Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Дәріс: Өсімдік жасушаларын биосинтездік өнеркәсіпте пайдалану.






1.Экономикалық маң ызы бар заттарды ө ндірудің жасушалық технологиялары.

2. Жасушалық технологияның песпективалары.

3. Ө сірілетін жасушаларда қ осымша заттардың қ ор жингаоуына ә сер ететін факторлар.

Ө сімдіктерде алуан тү рлі қ осымша заттар синтезделеді. Қ осымша заттар деп аталса да олардың ө сімдіктегі зат алмасудағ ы орны зор. Олардың кө птегені медицинада, техникада, тамақ жә не парфюмерия ө неркә сібінде, ауыл шаруашылығ ында кең пайдаланылады.

Ө сірген жасушалардың қ осымша заттарының арасында бірінші болып ө здеріне зерттеушілердің назарын аудартқ ан алкалоидтар еді. Қ ызғ ылт қ абіршө птің, жылан раувольфияның, қ ара мендуанасының, сасық мең дуанасының т.с.с. ө сімдіктердің каллустарын талдаанда олардың қ ұ рамында ә р тү рлі алкалоидтар болатыны анық талды. Кө птеген ғ алымдардың зерттеулері арқ асында каллустардың басқ а да активті заттарды синтездеуге қ абілеті бар екендігі жө нінде талай бағ алы деректер жиналды. Жасушалар in vitro жағ дайында ә р ө сімдік тү ріне тә н қ осымша заттарды синтездеу қ абілетін сақ тап қ алады. Атап айтқ анда, алкалоидтарды, терпеноидтарды, гликозидтарды, полифенолдарды, полисахаридтерді, эфир майларын, ерекше петидтер мен белоктарды, таза бояғ ыш заттарды, стероидтарды, дә м татымдық заттарды, биоинсектицидтарды, балауыздарды, витаминдерді синтездейді.

Мң ызды заттарды синтездейтін жасушаларды ө сіру биотехнологияның жаң а саласы. Дағ дылы биотехнологиялар бағ алы биологиялық активті заттарды алу ү шін бү тін организмдерді пайдаланса (ө сімдіктерді, жануарларды), осы заманғ ы биотехнологиясы ерікті немесе иммобилизденген ө сімдік жасушаларын ө сіруге сү йенген жасушалық технологияларғ а негізделген.

Жасушалардың in vitro жағ дайында биотрансформация жү ргізуге мү мкіншілігі болатындығ ы дә лелденген, яғ ни кейбір биологиялық активті заттар арзан қ арапайым бастаушы заттардан синтезделеді. Бұ л қ арапайым бастаушы заттар химиялық немесе микробиологиялық жолмен ө згертіле алмайды, тек қ ана ө сірілетін жасушалардың ферменттерінің ық палымен ақ ырғ ы бағ алы ө німге айналып кетеді.

Қ оректік ортаның қ ұ рамы жә не басқ а ө сіру жағ дайлары ө згеруі арқ асында синтезделетін ө німдердің мө лшері тұ рмақ сапасы да ө згереді. Соның нә тижесінде мү лде жаң а, негізінде басқ аша ә сер ететін қ осылыстар пайда болуы мү мкін. Мысалы, жапон ғ алымдары in vitro жағ дайында ерекше пептидтерді, ісікке қ арсы ем болатын қ осылыстарды, убихинон-10 сияқ ты жаң а биологиялық активті заттарды алуда мол табысқ а жеткен. Келешекте жасушалық битехнология иммобильденген ө сімдік жасушаларын пайдаланатын болады.

Ө неркә сіпте ө сіруге жарайтын жасушалар жабайы мен екпе дә рілік жә не техникалық ө сімдіктердің, микробиологиялық ө ң дірістің жә не химиялық синтездің бә секесінен озып шығ уы қ ажет. Дағ дылы ө сімдіктер шикі затымен салыстырғ анда ө сірілетін жасушалардың мынадай артық шылық тары болады: 1) қ оршағ ан ортаның ә р тү рлі факторларының (климат, маусым, ауа райы, топырақ жағ дайы, зиянкестер) ық палынан тә уелсіздік; 2) ө сіру жағ дайларын ө те жақ сы дең гейде ү збей қ амтамасыз ету арқ асында ө німнің мө лшері мен сапасы жоғ ары; 3) егіс кө лемі ү немделеді.

Ө сімдіктер кө птеген маң ызды заттардың бірден-бір қ айнар кө зі болып келеді. Бірақ ө сімдік шикі затының қ оры табиғ атта таусылып бара жатыр. Осыны еске алғ анда, жасушалық технологиялардың орны болашақ та ерекше зор екенін тү сінуге болады. жасушалық технологиялардың ғ ылыми лабораториялық зерттеулерден соң ө неркә сіпте қ олданылуы қ азір ғ ана басталып келе жатыр. Тиімділігі жоғ ары технологиялардың жасалуы ө сімдіктерде қ осымша зат алмасу процестерінің генетикалық, биохимиялық, физиологиялық реттелуі жө ніндегі теориялық білімнің жетіспеушілігімен шектеліп тұ р. Себебі бү тін ө сімдіктегі зат алмасуында қ осымша заттардың қ ызметі толық зерттеліп бітпеген. Кө пшілігінің негізгі функциясы ө сімдікті ә р тү рлі стресс факторларынан қ орғ ау, яғ ни олар реттеушілер ретінде организмнің тіршілік ә рекетін қ амтамасыз етуі мү мкін.

In vitro жағ дайында ө сетін жасушалар – жаң а жасанды жү йе, оның ерекшеліктері ә лі аз зерттелген. Кейде ө сірген жасушалардың зат алмасуында филогенез тұ рғ ысынан бұ рын дамығ ан ө сімдіктер тобына тә н немесе ө сімдіктің ювенильді кезең іне тә н ерекшеліктері байқ алады.

