Оқулық Қазақстан Республикасы Білім жəне ғылым министрлігі бекіткен Алматы, 2011

1
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ
БІЛІМ ЖƏНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
Х. Ə. Аубакиров
БИОТЕХНОЛОГИЯ
ОҚУЛЫҚ
Қазақстан Республикасы Білім жəне
ғылым министрлігі бекіткен
Алматы, 2011

2
УДК 30.16(075)
ББК 663.1Я 73
Тараз инновациялық-гуманитарлық университеті
«КазАгроИнновация» АҚ «Оңтүстік-Батыс мал жəне өсімдік шаруашылығы ғылыми-зерттеу
институты» ЖШС ғылыми кеңестері ұсынған
Пікір жазғандар:
М. С. Сабаншиев
– биология ғылымдарының докторы, профессор
(
Қазақ ұлттық аграрлық университеті);
У. А. Жұмабаев
– биология ғылымдарының докторы, профессор
(Халықаралық гуманитарлық-техникалық университеті);
Б. С. Тұрымбетов
– ауылшаруашылығы ғылымдарының докторы
(Оңтүстік-Батыс мал жəне өсімдік шаруашылығы ғылыми-зерттеу институты).
Аубакиров Х. Ə.
А 91 Биотехнология
: Оқулық. Алматы: ЖШС РПБК «Дəуір», 2011.- 368 бет.
ISBN 978-601-217-213-3
Биотехнология ғылымының ары қарай өркендеуі бір-бірімен тығыз байланысқан табиғаттану
ғылымдары – цитология, биофизика, биохимия, органикалық химия, молекулалық биология, генетика,
гендік инженерия, өсімдіктер жəне жануарлар физиологиясы, микробиологиямен ұштасып жатады.
Сондықтан биотехнологияны білу арқылы ғана, басқа жаратылыстану ғылымдарының салаларын жете
меңгеруге қол жеткізе аламыз. Кітап материалдарында жоғарыда аталған салалардың өзекті мəселелері
қамтылған.
Оқулық гендік инженерия негіздері, жасушалық инженерия негіздері, ақуыздар құрылымы немесе
протеомика негіздері, инженерлік энзимология жəне иммунология негіздері, өнеркəсіптік биотехнология
өнімдері, биотехнология жетістіктерінің медицина саласында қолданылуы, биотехнология жетістіктерінің
ауылшаруашылығында пайдаланылуы, биотехнология жетістіктерінің энергия көздерін толықтыру
мақсатында қолданылуы, тау-кен өндірісі саласындағы биотехнология жетістіктерінің қолданылуы,
экологиялық биотехнология атты тараулардан құралған. Сонымен бірге білімгерлерге арналған пысықтау
сұрақтары, СОӨЖ тақырыптары мен тест сұрақтары, терминдер мен символдар анықтамалығы беріліп,
қосымшалар мен əдебиеттер тізімдерімен аяқталады.
Жоғары жəне орта оқу орындары білімгерлеріне, болашақ биолог, биотехнолог мамандары мен жас
ғалымдарға, битехнология өндірісі мен ауылшаруашылығы саласында жұмыс істейтін кəсіпкерлердің
пайдаланылуына арналады.
ISBN 978-601-217-213-3
© Х. Ə. Аубакиров, 2011 ж.
© ҚР Жоғары оқу орындарының
қауымдастығы, 2011 ж.

