Өсімдік жасушаларын биосинтездік өнеркәсіпте пайдалану

Пән: Биология
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 6 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі

Семей қаласының Шәкәрім атындағы мемлекеттік университеті

БАӨЖ

Тақырыбы: «Өсімдік жасушаларын биосинтездік өнеркәсіпте пайдалану. »

Орындаған: Билалова А. Н

Тексерген: Жилкыбаева С. Д.

Семей 2015

Өсімдік жасушаларын биосинтездік өнеркәсіпте пайдалану

Адам тірі организмдерді өзіне қажет өнімдерді алу үшін ежелден пайдаланып келеді. Мысалы, ауыл шаруашылығында жеке организмдер мен олардың популяциялары қолданылады. Жалпы айтқанда, бүкіл ауыл шаруашылығын биотехнология деп есептеуге де болар еді. Себебі, бұл салада да биологиялық объектілер мен процесстер пайдаланылады. Жаңа биотехнологияда керекті өнімдерді алу үшін in vitro жағдайында өсірілетін клеткалар (микроорганизмдер, өсімдіктер мен жануарлар клеткалары), клетка органоидтары, ферменттер мен мультифермент жүйелері, гендік және клеткалық инженерия әдістерімен құрастырылған жасанды тіршілік формалары қолданылады. In vitro жағдайында өсірген өсімдік клеткалары табиғи өсімдікке тән биосинтездік қасиетін сақтайды, сондықтан оларды экономикалық маңызы бар заттарды өндіру үшін пайдалануға болады. Сөйтіп, өсімдік клеткаларын өнеркәсіпті технологияларда қолданудың әр түрлі жолдары бар. Маңызды заттарды синтездеумен қатар оларды тағы биотрансформацияға, яғни арзан заттарды басқа бағалы заттарға айналдыру үшін пайдаланады. Өсімдіктерде алуан түрлі қосымша заттар синтезделеді. Қосымша заттар деп аталса да олардың өсімдіктегі зат алмасудағы орны зор. Олардың көптегені медицинада, техникада, тамақ және парфюмерия өнеркәсібінде, ауыл шаруашылығында кең пайдаланылады.

Маңызды заттарды синтездейтін клеткаларды өсіру биотехнологияның жаңа саласы. Дағдылы биотехнологиялар бағалы биологиялық активті заттарды алу үшін бүтін организмдерді пайдаланса (өсімдіктерді, жануарларды), осы заманғы биотехнологиясы ерікті немесе иммобилизденген өсімдік клеткаларын өсіруге сүйенген клеткалық технологияларға негізделген. Өсірілетін клеткаларды биосинтездік өнеркәсіпте қолданудың 3 жолы бар: клеткалардың in vitro жағдайында биотрансформация жүргізуге мүмкіншілігі болатындығы дәлелденген, яғни кейбір биологиялық активті заттар арзан қарапайым бастаушы заттардан синтезделеді және бұл қарапайым бастаушы заттар химиялық немесе микробиологиялық жолмен өзгертіле алмайды, тек қана өсірілетін клеткалардың ферменттерінің ықпалымен ақырғы бағалы өнімге айналып кетеді.

Өсімдіктер көптеген маңызды заттардың бірден бір қайнар көзі болып келеді. Бірақ өсімдік шикі затының қоры табиғатта таусылып бара жатыр. Осыны еске алғанда, клеткалық техналогияардың орны болашақта ерекше зор екенін түсінуге болады. Клеткалық техналогиялардың ғылыми лабораториялық зерттеулерден соң өнеркәсіпте қолданылуы қазір ғана басталып келе жатыр. Тиімділігі жоғары технологиялардың жасалуы өсімдіктерде қосымша зат алмасу процестерінің генетикалық, биохимиялық, физиологиялық реттелу жөніндегі теориялық білімнің жетіспеушілігімен шектеліп тұр. Себебі бүтін өсімдіктегі зат алмасуында қосымша заттардың қызметі толық зерттеліп бітпеген. Көпшілігінің негізгі функциясы өсімдікті әр түрлі стресс факторларынан қорғау, яғни олар реттеушілер ретінде организмнің тіршілік әрекетін қамтамасыз етуі мүмкін. 1-ші кестеде қосымша метаболиттердің бүтін өсімдік клеткаларында синтезделу және жинақталу орны көрсетілген. Дағдылы биотехнологиялар бағалы биологиялық активті заттарды алу үшін бүтін организмдерді пайдаланса (өсімдіктерді, жануарларды), осы заманғы биотехнологиясы ерікті немесе иммобилизденген өсімдік клеткаларын өсіруге сүйенген клеткалық технологияларға негізделген. Өсірілетін клеткаларды биосинтездік өнеркәсіпте қолданудың 3 жолы бар: клеткалардың in vitro жағдайында биотрансформация жүргізуге мүмкіншілігі болатындығы дәлелденген, яғни кейбір биологиялық активті заттар арзан қарапайым бастаушы заттардан синтезделеді және бұл қарапайым бастаушы заттар химиялық немесе микробиологиялық жолмен өзгертіле алмайды, тек қана өсірілетін клеткалардың ферменттерінің ықпалымен ақырғы бағалы өнімге айналып кетеді. Клеткалық техналогиялардың ғылыми лабораториялық зерттеулерден соң өнеркәсіпте қолданылуы қазір ғана басталып келе жатыр. Тиімділігі жоғары технологиялардың жасалуы өсімдіктерде қосымша зат алмасу процестерінің генетикалық, биохимиялық, физиологиялық реттелу жөніндегі теориялық білімнің жетіспеушілігімен шектеліп тұр. Себебі бүтін өсімдіктегі зат алмасуында қосымша заттардың қызметі толық зерттеліп бітпеген. Көпшілігінің негізгі функциясы өсімдікті әр түрлі стресс факторларынан қорғау, яғни олар реттеушілер ретінде организмнің тіршілік әрекетін қамтамасыз етуі мүмкін. 1-ші кестеде қосымша метаболиттердің бүтін өсімдік клеткаларында синтезделу және жинақталу орны көрсетілген. Өсімдік жасушаларын өсіру - ауыл шаруашылығыныңның халықты азық-түлікпен, мал шаруашылығын жем-шөппен, өнеркәсіпті шикізатпен қамтамасыз ететін маңызды саласы. Мал шаруашылығымен тығыз байланысты. Өсімдік өсіруге егіншілік, шабындық, орман шаруашылығы, көкөніс шаруашылығы, жеміс-жидек шаруашылығы, әсемдік бақ өсіру және жабайы жеміс-жидек, саңырауқұлақ, дәрілік, т. б. пайдалы өсімдіктерді жинау шаруашылықтары жатады. Екінші жағынан өсімдік өсіру - ауыл шаруашылығы өсімдіктері түсімін молайту, өнім сапасын жақсарту, қаржы мен еңбекті аз жұмсап, көп өнім алу мәселелерін зерттейтін ғылым. Өсімдік өсіру ғылым ретінде ауыл шаруашылығы өсімдіктерінің вегетация дәуірінің ұзақтығын, өсу және даму сатыларын, тамыр жүйесінің даму динамикасын, құрғақ зат жиналуын, зат алмасуын, суыққа, қуаңшылыққа төзімділігін, т. б. зерттейді. Өсімдіктің биологиялық және экологиялық ерекшеліктеріне қарай түр, сорт, гибридтерді аудандастыру, жерсіндіру, т. б. мәселелерді шешеді. Ғылыми тұрғыдан егіншілік, топырақтану, биохимия, генетика, селекция, микробиология, агрофизика, агрохимия, өсімдіктерді қорғау, т. б. ғылымдармен тығыз байланысты. Бастапқы өсімдіктің, яғни эксплант алынатын донор өсімдіктің генотипі өсірген жасушалардың биосинтездік потенциалына елеулі ықпал етеді. М. Ценк қызметтестерімен қызғылт қабыршөптің (Catharantus roseus) жасушаларын өсіру үшін бірнеше географиялық аймақтан 184 тұқым үлгісін жинап алған. Осы тұқымдардан шыққан өскіндер арасынан серпентин мен аймалицин деген гипотензивтік индолдық алкалоидтарға өте бай (құрғақ массасына 0, 7%) бірнеше өскіндер таңдап алынды. Солардан шыққан каллустар қажетті алкалоидтарды басқа өскіндерден алынған каллустарға қарағанда 4-5 есе артық синтезделген.

Бірақ У. Роллер осы өсімдікпен өткізген өзінің тәжірибелерінде мұндай байланыстылықты таба алмады.

Жапон ғалымдары да маралотының (Thalictrum minus) бүтін өсімдіктері мен каллустарында берберин деген алкалоидтың мөлшерінде корреляциясын байқамады. Бәлкім нәтижелердің мұндай қайшы болуы алғашқы генотиптің тек фенотип арқылы бағалануына байланысты.

З. Б. Шамина қызметтестерімен апиын көкнар (Papaver somniferum) жасушаларын изогендік өсімдіктер линиясынан шығарып алған. Сабақ ұшындағы меристема жасушаларын бір мезгілде әр түрлі, бірақ жасы бірдей өсімдіктерден бөліп алып, бірдей ортада өсірді. Сондағы шыққан каллустардың өсу және алкалоидтарды синтездеу жағынан айырмашылықтары айтарлықтай болған.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.