Курстық ЖҰмысқа тапсырма
Микроорганизмдер генетикасы жайлы түсінік
жүктеу/скачать 0,58 Mb.
|
101 Арайлым курсовой БТ-20-1 (1)
| 2 Микроорганизмдер генетикасы жайлы түсінік
Микроорганизмдердің генетикасы тұқымқуалаушылық және өзгергіштік ілімі ретінде құрылысы мен биологиясына сәйкес өзіне тән ерекшеліктері бар. Бактериялардың генетикасы көбірек зерттелген, олардың ерекшелік сипаты бактериалды жасушаның ұсақ өлшемі және көбеюінің жоғары жылдамдығы, мұның нәтижесі популяцияның үлкен санында қысқа уақыт аралығында генетикалық өзгерістерді анықтауға мүмкіндік береді. Бактериалды жасушада гендердің біртекті жиынтығы бар (аллельдер жоқ). Микроорганизмдердің қасиеті кез-келген басқа организмдер сияқты олардың генотипімен анықталады, яғни берілген дараның гендер жиынтығы.Микроорганизмдердің фенотипі қоршаған ортаға тәуелділігіне қарамастан генотиппен бақыланады, себебі осы жасушаның фенотиптік өзгерістерінің сипаты мен мүмкіндік дәрежесі гендер жиынтығымен анықталады, олардың әрқайсысы ДНҚ молекуласының белгілі бөлшектерімен белгіленген.Өзгергіштіктің негізінде қоршаған орта факторларына генотип реакцияларының өзгерісі немесе гендер мен олардың рекомбинацияларының мутациясы нәтижесінде генотиптің өзінің өзгерісі жатыр. Бактериялар ядросында ДНҚ мөлшері мыңға жуық және олардың әрқайсысының ұзындығы түрліше болуы мүмкін. Клеткадағы гендер тобын өзара байланыстырып ұстап тұруы үшін ДНК өзара бір сызық бойымен байланыса, яғни тізбектеле орналасуы тиіс. Мәселен, бактериялар ДНК-сы молекула-ларының ұзындығы 56-58 микрон. Осыған қарамастан ДНҚ молекулаларының құрылысы тым қарапайым. Олар бұралта жасалған басқыш тәрізді, өзара байланысқан екі тізбектен құралады. Осы тізбектің ішкі жағында - пурин және пиримидиннен құралған азотты негіздер болады. Ал шеттері фосфорлы - көміртекті қосылыстармен көмкерілген. ДНҚ молекуласының құрылысын 1950-жылдарда американдық ғалымдар Уотсон мен Крик ашқан болатын. Осы жаңалықтары үшін оларға Нобель сыйлығы берілді.Ал ДНҚ молекулалары белгілі бір жағдайлар әсерінен өзгеріске ұшырауы мүмкін. Сонда микроорганизмнің тұқым қуалаушылық қасиеті де өзгереді. Мұны генетикада мутация(өзгеріс) деп атайды [7]. Мутация латынша тиtаtіо - өзгеріс деген сөз. Бұрын ұрпақтан-ұрпаққа берілетін өзгерістердің барлығы дерлік мутация болады деген пікір басым болды. Қазір мутацияға хромосомдар структурасында және олардың химиялық құрамыңда болатын молекула дәрежесіндегі өзгерістерді жатқызады. Ол морфологиялық және биохимиялық қасиеттердің өзгеруінен зат алмасудың тиісті бөлімінің қайтадан құралуына әкеліп соқтырады. Бұл қасиеттердің өзгерісі әр түрлі жағдайлардан: сәуле энергиясынан (рентген, ультракүлгін сәулелер), түрлі химиялық заттар әсерінен (иприт, мышьяк, креозит, хром т. б.) және басқа да факторлардың, яғни генетика тілімен айтқанда мутагендердің әсерінен болуы ықтимал. Мәселен, ультракүлгін сәулемен әсер ету арқылы пенициллиум саңырауқұлағының жаңа тобы алынды (5 – сурет) [8]. Олар бастапқы топқа қарағанда пенициллинді мың есе көп түзді. Пенициллин, толық атауы бензилпенициллин— түрлі микробтарға қарсы, іріңді жараны, өкпе қабынуын, баспа, соз және басқа ауруларды емдеуге қолданылатын антибиотик. Ол ең әсерлі антибиотиктердің бірі. Пенициллин көптеген іріңді бактерияларды қоса алғанда, бактериялардың көптеген түрін жояды.