Оқу-әдістемелік материалдар №1 басылым
жүктеу/скачать 108,65 Kb.
|
c6a70f33-095d-11e7-bfa7-a692e7d05c5eобъекты каз УММ
| Генофондты сақтау.
Тірі организмдердің, жануарлар мен құстардың сирек тұқымдары, өсімдіктер линиялары мен сұрыптары, өнеркәсіптік бағалы микроорганизмдер болсын, табиғаттың бөлінбейтін бөлігі есебінде, генофондты сақтау әрқашан тұтастай биологиялық ғылымның маңызды міндеті бола бермек. Қайта қалпына келетін генетикалық материал есебінде тірі жасушалар әр уақытга қажет болады, әсіресе жаңа іргелі білімдер, жаңа технологиялар пайда болғанда. Биотехнологияда биологиялық ресурстарды сақтау мен көбейтуде өндірістің әртүрлі салаларында қажет болатын продуценттік заттардың жаңа биологиялық нысандарын жасау өте маңызды. Биологиялық нысанның жұмыстық қалпын сақтап тұру, оның өндіргіш белсенділігін қолдап тұру - бұл биотехнологиялық өндірістің негізі, табыстың кепілі.Селекция немесе генді-инженериялық технология жолымен жасалған өнеркәсіптік микроорганизмдер тағы штамдармен салыстырғанда тұрақсыздау, төзімсіздеу, паидалы қасиеттері реверсияға, жоғалуға немесе әлсіреуге оңай ұшырайды; штамдар - аса жоғары продуценттер көбінесе ауксотрофты.Сондықтан өндірістік микроорганизмдерді сақтайды, олардың коллекциялардағы тіршіліктік қабілеті мен өндіргіштік қасиеттерін қолдайды. Коллекцияның міндеті - микроорганизмдердің тіршілік қабілетін қолдау және басқа микрофлорамен ластанудың алдын алу үшін керекті барлық сақтық шараларын іске асырып сақтау; белгілі уақытқа дейін сақтау (патенттік процедура үшін микроорганизмдерді жинауды халықаралық келісім жөніндегі Будапешттік келісім бойынша 30 жылға дейін; Будапешт, 28 сәуір 1977 ж.). Коллекция - бүл арнайы ғылыми бөлім, онда тек генетикалық ресурстар сақталып қана қоймайды, бағалы культуралардың фено- және генотиптік сипаттарын зерттеуді қамтамасыз етеді. Коллекцияларда әртүрлі микроорганизмдер-продуценттерді скринингтеу, сақтау әдістерін жақсарту, қоректік орталарды жетілдіру, криопротекторларды таңдау үшін барлық жағдайлары бар. Бірталай елдердің коллекциялары генофондты сақтау және тиімді пайдалану бойынша, ғылыми-тәжірибелік міндеттерді бірігіп орындау, ынтымақтастық үшін қүрылған ресми жөне ресми емес үйымдарға енеді. Биотехнология молекулярлы-генетикалық зерттеулерге, ДНК-технологияларға сүйенетінін ескерсек, гендер банкісінің ролі, генетикалық ақпаратының өзін тасымалдаушы ДНК-ні консервациялау маңызы артады. Мәдени өсімдіктер генофондының коллекциялары өсімдік ресурстарын (түқымдар, егетін материал, т.б.) жинау мен жан-жақты зертгеумен шүғылдануы тиіс. Өткен ғасырдың 1980-жылдары тек өсімдік шаруашылығының Бүкілодақтың ҒЗИ коллекциясында алғашқы материалдық 300 мыңнан аса үлгісі болатын: олар мәдени өсімдіктер түрлері мен тағы түқымдастары. Өсімдіктер мен жануар жасушаларын in vitro жағдайында ұзақ күтім, сақтау олардың бастапқы белгілерінің сақталуына әсер етеді. Өсімдік жасушаларының популяциясында хромосомалардың кейін қайта қүрылуымен, олардың саны өзгеруімен (жасушалармен ядроның бөлінбеуіне қарамастан хромосомалардың еселенуі) митоздық циклдің бүзылулары болуы мүмкін. Хромосомалардың in vitro жағдайында сандарының бұзылуы көбінесе каллустық жасушалар популяциясында байқалады, ал ұзақ пассажда бүл генетикалық өзгерістер жинала береді, бүл ақыр алғанда бастапқы пайдалы касиетінің жоғалуымен, озгеруімен қауіпті. Сұрып линияны in vitro жағдайында сақтау және бастапқы белгілері бар гибридизация жүргізу үшін керекті тозаң; өте сирек және жекелеген түқымдар; өсімдік жасушаларының трансформацияланған гибридтері; зиготалық және