradigan tadqiqot strategiyasi va taktikasini ishlab chiqish muammosi paydo bo'ladi. Klassik yondashuv kerakli mikroorganizmni tabiiy sharoitlardan ajratib olishdir. Taxminan ishlab chiqaruvchining tabiiy yashash joylaridan material namunalari olinadi (material namunalari olinadi) va qiziqish mikroorganizmining imtiyozli rivojlanishini ta'minlaydigan selektiv muhitda emlanadi, ya'ni. boyitish deb atalmish madaniyatlarni olish. 8

Keyingi qadam, ajratilgan mikroorganizmni keyingi o'rganish va kerak bo'lganda uning ishlab chiqarish qobiliyatini taxminiy aniqlash bilan toza madaniyatni izolyatsiya qilishdir. Ishlab chiqaruvchi mikroorganizmlarni tanlashning yana bir usuli bor - bu yaxshi o'rganilgan va har tomonlama tavsiflangan mikroorganizmlarning mavjud to'plamlaridan kerakli turlarni tanlashdir. Bu, albatta, ko'p mehnat talab qiladigan operatsiyalarni bajarish zaruriyatini yo'q qiladi. 9

Biotexnologik ob'ektni tanlashda asosiy mezon maqsadli mahsulotni sintez qilish qobiliyatidir. Biroq, bunga qo'shimcha ravishda, jarayonning o'zi texnologiyasi qo'shimcha talablarni o'z ichiga olishi mumkin, ular ba'zan juda muhim, hal qiluvchi emas. Umuman olganda, mikroorganizmlar yuqori o'sish tezligiga ega bo'lishi, o'z hayoti uchun zarur bo'lgan arzon substratlardan foydalanishi va begona mikroflorada yashashi, ya'ni yuqori raqobatbardoshlikka ega bo'lishi kerak. Yuqorida aytilganlarning barchasi maqsadli mahsulotni ishlab chiqarish tannarxini sezilarli darajada kamaytirishni ta'minlaydi. 10

Mikroorganizmlarning biotexnologiya ob'ekti sifatidagi rolini isbotlovchi misollar keltiramiz: 1. Bir hujayrali organizmlar, qoida tariqasida, yuqori organizmlarga qaraganda yuqori o'sish va sintetik jarayonlar tezligi bilan ajralib turadi. Biroq, bu barcha mikroorganizmlarga xos emas. Ulardan ba'zilari juda sekin o'sadi, lekin alohida qiziqish uyg'otadi, chunki ular turli xil juda qimmatli moddalarni ishlab chiqarishga qodir. o'n bir

2. Biotexnologik rivojlanish ob'ektlari sifatida o'zlarining hayotiy faoliyatida quyosh nuri energiyasidan foydalanadigan fotosintetik mikroorganizmlar alohida qiziqish uyg'otadi. Ulardan ba'zilari (siyanobakteriyalar va fotosintetik eukariotlar) uglerod manbai sifatida CO 2 dan foydalanadilar va siyanobakteriyalarning ba'zi vakillari, yuqorida aytilganlarning barchasiga qo'shimcha ravishda, atmosfera azotini assimilyatsiya qilish qobiliyatiga ega (ya'ni, ular ozuqa moddalariga juda oddiy). Fotosintetik mikroorganizmlar ammiak, vodorod, oqsil va bir qator organik birikmalar ishlab chiqaruvchisi sifatida istiqbolli hisoblanadi. Biroq, ularning genetik tuzilishi va hayotning molekulyar biologik mexanizmlari to'g'risidagi fundamental bilimlarning cheklanganligi sababli, ulardan foydalanish bo'yicha taraqqiyotni yaqin kelajakda kutmaslik kerak. 12

3. °C haroratda o'sadigan termofil mikroorganizmlar kabi biotexnologiya ob'ektlariga biroz e'tibor beriladi. Bu xususiyat nisbatan steril bo'lmagan etishtirish jarayonida xorijiy mikrofloraning rivojlanishi uchun deyarli engib bo'lmaydigan to'siqdir, ya'ni. ifloslanishdan ishonchli himoya qiladi. Termofillar orasida spirtli ichimliklar, aminokislotalar, fermentlar va molekulyar vodorod ishlab chiqaruvchilari topilgan. Bundan tashqari, ularning o'sish tezligi va metabolik faolligi mezofillarnikidan 1,5-2 baravar yuqori. Termofillar tomonidan sintez qilingan fermentlar issiqlikka, ba'zi oksidlovchi moddalarga, yuvish vositalariga, organik erituvchilarga va boshqa noqulay omillarga qarshilik kuchayishi bilan tavsiflanadi. Shu bilan birga, ular oddiy haroratlarda kam faoldir. 13

Shunday qilib, termofil mikroorganizmlar vakillaridan birining proteazlari 20 ° C da 75 ° C ga nisbatan 100 marta kamroq faoldir. Ikkinchisi ba'zi sanoat ishlab chiqarishlari uchun juda muhim xususiyatdir. Masalan, termofil Thermus aquaticus bakteriyasining Tag polimeraza fermenti gen injeneriyasida keng qo'llanilishini topdi. Ilgari bu organizmlarning yana bir muhim xususiyati, ya'ni ular etishtirilganda ular yashaydigan muhit harorati atrof-muhit haroratidan sezilarli darajada oshib ketishi haqida aytib o'tilgan edi. Bu yuqori harorat farqi tez va samarali issiqlik almashinuvini ta'minlaydi, bu esa katta hajmli sovutish moslamalarisiz biologik reaktorlardan foydalanish imkonini beradi. Va ikkinchisi, o'z navbatida, aralashtirish, shamollatish va defoamingni osonlashtiradi, bu esa birgalikda jarayonning narxini sezilarli darajada kamaytiradi. 14

2 Mikroorganizmlarni ajratish va tanlash Eng qimmatli va faol ishlab chiqaruvchilarni yaratish jarayonida ajralmas komponent, ya'ni. Biotexnologiyada ob'ektlarni tanlashda ularni tanlash muhim ahamiyatga ega. Tanlashning asosiy usuli - kerakli ishlab chiqaruvchini tanlashning har bir bosqichida genomlarni ongli ravishda loyihalash. Tanlangan organizmlarning genomlarini o'zgartirishning samarali usullari yo'qligi sababli bu holat har doim ham amalga oshirilmagan. Mikrobial texnologiyalarni ishlab chiqishda kerakli foydali xususiyatlar bilan tavsiflangan o'z-o'zidan paydo bo'ladigan o'zgartirilgan variantlarni tanlashga asoslangan usullar muhim rol o'ynadi. 15

Bunday usullar bilan odatda bosqichma-bosqich tanlash qo'llaniladi: tanlashning har bir bosqichida mikroorganizmlar populyatsiyasidan eng faol variantlar (spontan mutantlar) tanlanadi, keyingi bosqichda ulardan yangi, samaraliroq shtammlar tanlanadi va hokazo. Mutantlar paydo bo'lishining past chastotasidan iborat bo'lgan ushbu usulning aniq cheklovlariga qaramay, uning imkoniyatlarini to'liq tugatgan deb hisoblashga hali erta. 16

Induktsiyalangan mutagenez usulidan foydalanganda eng samarali ishlab chiqaruvchilarni tanlash jarayoni sezilarli darajada tezlashadi. UV, rentgen va gamma nurlanishi, ma'lum kimyoviy moddalar va boshqalar mutagen ta'sir sifatida ishlatiladi, ammo bu texnikaning kamchiliklari ham yo'q emas, ularning asosiysi uning mehnat zichligi va o'zgarishlarning tabiati haqida ma'lumot etishmasligidir. eksperimentator yakuniy natijaga qarab tanlaydi. 17

Masalan, organizmning og'ir metallar ionlariga chidamliligi bu kationlarni bakterial hujayra tomonidan singdirish tizimini bostirish, hujayradan kationlarni olib tashlash jarayonini faollashtirish yoki tizimni (tizimlarni) qayta qurish bilan bog'liq bo'lishi mumkin. hujayradagi kationning inhibitiv ta'siriga bog'liq. Tabiiyki, barqarorlikni oshirish mexanizmlarini bilish yakuniy natijani qisqa vaqt ichida olish uchun maqsadli ta'sirni amalga oshirishga, shuningdek, muayyan ishlab chiqarish sharoitlariga mos keladigan variantlarni tanlashga imkon beradi. Yuqorida sanab o'tilgan usullarni klassik seleksiya usullari bilan birgalikda qo'llash ishlab chiqaruvchi mikroorganizmlarning zamonaviy seleksiyasining mohiyatidir. 18

1 slayd

2 slayd

Mikroorganizmlarning (asosan bakteriya va zamburug'larning) an'anaviy seleksiyasi eksperimental mutagenez va eng mahsuldor shtammlarni tanlashga asoslangan. Ammo bu erda ham ba'zi o'ziga xosliklar mavjud. Bakterial genom haploid bo'lib, har qanday mutatsiyalar birinchi avlodda paydo bo'ladi. Mikroorganizmlarda tabiiy mutatsiyaning yuzaga kelish ehtimoli boshqa barcha organizmlardagi kabi bo'lsa ham (har bir gen uchun 1 million kishiga 1 mutatsiya), ko'payishning juda yuqori intensivligi gen uchun foydali mutatsiyani topishga imkon beradi. tadqiqotchi.

3 slayd

Sun'iy mutagenez va seleksiya natijasida penitsilium zamburug'i shtammlarining mahsuldorligi 1000 barobardan ortiq oshdi. Mikrobiologik sanoat mahsulotlari non pishirish, pivo tayyorlash, vinochilik va ko'plab sut mahsulotlarini tayyorlashda qo'llaniladi. Mikrobiologiya sanoati yordamida antibiotiklar, aminokislotalar, oqsillar, gormonlar, turli fermentlar, vitaminlar va boshqalar olinadi.

4 slayd

5 slayd

6 slayd

Slayd 7

Mikroorganizmlar, o'simliklar va hayvonlarni tanlashning eng yangi usullari hujayra, xromosoma va genetik muhandislikdir.

8 slayd

Slayd 9

10 slayd

Rekombinant plazmidlarning hosil bo'lishi: 1 - original plazmidli hujayra 2 - izolyatsiya qilingan plazmid 3 - vektorning yaratilishi 4 - rekombinant plazmid (vektor) 5 - rekombinant plazmidli hujayra

11 slayd

Eukaryotik genlar, prokaryotik genlardan farqli o'laroq, mozaik tuzilishga ega (eksonlar, intronlar). Bakteriya hujayralarida hech qanday ishlov berilmaydi va vaqt va makonda transkripsiyadan ajratilmaydi. Shu munosabat bilan transplantatsiya uchun sun'iy sintez qilingan genlardan foydalanish samaraliroq. Ushbu sintez uchun shablon mRNK hisoblanadi. Teskari transkriptaza fermenti yordamida dastlab shu mRNKda DNK zanjiri sintezlanadi. Keyin ikkinchi ip DNK polimeraza yordamida unga to'ldiriladi.

12 slayd

Slayd 13

Gaploid usul haploid o'simliklarni o'stirishga va keyin xromosomalarni ikki baravar oshirishga asoslangan. Misol uchun, 10 ta xromosoma (n = 10) bo'lgan haploid o'simliklar makkajo'xori gulchanglari donalaridan o'stiriladi, so'ngra xromosomalar ikki baravar ko'payib, 6-8 yil o'rniga atigi 2-3 yil ichida diploid (n = 20), to'liq homozigot o'simliklar hosil qiladi. qarindosh-urug'chilik. Bunga poliploid o'simliklarni olish usuli ham kiradi.