Бірақ: ол іш өткенге, зәр шығаратын мүшелерге түскен инфекцияға, сегізкөз ауруына, көгеріп іскенге, әдеттегі салқын тигенге, қызылшаға немесе басқа дә вирустық инфекцияларда көмектеспейді. Пенициллин миллиграммен (мг) немесе бірлікпен (бр) — бірлік өлшемімен өлшенеді. Қазір пенициллиннің түрі көп (экмоновоциллин, новоциллин). Ал феноксиметил пенициллинді ішуге болады. Пенициллиннің құрғақ түрін жараға себеді, ал ерітіндісімен жараны жуып емдейді. 5 – сурет – пенициллиум саңырауқұлағының құрылысы Сол сияқты рентген және басқа да күшті сәулелермен әсер етіп, практикада мукор, ашытқы саңырауқұлақтарының, азотобактердің тұқым қуалаушылық қасиетіне берілетін, бұл қасиеттер біржолата бекіген жаңа топтары алынды. Рентген сәулесінің микроорганизмдерде жаңа қасиет туғызатынын 1925 жылы Г. А. Надсон мен П. С. Филиппов ашқан болатын. Бұл әдісті қолдана отырып, халықшаруашылығына аса қажет заттарды микроорганизмдер көмегімен өндіруге болады. Алмастырылмайтын амин қышқылдарын: лизин және глютамин қышқылдарын өндіруде де бұл әдістің зор маңызы бар. 1963 жылы тек Жапонияның өзінде ғана микробиологиялық жолмен 48000 тонна кристалл күйіндегі глютамин қышқылы өндірілді. Бұнда қолданылған микробтар өздерінің ата-тегіне қарағанда бұл заттарды 3000 еседей көп түзетіні анықталды. Жалпы бақылауға көнетін химиялық немесе физикалық агенттердің көмегімен жүзеге асырылатын мутацияларды индукциялық мутация деп атайды. Лаборатория жағдайында таза микроорганизмдер топтарының өзгергіштігі байқалады. Оны бактериялар диссоциациясы деп атайды. Көптеген зерттеулерге қарағанда диссоциация - бактериялардың әр түрлі қолайсыз орта жағдайларына қайтаратын жауабы деп түсіндіріледі. Бұндай жағдайларға орта қышқылдығы, температура, радиациялық әсерлер, мутагендік заттар әсері және т. б. жатады. Мәселен, аэробты микроорганизмдерді қолбаға құйылған ет-пептонды сорпада өсіргенде, оның бет жағындағы бактериялар аса қолайлы жағдайда болса, ал түбіндегі бактерияларға жағдай қолайсыз. Бір топтағы бактериялардағы әр түрлі морфологиялық және биологиялық қасиеттердің болуы да міне осы жағдайларға байланысты болады.Әдетте микроорганизмдер тіршілігі барысында өне бойы бір жағдайда бола бермейді, олар жаңа, өзгерген жағдайға да ұшырауы мүмкін. Мүнда оларда жаңа қасиет пайда болады да, ол тұқым қуалап, бекиді. Оны адаптациядеп атайды. Мұндай жаңа жағдай микроорганизмдер үшін қажетті жағдайға айналады. Онсыз олар тіршілік ете алмайды.Адаптация көмегімен өндіріске қажетті микробтарды сұрыптап алады. Осындай жолмен қантты жақсы ашытатын ашытқы саңырауқұлақтар спиртке төзімді, спиртті көп түзетін ашытқы саңырауқұлақтар, сірке қышқылын көптеп түзетін сірке қышқьілы бактериялары таңдап алынып отыр.