3
Кіріспе
ХХ ғасырдың екінші жартысынан бастап адамзат қоғамы өте күрделі
мəселелерді шешу қажеттілігі алдында бетпе-бет қалды. Олардың қатарында халық
санының күрт өсуіне байланысты туындаған азық-түлік тапшылығы, энергия
көздерінің жəне табиғи байлықтардың азаюы, адамдардың арасындағы əр түрлі
аурулардың көбеюі, қоршаған ортаның ластануы сияқты көптеген өзекті мəселелер
еді. Бұл мəселелерді шешу үшін оған жаңа қырынан қарап, ерекше ғылыми
шешімдер табу қажет болды. Осындай заман ағымынан туындаған өзекті
мəселелердің бірталайын, қазіргі кездің өзінде биотехнология ғылымы ұсынған
əдістер арқылы шешу мүмкін болып отыр.
Ғылым, техника мен технологияның қарқынды түрде дамуы биотехнология
саласының да мүмкіндіктерін арттырды. Соның нəтижесінде азық-түліктердің жаңа
түрлерін, əртүрлі ауруларға қарсы медициналық дəрі-дəрмектер, альтернативті
энергия көздерін алу, ауылшаруашылығында өсімдіктердің зиянкестерімен күресу
мен жаңа сұрыптарын шығару, мал өнімділіктерін арттыру жəне экологиялық апат
салдарларымен тиімді күресу əдістеріне қол жеткізілді. Мысалы, келешекте көмір,
мұнай қорларының азая бастауына байланысты, автомобилдерге қажетті жанар-
жағар май ретінде өсімдіктерден алынатын биоэтанолдың маңызы зор болатын
болса, медицина мен ветеринария салаларындағы жаңа технологиялар əртүрлі
вакциналар, рекомбинантты ДНҚ өнімдері болып табылатын медициналық дəрі-
дəрмектерін, атап айтқанда ДНҚ-сынамаларын зерттеу, ДНҚ-дарының бегілі ретпен
орналасуын білу арқылы, гендік деңгейде кездесетін мутацияларды анықтау сияқты
мүмкіндіктерге қол жеткіздірді.
Биотехнология жетістіктері арқылы адамдар өздерінің ағзасына қажетті
ақуыздарын сүт немесе қан құрамдарынан бөліп алу мақсатында, трансгенді
хайуандарды пайдалануға болатындығы дəлелденген. Қазіргі уақытта адам ақуызын
сүт арқылы алу үшін хайуандарды тиімді пайдалану мүмкіндіктері қарастырылуда.
Адам ақуызын өндірудегі тағы бір болашағы бар бағыт ретінде, тауық
жұмыртқасы саналады. Сонымен бірге бірталай трансгенді өсімдік түрлері де
шығарылған. Адамдарды емдеу үшін пайдаланылатын дəрмектерді астық
тұқымдастардан, жүгеріден, картоптан жəне темекі жапырақтарынан алу
мүмкіндіктері де туылып отыр.
Микробиологиялық өндіріс қазіргі кезде əртүрлі микроорганизмдердің
мыңдаған штаммдарын пайдаланады. Бұлардың көпшілігі индукциялық мутагенез
арқылы жақсартылып, бағытты сұрыптау нəтижелерінен алынған. Соның арқасында
қажетті өнімді көп мөлшерде синтездеуге қол жеткізілуде.
Биохимия, цитология, микробиология ғылымдарында ферменттермен қоса
микроорганизмдер, өсімдік жəне жануарлар жасушаларын иммобилизациялау
əдістері аса қызығушылық тудырады. Малдəрігерлік саласында жасуша мен ұрықты
өсіру,
in vitro
жағдайындағы овогенез, қолдан ұрықтандыру мен жасанды егіздер алу
сияқты биотехнологиялық əдістері кеңінен қолданылуда.
Металургия саласында – геобиотехнология жетістіктерін пайдалана отырып,
құрамында өте аз мөлшерде, бірақ қымбат металдар бар кен орындарынан арнаулы
микроорганизмдерді қолдану арқылы пайдалы қазбалар өндіру, тас көмірлерін