сомалық ұрықтар генотипі селекционерді қай уақытта болсын қамтамасыз ету үшін жасушалар мен тіндерді сақтаудың арнайы әдістері болады. Соған ұқсас жағдайлар жануарлардың эмбриондық жасушалары мен тіндерін сақтағанда да туындайды. Ол түгіл тіндік жасушаларды өсіру құрамы жағынан өте күрделі қоректік заттарды керек етеді . Өсірілетін жануар жасушаларын микоплазмалар, вирустармен ластануы (контаминация) қаупі бар. Жасушалар мен тіндер культураларының тіршілік қабілетін сақтау және қолдау үшін әуелден негізін қайталап себу әдісі болды. Мысалы, аспоралық бактериялар жаңа қоректік ортаға айына 1-2 рет, споралық бактериялар, актиномицеттер, ашытқы жасушалар мен мицелиалдық өңездер 2-3 айда 1 рет қайталап себіледі. Мүндайда қайталап себу үшін культураларды өсудің стационарлық фазасында пайдаланады, сонда олар in vitro жағдайында сақтау жағдайын жақсы көтереді. Сонымен бірге қатты ортаға қайта себуге, қараңғыда, 5-20°С-та, вазелин майы астында (0,5-1,0 см қабат) сақтауға тырысады. Өсімдік тіндерін меристемалар культурасы әдісімен сауықтырған пробиркалық өсімдіктердің кезеңді субклондауы жолымен өсіп келе жатқан коллекциясы түрінде қолдайды. Қайта себусіз (субклондау) кезекті, 1-10°С мен 4000-5000 люкс жарық қарқынында сақтай түрып, 6-24 айға дейін үзартуға болады. Бірақ организмдерді сақтаудың дәстүрлі әдістері (микроорганизмдерді қайта себу мен пробиркалық өсімдіктерді субклондау) белгілі кемшіліктерге ие. 0-4°С температурада жасушалар бөлінуінің жалғасуы мүмкін, жиі қайта себулер қайтседе керексіз, орынсыз мутацияларға әкеп соғады, бөтен микрофлорамен контаминация қаупі бар, культура өнімділігінің төмендеуі мүмкін (әрбір қайта себуден кейін штамның қызметтік белсенділігіне скрининг жүргізу қажет).Анабиоз жағдайында, алмасу үдерістерінің толық тоқталуында микроорганизмдер, жануарлар мен өсімдіктердің бөлінген жасушалары мен тіндері болу мүмкін. Анабиоздық күй негізі - жасушалардың сусыздануы (қүрғалуы). Сондықтан бағалы қасиеттерін жоғалтпай жасушаларды ұзақ сақтау үшін оларда жүретін метаболиттік үдерістерді, оның ішінде генетикалық қайта құрылуды күрт баяулатуға мүмкіндік жасайтын әдістер ең оңтайлы - бүл лиофилизация мен криоконсервация. Лиофилизация (лиофилдеу) - бұл вакуумдық жағдайда алдын ала мұздатылған жасушаларды құрғату, онда жасуша ішіндегі су, төмен температура кезінде сұйықтық фазаны айналып өтіп, қатты күйден газдық түрге ауысады. Лиофилдік құрғату бактерияларды, актиномицеттерді, микоплазмаларды, мицелиалдық өңездерді, ашытқы жасушаларын, балдырларды, қарапайымдылар, вирустар, вакциналар, қан плазмасын сақтағанда пайдаланады. Лиофилизацияда тірі жасушалар мұздатылуға, құрғатылу және регидратацияға ұшыратылады, одан кейін олар вакуумдық жағдайда немесе инерттік газ қатысуымен 4-6°С, қараңғыда, тұмшаланған буылтықта немесе флакондарда сақталады; лиофилденген жасушалардың қалдық ылғалдығы 2-6%-ға тең. Буылтықта немесе флакондарда культуралар - 40-60°С-қа дейін мүздатылуын, одан кейін төмен атмосфералық қысымда, вакуум жағдайында қүрғауға үшырайтынын, жасуша іші мен сыртқы судың мүздалып, буланатынын атап өту керек. Мүндай әдіс мүз кристалдарының механикалық зақымдануынан жасуша іші мен жасуша сырты ортасының осмостық градиентінің қатты айырмасынан жасушалық және жасуша іші мембраналарын ең нәтижелі қорғауға мүмкіндік береді.