Biotexnologiya

Biotexnologiya bir tətbiqi elm kimi yaranma və formalaşmasında texniki mikrobiologiyaya əsaslanır. Ona görə də ilk əvvəl texniki mikrobiologiyanın yaranma tarixindən başlamaq lazımdır. İlk dəfə 1675-ci ildə Antoni van Levenhuk mikroorqanizmlərin təsvirini vermiş və mikrobiologiyanın təsviri dövrünün əsasını qoymuşdur. Lakin, bu kəşfdən çox-çox illər əvvəl hələ bizim eradan 6000 il əvvəl pivə istehsalı barədə tarixdə məlumatlar vardır. Həmçinin insanlar qədim dövrlərdə mikroorqanizmlərdən sirkə, süd məhsullarından qatıq, pendir və s. alınmasında, lifli bitkilərin yumşaldılmasında, çörəkbişirmə və şərabçılıqda istifadə etmişdirlər.

Biotexnologiyada yalnız seçilmiş təbii ştamlar deyil eləcədə yüksək fəallığa malik mutant ştamlar alınıb geniş tətbiq olunur.Təbii ştamlar adətən mikrob biokütləsi, zülali preparatlar və gübrələrin alınması məqsədilə işlədilir. Hüceyrənin sintez etdiyi metobolitlərin alınmasında isə genetik sistemi dəyişilmiş ştamlardan istifadə edilir. Süni mutasiya almaq üçün aşağıdakı şərtlərə riayiət olunmalıdır:

1. Mutagenin seçilməsi;
2. Onun təsir dozasının müəyyən edilməsi;
3. İstənilən mutantın seçilmə üsulunun təyini. Məhsuldar produsentlərin alınmasının ən müasir yolu genetik rekanbinasiya üsuludur.

Biotexnologiyanın ənənəvi sahələri:

Biotexnologiyanın ən mühüm sahələrindən biri müxtəlif xassəli mikrob biokütləsinin alınmasıdır. Zülalla zəngin mikrob kütləsinin alınması bir çox ölkələrdə nəhəng biotexnoloji istehsal sahəsinin əsasını təşkil edir. Bu məqsədlə əsasən maya göbələkləri tətbiq olunur və alınan məhsul kənd təsərrüfatı heyvanları üçün yem məqsədilə istifadə edilir. Maya göbələklərindən alınan biokütlə yüksək keyfiyyətə malik olduğu üçün ondan qida kimi də istifadə olunması nəzərdə tutulur. Biotexnologiyanın ən geniş sahəsini mikroorqanizmlərdən metabolizm məhsullarının alınması təşkil edir. Heyvandarlıq və təbabətdə istifadə edilən antibiotiklər, vitaminlər və lipidlərin istehsalı biotexnologiyası xeyli vaxtdır ki, sənayedə öz təzahürünü tapmışdır. Mikrob polisaxaridləri təbabətdə qan plazmasının əvəzedicisi kimi yeyinti sənayesi və yataqlardan neft çıxarmanın inkişafında geniş tətbiq edilir. Mikroskopik göbələklərdən təbabətdə hormonal mübadilə ilə bağlı olan xəstəliklərin müalicəsində və bitkiçilikdə istifadə olunan alkoloid və qibberellinlər alınır. Sənayenin müxtəlif sahələrində geniş tətbiq olunan limon, süd, sirkə və s. üzvi turşuların biotexonoloji istehsalı kimyəvi üsulları çoxdan sənayedən sıxışdırıb çıxarmışdır.

Qədim dövrlərdən bəri istifadə olunan biotexnoloji proseslər hazırda öz əhəmiyyətini itirməmişlər. Yeyinti sənayesində spirt, şərab, pivə və başqa spirtli içkilərin, süd məhsullarının alınması kimi biotexnoloji proseslər geniş tətbiq edilir. Müxtəlif mikrobioloji mayalar çörəkbişirmə, kvas istehsalı, meyvə və tərəvəzin turşuya qoyulması, yemlərin siloslaşdırılmasında tətbiq olunur.Fermentlər daha mühüm praktiki əhəmiyyət kəsb edən metabolitlərdir.

Hazırda sellülaza, proteaza, amilaza, katalaza və digər fermentlərdən yeyinti, dəriaşılama və toxuculuq sənayesində geniş istifadə edilir. Bir sıra fermentlər isə təbabətdə dərman və analitik vasitə kimi işlədilir. Fermentlərin təmizlənməsini və xalq təsərrüfatının müxtəlif sahələrində tətbiqini öyrənən biotexnologiya sahəsinə mühəndislik enzimologiyası deyilir. Hidrometallurgiya sənayesində adi üsulla istifadəsi mümkün olmayan mədənlərdən metal və elementlərin alınmasında (biogeotexnologiyanın yaranmasında) mikroorqanizmlər mühüm rol oynamışlar.