Адаптация жолымен ауру қоздырушы микроорганизмдердің зиянды әсерін төмендетуге мүмкіндік ашылды. Әлсіретілген осындай микробтардан тірі вакциналар даярлана бастады. Олар: топалаң, бруцеллез, туляремия және басқа да ауруларға қарсы қолданылып жүрген вакциналар. Адаптацияның негізгі мәні әлі толық зерттеліп, шешілген жоқ.Екі клеткадағы гендерді өзара алмастыру арқылы микроорганизмдерде тұқым қуалайтын өзгерістерді алу үшін трансформация, трансдукция және конъюгация әдістерін қолданады. Генетиканың микробиология саласындағы жетістіктері антибиотиктерді және басқа да биопрепараттарды даярлауда көп көмегін тигізді. Мәселен, антибиотик институтында индукциялық мутация көмегімен, яғни этиленимин мен ультракүлгін сәуленің көмегімен пенициллиннің өнімі 12 есе артты.Биомицин түзуші штаммалардың өнімділігі осындай әдіспен 600%-ке, террамицинді түзушілер өнімділігі 800%-ке өсірілді,Генетиканың әдістері көмегімен лизин және глютамин қышқылдарын өндіру арттырылды.Генетикалық жолмен алынған микроорганизмдердің жоғары өнімді формаларының витаминдерді, гормондық препараттарды, ферменттерді және басқа да сол сияқты қажетті заттарды өндіруде зор маңызы бар. Микроорганизмдер генетикасы микроорганизмдердің тұқым қуалаушылығы, олардың тұқым қуалайтын және тұқым қуаламайтын өзгергіштігі туралы ғылым. Айта кету керек, жалпы генетика молекулалық биологияның дамуы үшін маңызды негіз болды, ал микроорганизмдер генетикасы тұқым қуалаушылық пен өзгергіштіктің көптеген мәселелерін зерттеуге, яғни генетиканың өзін дамытуға негіз болды. Микробтар (бактериялар, вирустар, саңырауқұлақтар, қарапайымдылар) генетикалық зерттеулер үшін қолайлы үлгі болғанын тағы бір рет атап өту керек. Микробтар генетикалық материалдың табиғатын, оның ұйымдастырылуы мен қызметін келесі белгілерге байланысты зерттеуге ең қолайлы объект ретінде пайдаланылды.Бактерияларда бір хромосома бар, сондықтан генетикалық өзгерістерді бағалау жасушалардың бірінші ұрпағында мүмкін болады. Микроорганизмдердің маңызды артықшылығы - олардың жоғары көбею жылдамдығы, қарапайым химиялық құрылымы, өсірудің қарапайымдылығы және жасушаның өсу жағдайларын өзгерту мүмкіндігі, мутацияның жоғары жылдамдығы, біріктіру қабілеті және мутациялық өзгергіштік. Микроорганизмдерді генетикалық зерттеулерде қолданудың арқасында генетика бірқатар көрнекті жаңалықтармен байытылды: тұқым қуалайтын материалдың химиялық табиғаты анықталды, ЖД генетикалық кодының мәселесі шешілді. Уотсон, Ф.Крик, 1953), геннің құрылымы зерттелді (Бензер, 1955), ДНҚ репликациясының әдісі ашылды (М. Месельсон, Ф. Штал, 1958), мутациялар мен репликациялар механизмі, хабаршы РНҚ бар екені анықталды және т.б. Микроорганизмдер генетикасы саласындағы жетістіктер адам қызметінің көптеген салаларындағы ең маңызды қолданбалы саласы – гендік инженерияны құруға негіз болды,жаңа салаға көңіл бөлуге себеп болды [9].
жүктеу/скачать 0,58 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|