Өнеркәсіптік биотехнологияда микроорганизмдердің тіршілік әрекетінің биотехнологиялық өнімдерін алу

Биотехнологияны ғылым ретінде ғана емес, тірі организмдердің немесе олардың жасушаларының қатысуымен әр түрлі өнімдерді өндіруге жауап беретін адамның практикалық қызметінің саласы ретінде де ажыратуға болады.

Бір кездері Биотехнология үшін теориялық негіз генетика сияқты ғылым болды, бұл ХХ ғасырда болды. Бірақ биотехнология іс жүзінде микробиологиялық өнеркәсіпке негізделген.

Микробиологиялық өнеркәсіп, өз кезегінде, антибиотиктердің ашылуынан және белсенді өндірісінен кейін дамуға үлкен серпін алды.

Биотехнология жұмыс істейтін нысандар-вирустар, бактериялар, флора мен фаунаның әртүрлі өкілдері, саңырауқұлақтар, органоидтар мен оқшауланған жасушалар.

Елдің микробиологиялық өнеркәсібінің алдына микробиологиялық синтезге негізделген өндірістерді жедел дамыту және өнім шығарудың едәуір өсуін қамтамасыз ету бойынша үлкен міндеттер қойылды. Халық шаруашылығының осынау орасан зор міндетін шешуге микробиолог-ғалымдар, химиктер мен технологтар ғана емес, биотехнология бойынша маманданған университет түлектері де белсене қатысуға тиіс. Болашақ мамандарды Өнеркәсіптік микробиология саласындағы біліммен қаруландыру-биотехнолог мамандарды даярлаудың құрамдас бөлігі, бірақ аталған мамандық бойынша студенттерді оқытудың негізгі бөлімдерінің бірі.

Өнеркәсіптік микробиология-бұл маңызды микробиологиялық процестер және оларды микроорганизмдердің өмірлік маңызды өнімдерін, олардың биомассасын маңызды ақуыз өнімі ретінде өнеркәсіптік жолмен алу үшін практикалық қолдану, Ұлттық экономика мен медицинаның әртүрлі салаларында қолданылатын жеке қоректік заттарды (препараттарды) алу туралы ғылым. Бұл ғылымның негізінде микроорганизмдер физиологиясы, биохимиясы мен генетикасын іргелі зерттеу нәтижелерінің іске асуы болып табылатын микробиологиялық технология (биотехнология) жатыр.

Өнеркәсіптік (кейде техникалық деп те атайды) микробиология қазіргі микробиологияның негізгі бөлімдерінің бірі.

Микробиологияның бұл бөлімі теориялық тұрғыдан қарастырылады және микробиологиялық синтез нәтижесінде пайда болатын көптеген өнімдерді шығарумен байланысты көптеген мәселелерді шешеді. Әр түрлі ферменттік жүйелердің кең спектрі бар микроорганизмдер өмір сүру процесінде адамның практикалық іс-әрекеті үшін өте тізбектелген әртүрлі метаболикалық өнімдерді құра алады. Микробтар сонымен қатар табиғи немесе химиялық синтезделген қосылыстарды тәжірибеге қажет заттарға өзгерте алады.

Микробтық биотехнология (Өнеркәсіптік микробиология) - молекулярлық биология мен генетиканың, Биохимияның, физиология мен цитологияның теориялық және әдістемелік ережелеріне сүйенетін, сондай-ақ прогрессивті химиялық технологияларды пайдаланатын ғылым мен техниканың өз табиғаты бойынша интегралдық саласы. Биотехнология табиғатта емес, жасанды түрде жасалған өндіріс жағдайында жыл бойына және барлық жерде, жыл мезгіліне, климаттық және географиялық жағдайларға қарамастан жүргізілетін процестермен айналысады. Бұл биотехнологияны ауыл шаруашылығынан түбегейлі ерекшелендіреді, мұнда климаттық және басқа да табиғи жағдайлар басқару мүмкіндіктерін едәуір шектейтін қуатты фактор болып табылады. Сонымен бірге агробиотехнология үлкен жетістіктерге жетті. Заманауи өнеркәсіптік микробиологияға гендік инженерия айтарлықтай үлес қосты, ол клондалған гендердің мүлдем жаңа өнімдерімен дәстүрлі Микробтық синтез заттарының арсеналын кеңейтті.

Шартты түрде микробтық өндірісті үш түрге бөлуге болады:

- микроорганизмдердің тірі немесе белсенділігі жойылған биомассасын пайдалануға негізделген; бұған наубайханалық, шарап және жемдік ашытқылар, вакциналар, ақуыз-витаминді концентраттар (БВК), өсімдіктерді қорғау құралдары, ашыған сүт өнімдерін алуға және азықтарды сүрлеуге арналған ұйытқылар, топырақ құнарландырғыш препараттар өндірісі жатады;

- микробтық биосинтез өнімдерін өндіретін, олардың қатарына антибиотиктер, гормондар, ферменттер, амин қышқылдары, витаминдер жатады;

- көмірсулар, биогаз, биоэтанол алу мақсатында целлюлоза мен түрлі қалдықтарды кәдеге жарату сияқты ашыту, ыдырау өнімдерін алуға негізделген өндірістер. Бұған спирттер, органикалық қышқылдар, еріткіштер алу, сондай-ақ табиғи емес қосылыстарды кәдеге жарату биотехнологиясы жатады.

8.Гендік инженерия жаңа продуциент ағзаны жасау әдісі

Гендік инженерия. Соңғы жылдары молекулалық биология мен генетика ғылымдарының жетістіктеріне байланысты гендік инжерения ғылымы пайда болды. Гендік инженерия организмдердің жаксы қасиеттерін сақтап қалумен қатар оған сапалы қасиет бере алады. "Инженерия" термині құрастыру деген мағынаны білдіреді. Гендік инженерияның мақсаты — алдын ала белгіленген үлгіге сәйкес генотипі жағынан жақсарған организмдер алу. Алғаш рет гендік инженерияның тәсілдерін пайдаланып инсулин алды. Инсулин гормоны адамның ұйқы безінде жасалынады. Егер инсулиннің түзілуі бұзылатын болса, адам диабет ауруына шалдығады. Қазір дүние жүзінде 60 млн-нан астам адам диабетпен ауырады. Осы уақытқа дейін инсулин гормонын сиыр мен шошқаның ұйкы безінен алатын. Ал инсулинге тәуелді адамдардың саны жылдан-жылға арта түсуде. Осы себептерге орай адамның инсулин генін бактерияға гендік инженерия әдісімен көшіру керек болды. 1982 жылы адамның инсулин синтездейтін генін ішек таяқшасы бактериясының генотипіне енгізді. Сонда көлемі 1000 л бактерия себіндісінен 200 г-ға дейін инсулин өндіруге болады екен. Бұрынғы әдіс бойынша есу гормонының мұндай мөлшерін өндіру үшін сиырдың немесе шопщаның 1600 кг ұйқы безі қажет болар еді. Инсулиннен кейін гендік инженериялық әдіспен самотропин деп аталатын өсу гормонын бактерияларда синтездеу қолға алынды. Самотропин ірі қара малдардың сүтінің артуына қой мен шошканың еттілігінің жақсаруына әсер ететіні анықталды.