4
десульфидтеу, пирит немесе құрамында пириті бар жыныстарын тотықтыру, көмір
шахталарындағы метан газынан арылтуда пайдалану; экологиялық тұрғыдан –
ауылшаруашылығы, өнеркəсіп жəне тұрмыстық қалдықтарды, ластанған сулар мен
ауаны өңдеп тазартудың тиімді тəсілдерін жасап шығару сияқты маңызды
мəселелерді шешу мүмкін болып отыр; өсімдік шаруашылығында əртүрлі аурулар
мен зиянкес жəндіктерден қорғаудың микробиологиялық əдістерін жасау жəне
бактериалды тыңайтқыштар мен өсу үдерістерін реттейтін заттар жасап шығару,
генетикалық жəне жасушалық инженерия əдістерін қолдана отырып қоршаған
ортаның қолайсыз жағдайларына төзімді, жоғары өнімді өсімдіктердің жаңа
сұрыптары мен гибридтерін шығару жолға қойылуда.
Биотехнология жетістіктерінің аса маңызды бір кезеңі, ХХ ғасыр аяғындағы адам
геномы атты халықаралық бағдарламасының жүзеге асуы болып табылады. Ондағы
негізгі мақсат – адам геномын молекулалық деңгейде біліп, хромосомаларды картаға
түсіру жəне олардың құрамындағы ДНК-ны зерттеп, геномдағы нуклеотидтердің
қатар тізбегін толығымен анықтап шығу. Адам геномы жобасы АҚШ-да 1988 жылы
Дж.Уотсонның, Ресейде 1989 жылы академик А. Баевтың ұсынулары бойынша
басталған болатын. Жобаның бірінші кезеңіндегі мақсат адам геномындағы
нуклеотидтердің толық тізбегін анықтау еді. Бұл кезең 2000 жылдың соңында
аяқталды. Қазіргі таңда адам геномы бағдарламасына сəйкес, хромосомалардың
бүкіл ДНҚ молекулаларындағы нуклеотидтердің орналасу реті анықталып, адам
геномы толықтай белгілі болды.
Сонымен бірге биотехнология саласының жоғарыда айтылған жетістіктері мен
көптеген пайдасынан басқа, кемшін тартып жататын тұстары да жеткілікті.
Солардың қатарында, өсімдіктердің генетикалық модификацияға ұшыраған түрлері
мен сұрыптарын шығару, бірталай шешілуі қиын жəне қауіпті проблемалар
туындатуы мүмкін екендігін көрсетіп отыр. Атап айтар болсақ, генетикалық
жағынан өзгерістерге ұшыраған (модификацияланған) өсімдіктердің генетикалық
материалдары, олардың жақын маңда өсіп тұрған жабайы түрлеріне, не болмаса
туыстас жақын түрлерге тозаңдары, жəндіктер немесе т.б арқылы бақылай
алмайтындай дəрежеде таралып кету қауіпі бар. Сондай ақ, арам шөптердің
гербицидке төзімділігінің артуы, ал жəндіктердің инсектицидтерге бой
алдырмайтын түрлерінің пайда болуы мүмкін. Осындай қауіпті əсерлер, адамдар
ағзасына генетикалық өзгерістерге ұшыраған тағамдарды пайдалану арқылы бөгде
гендердің түсіп кетуінен де туындауы ғажап емес көрінеді. Сонымен бірге,
биотехнология саласындағы эмбриондарды қолдан ұрықтандыру мен өсіру,
клондауды адамдарға қолдану мүмкіндіктері, жасанды адам ұлпалары мен
мүшелерін тасымалдауды (трансплантация) коммерциялық мақсатта пайдалану
сияқты моральдық-этикалық жағынан қоғам мүдделеріне сай келе бермейтін
тұстары да баршылық.
Биотехнология немесе биоинженерияның принциптерін толықтай түсіну үшін,
осы ғылымның негізгі қағидалары мен заңдылықтарын жақсы білу қажет болады.
Сондықтан, осындай күрделі де заманауи мəселелерді шешу əдістеріне ден қойған
өскелең ұрпақ үшін, биотехнология ғылымының қол жеткен мүмкіндіктері де,
ашылмаған тылсым сырлары да, болашақта алар асулары да мол екендігін баса айта
кеткенді жөн деп санаймыз.

5