Лиофилдеу кезінде су шыққанда зақымданулардан жасушаларды қорғау үшін, мембрандық қүрылымдарды түрақтандыру үшін қорғаныс орталарын - сарысу, сахароза, желатин ерітінділерін, майсыз сүтгі пайдаланады. Лиофилдеуге микроорганизмдер культураларын осудің экспоненциалдық фазасының аяғында алады. Лиофилизацияның технологиялық тәртібі әртүрлі нысандар үшін әртүрлі, оңтайлы жағдайлар микроорганизмдердін жануарлар мен өсімдіктер жасушалары мен тіндерінің әрбір тобы үшін бағдарланады. Криоконсервация (кгуез - аяз, муз) - бүл тіршілік қабілет күйіндегі биологиялық нысандарды, оларды терең мүздатудан кейін, сүйық азотта (-196°С) немесе оньщ буында (-150°С) үзақ ұстау жолымен сақтау. Криоконсервілеу, анабиоз күиін іске асыра, жасушалар популяциясының гендік фонының бүлінуінің толық алдын алады. Осы әдіспен цианобактериялар, шымқай қызыл және жасыл балдырлар, мицелиалдық өңездер, актиномицеттер, өсімдік және жануарлар жасушалары, гибридомалар, генетикалық түрленген жасушалар сақталады. Криобанктарды жасау жануарлар мен өсімдіктердің сирек және құрып бара жатқан түрлерінің генофондын сақтау оңтайлы тәсілдерінің біреуі десе болады. Осы күні жасушалардың, тіндер мен ағзалардың терең мұздатылуы, медицинада және мал шаруашылығында кең таралды. Өсімдіктерде басқаша. Өсімдік жасушаларының көлемі үлкен, олардың вакуольдары ірі және суы көп, сондықтан мұздату мен кейін ерітуде қаттырақ зақымданады. Осыған байланысты ұсақ меристемалық жасушаларды, құрғатылған тозаңшаны криоконсервілеу жеңілірек. Криоконсервілеу үдерісі келесі кезеңдерді қамтиды: жасушалар культурасын дайындау, криопротекторды кіргізу, сұйық азотта бағдарламалы мұздату және сақтау, жылдам еріту, криопротекторды алып тастау, микроорганизмдерді қайта өсіру немесе өсімдіктерді регенерациялау. Культураны дайындау кезеңі — бүл әртүрлі осмостық белсенді заттар (маннит немесе сорбит, 2-6%), аминқышқылдары (көбінесе пролин, ол жасушаларда суда жақсы ұстайды) бар қоректік ортада өсіру. Криопротекторлар - бұл мұздату нүктесін төмендететін заттар, жасуша ішіндегі суды ұстайды және жасушаларды механикалық және осмостық күйзелістен қорғайды. Оларға жатады: диметилсульфоксид (ДМСО) 5-10%, глицерин 10-20%, поливинилпирролидон (ПВП), декстран, полиэтиленгликоль (ПЭГ) (молекулалық массасы 6000). Сонымен микробтық өсімдік жөне жануар жасушаларын ұзақ сактау үшін ең тиімді және кең колданылатын лиофилдік құрғату мен криоконсервілеу; қайта себу биоматериалды қысқа уақытқа сақтағанда, жүмыстық коллекциялар үшін жиі пайдаланылады . Дәріс 11,12.Жоғары және төмен сатылы өсімдіктер биотехнология нысанасы ретінде. Балдырлар, құрылымы. Саңырауқұлақтар. Су өсімдіктері. Биотехнологияда қолданылатын нысаналар өздерінің құрылымдық ұйымдастырылуы және биологиялық сипаттамасы бойынша әртүрлі. Биотехнология нысаналарына жатады: вирустар, биктериялар және цианбактериялар, балдырлар, қыналар, саңырауқұлақтар, су өсімдіктері, өсімдік және жануарлар клеткалары. Төмен сатылы өсімдіктерге микроскопиялы кіші организмдер (бір клеткалы және көп клеткалы) және өлшемдері бойынша өте ірі организмдер жатады. Бірақ барлығы ортақ сипатамалары бойынша , яғни дененің вегетативті органдарға бөлшектенбеуі және көбею әдісінің әртүрлілігі бойынша біріктіріледі. Төмен сатылыларға жатады: вирустар, бактериялар, балырлар ( көк жасыл, жасыл, диатомды, қоңыр, қызыл және т.б.), миксомицеттер, саңырауқұлақтар, қыналар. Қорекенуі бойынша олар екі топқа бөлінеді: автотрофтар ( балдырлр, қыналар), фотосинтезге қабілетті, және гетеотрофтар ( вирустар, бактериялар , аз мөлшерде кейбір миксомицеттер және саңырауқұлақтар) қоректенуіне дайын органикалық заттарды пайдаланады. Белгілі даму кезеңінде олар жоғары сатылы өсімдіктерге бастама берді. Олардың бірі жабық тұқымдылар. жүктеу/скачать 108,65 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|