Biotexnologiyanın yeni sahələri:

Elm və cəmiyyətin sürətlə inkişaf etdiyi bir dövrdə və yeni tələblərin meydana çıxması ilə əlaqədar olaraq biotexnologiyanın yeni sahələri yaranmışdır. Biotexnologiyada işlədilən qiymətli xammal (n-parafinlər, şəkərlər və s.-nin) mənbələrinin tədricən tükənməsi ucuz başa gələn yeni xammalın aşkar olunmasını qarşıya məqsəd qoymuşdur.

Biotexnologiyanın ən yeni sahələrindən biri genetik mühəndislikdir. Molekulyar biologiya və molekulyar genetikanın sürətlə inkişafı sayəsində yaranmış genetik mühəndislik metodları yeni superprodusentlər və faydalı xassələrə malik ştammların alınmasında mühüm rol oynayır. Genetik mühəndisliyin yaranmasına əsasən aşağıdakı nailiyyətlər səbəb olmuşdur:

1. Bakteriya və göbələk hüceyrələrinin DNT fraqmentləri və ya geninin rekombinasiya olunma və ötürülməsi mexanizminin öyrənilməsi;
2. DNT molekulunu müəyyən nahiyyələrə genlər və fermentlərə parçalaya bilən restriktaza və bu fraqmentləri birləşdirə (tikə) bilən liqaza fermentlərinin aşkar edilməsi;
3. Genin in vitro şəraitdə sintezinin kəşf edilməsi;
4. Lazım olan geni və ya fraqmenti ressipient hüceyrəyə köçürmək üçün vektorlardan istifadə etmək imkanının müəyyən edilməsi.

Bu üsulla gen təkcə bir mikrob hüceyrəsindən başqa mikrob hüceyrəsinə deyil, həm də təkamülün müxtəlif mərhələlərində duran orqanizmlərə də köçürmək olur. Beləliklə, növlərarası çarpazlaşmanın mümkünlüyü sübut edilmişdir. Genetik mühəndisliyin yaranma tarixi in vitro şəraitdə ilk rekombinat molekulun alındığı 1972- ci il sayılır. Genetik mühəndisliyin əsas təcrübələri Escherichia coli bakteriyası hüceyrələri üzərində aparılmışdır. Yeni hibrid DNT molekulu quraşdırılarkən E.coli hüceyrəsindən əsasən klonlaşdırmanın “aralıq” sistemi kimi istifadə olunur. Sonrakı tətqiqatlar Bacillus subtilis və Saccharomyces cerevisae hüceyrələri üzərində aparılmışdır.

Bitki və heyvan toxumalarından alınan hüceyrə kulturalarının biotexnologiyada tətbiqi ilə əlaqədar olaraq aşağıdakı bir sıra nöqsanlar mövcuddur:

1. hüceyrə kulturaları çox yavaş bitirlər;
2. sintez məhsulları hüceyrə daxilində toplanır;
3. çox zəngin qida mühiti tələb olunur;
4. sintez məhsulları cüzi miqdarda əmələ gəlir;
5. bitki hüceyrələri çox kövrək olduğu üçün tez zədələnirlər;
6. hüceyrələr yumaq şəklində inkişaf edirlər.

Heyvan hüceyrələrinin diametri 10 mkm, bitki hüceyrələrininki isə 20-150 mkm olub bakteriya hüceyrələrindən 100 dəfə böyükdürlər. Buna baxmayaraq onların fəallığı bakterial hüceyrələrə nisbətən çox zəifdir.

Heyvan hüceyrəsi kulturaları vasitəsilə immunoqlobulinlər, monoklonal antitellər, insektisidlər, fermentlər, hormonlar və virus xəstəliklərinə qarşı vaksinlər alınır. İnsan və heyvan hüceyrələrindən hibridoma alınması və becərilməsi üsullarının tətqiqi klinikada tətbiq olunan monoklonal antitellər alınmasına şərait yaradır.

Bitkinin somatik hüceyrələrinin becərilmə texnologiyasının öyrənilməsi və genetik mühəndisliyin hibrid hüceyrələrə tətbiqi sayəsində həm yeni xassəli hibrid hüceyrə (hibridoma), həm də hibrid bitkilər alımışdır. Nəticədə viruslu xəstəliklərə qarşı davamlı və məhsuldar bitki sortları yaradılmışdır.

YAZAR: Fidan Əmirəliyeva (OYU BİOLOGİYA)

Həmçinin bax: https://kafkazh.com/bioakustika/