In vitro жағ дайында ө скенде де жасушалар белгілі бір онтогенезден ө теді: кө бею, яғ ни бө ліну- созылып ө су-дифференциялану-қ артаю-ө лу. Осындай ә р тү рлі кезең дегі жасушалардың сан жағ ынан ара қ атынасы популяцияда ө згеріп отырады. Мысалы, ө сіру жағ дайлары ө згергенде. Бө лінуі тоқ тағ ан каллус жасушаның дифференциялануы ө сімдік тү ріне тә н қ осымша заттарды синтездеуге мамандануы деп тү сінуге болады.

Қ осымша заттардың биосинтезін жасушаның дифференциялануымен бақ ылау жө ніндегі деректер ә р қ илы. Бірқ атар тә жірибелерде қ осымша заттардың синтезі морфогендік қ ұ рылымдар пайда болғ анда ғ ана басталса, басқ аларында қ ажетті заттардың жоғ ары ө німі дифференцияланбағ ан каллус ұ лпаларында байқ алғ ан.

Бастапқ ы ө сімдіктің, яғ ни эксплант алынатын донор ө сімдіктің генотипі ө сірген жасушалардың биосинтездік потенциалына елеулі ық пал етеді. М.Ценк қ ызметтестерімен қ ызғ ылт қ абыршө птің (Catharantus roseus) жасушаларын ө сіру ү шін бірнеше географиялық аймақ тан 184 тұ қ ым ү лгісін жинап алғ ан. Осы тұ қ ымдардан шық қ ан ө скіндер арасынан серпентин мен аймалицин деген гипотензивтік индолдық алкалоидтарғ а ө те бай (қ ұ рғ ақ массасына 0, 7%) бірнеше ө скіндер таң дап алынды. Солардан шық қ ан каллустар қ ажетті алкалоидтарды басқ а ө скіндерден алынғ ан каллустарғ а қ арағ анда 4-5 есе артық синтезделген.

Бірақ У.Роллер осы ө сімдікпен ө ткізген ө зінің тә жірибелерінде мұ ндай байланыстылық ты таба алмады.

Жапон ғ алымдары да маралотының (Thalictrum minus) бү тін ө сімдіктері мен каллустарында берберин деген алкалоидтың мө лшерінде корреляциясын байқ амады. Бә лкім нә тижелердің мұ ндай қ айшы болуы алғ ашқ ы генотиптің тек фенотип арқ ылы бағ алануына байланысты.

З.Б.Шамина қ ызметтестерімен апиын кө кнар (Papaver somniferum) жасушаларын изогендік ө сімдіктер линиясынан шығ арып алғ ан. Сабақ ұ шындағ ы меристема жасушаларын бір мезгілде ә р тү рлі, бірақ жасы бірдей ө сімдіктерден бө ліп алып, бірдей ортада ө сірді. Сондағ ы шық қ ан каллустардың ө су жә не алкалоидтарды синтездеу жағ ынан айырмашылық тары айтарлық тай болғ ан.

А.Киннесли мен Д.Дугэлл екі темекі ө сімдігінен (Nicotiana tabacum) шығ арғ ан каллустарда никотин мө лшерінен айырмашылығ ы екі ө сімдік бір-бірінен тек никотин мө лшерінен айырмашылығ ы болғ ан, басқ а локустары изогендік еді. Никотинді кө бірек синтездейтін ө сімдіктен шық қ ан каллус сол қ абілетін сақ тап қ алғ ан.

Келтірілген деректер біршама қ айшы болсада, кө птеген зерттеушілер ә деттегідей ұ лпаның генетикалық сипаттамасына кө ң іл қ ояды. Бірақ кей кезде ө сіруге алынғ ан ұ лпада қ ажетті заттың мө лшері жоғ ары болуы оның осы ұ лпада қ ажетті заттың мө лшері жоғ ары болуы оның осы ұ лпада синтезделмей, тек басқ а ұ лпалардан тасымалданып жеткізілгенін кө рсетуі мү мкін. Сондық тан ө сіруге алынғ ан экспланттың тегіне де назар аударылады. Мысалы, диоскореяның (Dioscorea floribunda) тү йінінен алынғ ан жасушаларын ө сіргенде, оларда диосгениннің мө лшері ө ркеннің алынғ ан жасушалармен салыстырғ анда он есе артық болғ ан. Алайда, кө бінесе жасушалар ө сірген кезде қ осымша заттарды синтездеуге тотипотентті келеді, яғ ни кө рінген жасуша лайық ты жағ дай жасалса ө зі бө лініп алынғ ан ө сімдікке тә н заттарды синтездей алады. Себебі қ осымша метаболиттердің синтезін реттейтін гендер ә детте оларды синтездемейтін жасушаларында да бар. Қ ай кезде жасушалардың биосинтездік қ абілеті регенерант ө сімдіктерде бү рынғ ы қ алпына келеді. Мысалы, оймақ гү лдің (Diqitalis lanata) жасушалары ұ зақ мерзім ө сіргенде гликозидтерді синтездеу қ абілетін бұ рынғ ы қ алпына тү скен.

Сө йтіп, жасанды қ оректік ортада ө сірілген жасушаларды генетикалық информация сақ талады, бірақ оның жү зеге асуы ү шін ерекше жағ дайлар қ ажет. Шамамен, жоғ ары ө німді ө сімдіктер мен ұ лпалардың бө лініп алынғ ан жасушаларда сол метаболиттердің биосинтезіне қ ажет генетикалық информациясы болады.

 

 






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.