Тақырыбы: МИКРООРГАНИЗМДЕР ГЕНЕТИКАСЫ

Қандай организмді алсақ та ол өзінің ата-тегіне бір ұқсастығы болады. Арнаулы структуралық және атқаратын қызметі жағынан белгілі бір қасиеттің біршама тұрақты күйде сақталып, ұрпақтан-ұрпаққа беріліп отыруын тұқым қуалаушылық деп атаймыз. Бірақ әрбір жеке организмнің осымен бірге ата-анасынан өзіндік ерекшеліктері де болады. Бұл құбылысты өзгергіштік деп атайды.

Л. Пастер тіршілік ортасын өзгерте отырып, организмдегі пайдалы қасиеттерді ұзақ уақытқа жоғалтпай, сақтап қалуға болады деп көрсеткен.

Табиғатта өзгергіштік пен тұқым қуалаушылық процестері үнемі жүріп жатады. Осындай жағдайда көптеген микроорганизмдер табылып, зерттелінді. Практикада олардан ферменттерді, антибиотиктерді және басқа да түрлі заттарды алу жүзеге асырылды. Әрине табиғатта кездесетін микроорганизмдер өнімділігі жағынан біздің талабымызға сай болмай шығуы да ықтимал. Сондықтан ғалымдар микроорганизмдердің пайдалы қасиеттерін одан әрі жетілдіріп, алынатын өнімнің сапасын және санын арттыруға бағытталған зерттеулер жүргізуде. Қазіргі кезде түрлі әдістерді қолдана отырып, алдын ала жасалған жоспар бойынша белгілі бір пайдалы қасиеті бар микроорганизмдерді сұрыптап алуға жол ашылды. Бұны селекция - сұрыптау әдістерін қолдана отырып жүзеге асыруға болады.

Қазіргі кезде микроорганизмдер клеткасының құрылысы біршама жақсы зерттелді. Оның тұқым қуалаушылық қасиеті клеткадағы дезоксирибонуклеин қышқылына (ДНҚ) байланысты екені анықталды. ДНҚ -ны тұқым қуалаушылықтың материалдық негізі деп атайды. Ол тұқым қуалаушылықты бағыттайтын және бақылайтын фактор. Демек, ол тіршілік кілті десек те қателеспейміз.

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 деп атайды.

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. Олар бастапқы топқа қарағанда пенициллинді мың есе көп түзді. 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 адаптация деп 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.

Трансформация кезінде ДНК бір бактерия клеткасынан бөлініп шығып, екінші бактерия клеткасына енеді. Мұны лаборатория жағдайында да қолдан қосуға болады. Мәселен, антибиотикке төзімді бактериялардан бөлініп алынған ДНҚ көмегімен, осы қасиетті басқа антибиотикке шыдамсыз бактерияларға беруге болады. Сонда басқа клеткаға енетін ДНҚ, оның болашақтағы тұқым қуалаушылық қасиетін анықтай алады екен.

Ал жалпылама бір фаг көмегімен бір микробтан екінші бір туыстас микробқа бір немесе көптеген тұқым қуалаушылық белгілерді беруді трансдукция деп атайды. Мұнда енген фаг микробтардың клеткасын зақымдайды. Паратифті қоздыратын бактериялардан трансдукция көмегімен, мәселен, клетканың қоректік заттарға түрліше талабын, антибиотиктерге қарсы түра алатындық немесе тұра алмайтындық қасиетін, қозғалғыштықты, жіпшелердің құрамын басқа клеткаларға ауыстыруға болады.

Микроорганизмдердегі өзгерістердің кейбіреулері уақытша физиологиялық бүліну түрінде кездесуі де ықтимал. Сол өзгерісті туғызатын орта жағдайлары жойылысымен-ақ бұл өзгерістер де жойылады. Мұндай ата-тегіне бекімеген уақытша тұқым қуалаушылықты модификация деп атайды, Мәселен, топалаң микробы орта температурасы +45° және одан да ыстығырақ болғанда спора түзуін тоқтатады, ал температура +35-37° болғанда бұл қасиеті қайтадан қалпына келеді. Көптеген микроорганизмдердегі түрлі пигменттердің түзілуі де тұрақсыз қасиет деп есептеледі. Модификацияның өзін жағдайға бейімделудің, яғни адаптацияның жаңа түрі деп қарауымыз керек. Бірақ мұнда өзгергіштік тек жартымсыз ғана, сондықтан ол зат алмасу процесінің тұқым қуалаушылық түріне ешқашан да ауыса алмайды.

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.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: