Гендік инженерия. 1 страница

Генетикалық инженерия – генетикалық және биохимиялық әдістердің көмегімен түраралық кедергілері жоқ, тұқым қуалайтын қасиеттері өзгеше, табиғатта кездеспейтін жаңа гендер алу; молек. биологияның бір саласы. Гендік инженерия әр түрлі организмдер геномының бөлігінен рекомбинатты ДНҚ құрастырумен қатар, ол рекомбинатты молекулаларды басқа ағза геномына енгізіп, жұмыс істеуін (экспрессиясын) қамтамасыз етеді. Гендік инженериядағы тұңғыш тәжірибені 1972 ж. американ биохимигі Т. Берг (Нобельсыйл. лауреаты) іске асырды. Ол маймылдың онноген вирусы SV-40-тың толық геномын, бактериофаг – L геномының бір бөлігін және Е. Colі бактериясының галактоза генін біріктіру арқылы рекомбинантты (гибридті) ДНҚ алды. 1973 – 74 ж. Америка биохимиктері С. Коэн, Г. Бойер, т.б. түрлі ағзалардан бөліп алынған генді бактерия плазмидасының құрамына енгізді. Бұл тәжірибе басқа организмдер гендерінің жаңа ағза ішінде жұмыс істей алатынын дәлелдеді. Жануарлар клеткаларымен жүргізілген тәжірибелерде бір клетканың ядросын екіншісімен алмастыруға, екі немесе бірнеше эмбриондарды қосып біріктіруге, оларды бірнеше бөлікке бөлшектеуге болатыны анықталды. Мыс., генотиптері әр түрлі тіндердің клеткаларын біріктіру арқылы тышқанның аллофенді особьтары (фенотипі әр түрлі дарабастар) алынды. Гендік инженерия-ның теориялық негізіне генетикалық кодтың әмбебаптылығы жатады. Бір ғана кодтың (триплиттің) әр түрлі ағзадағы белок молекулаларының құрамына енетін амин қышқылдарын бақылай алатындығына байланысты, ДНҚ молекуласының кез келген бөлігін басқа бөтен клеткаға апарып салу, яғни молек. деңгейде будандастырылу теориялық тұрғыдан алғанда мүмкін екені анықталды. Жануарлар, өсімдіктер жәнемикроорганизмдер гендерінің қызметін қолдан басқаруға болатындығы дәлелденді. Ауыл шаруашылығында өсімдіктің атмосфералық азотты өзіне жинақтап алуы – үлкен мәселе. Осыған байланысты 1970 жылдары азотты фиксациялауға қабілеті жоқ пішен таяқшасына азотты жинақтай алатын, басқа бір бактерияның гені салынып, азотты жинақтау қасиетіне ие болды. Мед. саласында жаңа гендерді енгізу арқылы тұқым қуалайтын ауруларды емдеуге болады. Қазіргі кезде ауру адамдардан зат алмасудың 1000-нан аса әр түрлі тұқым қуалайтын өзгерістері табылған.

Ген инженериясы және қолдану саласы.

Ген инженериясы молекулалық биологияның жаңа саласы. Ол лабораториялық әдіс арқылы генетикалық жүйелер мен тұқымы өзгерген организмдерді алу жолын қарастырады. Ген инженериясының пайда болуы генетиканың, биохимияның, микробиологияның және молекулалалық биологияның жетістіктерімен байланысты. Бұл атаудың екі түрі қол-данылады:"генетикалық инженерия" және "генинженериясы". Соңғы кезде "генетикалық инженерия" жалпылама түрде колданылып жүр, ген инженериясы да осының ішіне кіреді. Молекулалық биология ғылыми жетістіктерінің нәтижесінде пайда болған ген инженериясы организмнің бағалы қасиетін сақтап қана қоймай оған жаңа әрі саналы қасиет те бере алады. "Инженерия" деген атау құрастыру деген мағынаны білдіреді. Яғни ген инженериясы дегенді ген кұрастыру деп түсіну қажет. Ген инженериясының дәуірі басталмай тұрып 1969 жылы Г. Корана нуклеотидтерді белгілі бір жүйемен орналасқан ДНҚ синтезінің методологиясын жасап берген. Жекеленген дербес амин қышқылы – ашытқының аланиндік тРНҚ-ның бастауыш жүйесі ашылғаннан кейін Г. Корана химиялық жолмен осы РНҚ-ның көлемі 77 полинуклеотидтен тұратын кодтық бөлігін синтездеді. Кейіннен 1979 жылы осы лабораторияда ішек таяқшасының тирозиндік тРНҚ-сы синтезделді және ол Т4 бактериофагының құрамына енгізіліп, бактерияның клеткасында жұмыс істеді. Ген инженериясының дүниеге келген уақыты 1972 жыл деп есептеледі. Сол жылы Т. Берг алғаш рет пробиркада үш түрлі микроорганизмнің ДНҚ-ларының фрагменттерінен жаңа гибридтік ДНҚ құрастырды. Бірақ маймылдың рак вирусының, бактериофагтың және ішек бактериясының гендік ДНҚ-ларынан құрастырылған ол гибридтік ДНҚ-ның клетка ішінде ойдағыдай жұмыс істей алатындығы тексерілмеді, себебі құрамында рак вирусының нуклеин қышқылы болғандықтан ғалымдар тәуекелге бармады.Клеткада жұмыс істей алатын гибридтік ДНҚ-ны 1973-74 жылдары С. Коэн мен Г. Бойер құрастырды. Олар басқа организмнен бөліп алған ДНҚ фрагментін (генін) бактерия плазмидасының құрамына енгізді. Ол плазмидадағы бөтен гендердің алғаш рет жаңа организм ішінде жұмыс істей алатынын көрсетті. Соның артынша-ақ дүние жүзінің көптеген лабораторияларында жұмыс істей алатын әр түрлі плазмидалар алынды. Совет елінде ондай бөтен гені бар плазмида академик А.А. Баевтың басшылығымен жасалды.

Гендерді алу әдісі.

Генді алудың үш әдісі бар: табиғи генді тікелей бөлу (сирек мүмкіндік), химиялық және ферменттік синтез. Табиғи генетикалық материалдан – ДНҚ-дан арнайы ферменттердің (рестрикциялық эндонуклеазалардың) көмегімен қажет ген «кесіліп» алынады. Бұл әдістің елеулі кемшіліктері бар. Біріншіден, ДНҚ-дан қажет генді танып, кесе алатын ферментті таңдап алу қиын. Фермент тенді әрқашанда наңтьі шекарасыпда емес әр қилы үзеді: не геннің екі жағынан артық нуклеотидтерді үзуі, не түгел үзбеуі мүмкің, мұндай ДНҚ фрагментерінің қызметі жеткіліксіз, сондықтан оларды пайдалану мүмкін болмайды. Екіншіден, эукариоттық организм геномының экзон-интрондық құрылысы, олардың гендерін бактерияларға енгізгенде функциялық тұрғыдан қиындық туғызады, өйткені бактериялық клеткада сплайсинг процесі (ин-трондардың кесілуі) өтпейді. Үшіншіден, егер ген барлық ДНҚ-ның аз ғана бөлігін құраса, онда оны бөлу мен анықтауда елеулі қиындықтар пайда болады. Сондықтан бұл әдіс негізінен генетикалық эксперименттер талабына сәйкес вирус пен бактериялардың генін бөлуде қолданылады. Генді-синтездеудің химиялық әдісі.Бұл әдістер белоктың немесе полипептидтің бірінші құрылымы ( амин қышқылдар қатары) белгілі болса, оның генінің нуклеотидтер қатары химиялық жолмен синтезделеді.Берілген нуклеотидтер тізбегі бойынша ДНҚ - синтездеу әдісін 1969 жылы, ген инженериясының дәуірі басталмаған кезде-ақ, Г. Корана ұсынған болатын. Ашытқы тРНҚ-ның гені осылай синтезделді. Бұл ген 77 н. ж. құралған. Алдымен, ұзындығы 5–12 нуклеотидтерден тұратын ДНҚ-ның қысқа фрагменттері синтезделді, онан соң олар арнайы ферменттің (лигаза) әсерімен бір-бірімен қосылды. Алайда, алғаш синтезделген бұл генді ішек таяқшасының клеткасына енгізген кезде жұмыс істей алмады, өйткені онда реттеуші элементтер – промотор және терминация бөліктері жоқ болатын. Кейін, 1976 ж. Г. Корана қызметкерлерімен тирозиннің тРНҚ-ының генін синтездей алды. Геннің ұзындығы 126 н. ж. тең болды, оған 52 н. ж. құралған промотор, 21 н. ж.– терминатор және ұштарына тетрануклеотидтер (ААТТ және ТТАА) жалғанды. Нәтижесінде, осы генді бактериофаг арқылы Е. Со1і клеткасына енгізгенде олар өз функциясын көрсете алды.Қазіргі уақытта Г. Корана өңдеген әдістер бірқатар жасанды гендерді синтездеу үшін қолданылады. Осындай жолмен адамның – инсулин және интерферон, адам мен жануарлардың – энкефалин және бардикинин гормондарының функциялы гендері синтезделдіҚазіргі кезде гендерді автоматты синтездейтін құралдар бар. 1980 ж. Итакура алғаш өзінің құрамында алдын ала берілген тізбек бойынша 6 сағ. ішінде 12-мүшелік олигонуклеотидті синтездеуге қабілетті автоматтың жұмысын компьютер бақылады. Мұндай жабдықтардың 1982 жылғы бағасы 36000–39500 долларға тең болатын. Егер 1979 жылы 120 н. ж. генді синтездеу үшін екі жыл керек болса, ал 1981 ж. бұл мақсатқа үш-аң күнде жетуге болады. Генді синтездеудің ферменттік (энзимдік) әдісі. Генді синтездеудің үшінші әдісі кеңінен таралған және кейін рекомбинанты ДНҚ күйінде бір, кейде көп клеткалы организмдерде көбейетін гендердің негізгі шығу көзі болып саналады. Оның мәні ферменттік синтез арқылы генді алудан тұрады және төмендегіге саяды. Ең алдымен, клеткалардан (мұнда, қажет геннің активтілігі жоғары болуы керек) информациялық (матрицалық) РНҚ (иРНҚ) молекулаларын бөліп алады, олардың арасында ген коделейтін иРНҚ бар, міне осы иРНҚ-ны бөлу қажет. Бұдан кейін кері транскриптаза (ревертаза) ферментінің көмегімен бөлінген иРНҚ-да комплементарлы ДНҚ (кДНҚ) синтезделеді. Кері транскрипция процесінде матрицалық иРНҚ-да кДНҚ-ның синтезі басталуы үшін иРНҚ-ның 3'– ұшына комплементарлы «ашытқы,»-олигонуклеотид (қысқа тізбек) қажет. Жаңа кДНҚ тізбегі синтезделуі үшін тағы Мg иондары мен дезоксинуклеозидтрифосфаттар керек.

Каллусты алу және оны өсіру.

Клекалардың ретсіз бөліні нәтижесінде пайда болған ұлпаны каллус деп атайды. Клеткалардың бөлінуі арқылы көбейіп өсуін пролиферация дейді. Каллус-ұлпаның ерекше түрі,бүтін өсімдіктің зақымданған біте бастаған кезде түзілетін білеуленген бұлтық. Ол зақым болған жерді әр түрлі инфекциядан қорғайды. Каллус ұлпасында қоректік заттар жиналып,арнаулы қорағаныш қабат пацда болады.Сондай каллус ұлпасын in vitro жағдайында да пайда болады. Каллустық клеткалардың құрылуын,бөлінуін,көбейіп өсуін фитогормондар реттецді.Алғашқы каллусты алу үшін және оны өсіру үшін залалсыздандырылған қоректік орта қажет..Өсімдік материялы алдын-ала бірнеше рет жуылып,тазаланады.Ода кейін стерильдецтін заттарды пайдалану арқылы микроорганизмдерден аластанылады. Жиі қолд стерильдейтін заттар,атап айтқанда мыналар:активті хлоры бар Na және Kгипохлориттері,хлорамин,,хлор әгі;құрамында сынап бар алмас,диоцид;сутегідиоксиді,этанол. Ол заттар барлық микроорг құрту мен қатар өсімдік клеткасына зиян тигізбеуі керек. Осы шарттарға сай келмесе стерильдейтін заттан клекалар мен ұлпалар уланады,содан кейін өсуі тежеледі. Өсімдік мүшесінің кесіндісі лайықты қоректік ортаға отырғызылады, Біраз уақыт өткен соң оның құрамындағы клеткалар бөлініп өсе бастайды.Соның нәтижесінде каллус ұлпасы пайда болады.Бұл процесті каллусогенез деп атайды.Каллустарды петри таюақшаларында,пробиркаларда,колбаларда,флакондарда өсіреді. 3-4 апта өткен соң каллусты шығарып алып майда кесектерге бөліп жаңа құректік ортаға көшіреді. Мұны пассаж дейді.

Клеткалық инженерия.

Жасушалық инженерия жоғары сатыдағы организмдердің, өсімдіктер мен жануарлардың жеке жасушаларын және ұлпаларын жасанды көректік орта жағдайында өсіру. Жасушалық инженерия әдісі арқылы бір жасушаның ядросын екінші жасушаға көшіру және ядросыз жасушаларды өсіріп алуға болады. Жасаңды көректік ортада, яғни "ін вітро" (жасанды) жағдайында жануарлардың (ит пен мысықтың, тышқан мен адамның) гибридтік жасушасын алған. Жануарлар жасушасын коректік ортада ұзақ өсіруге болады. 1997–1999 жылдары жануарлар инженериясын зерттейтін ғалымдар үлкен табысқа жетті. Англияда Розлин атындағы институттың ғалымдары алты жастағы саулық қойдың желінінің жасушасын "ін вітро" жағдайында өсіріп, анасы тектес ұрпақ алды. Жапон елінде осындай өдісті қолданып, ірі қара малдың тұқымын, Оңтүстік Африка мен АҚШ-та кұрбақа мен тышқанның дараларын шығарды. Қазір өсімдіктер биотехнологиясының ауыл шаруашылығында маңызды бағыттары коп-ақ. Біріншіден, есімдіктердің кез келген органдарынан жасушасын алып, коректік орта жағдайында өсіріп, тұтас өсімдік алуға болады. Екіншіден, осы әдіспен бір жылда 1 млн есімдік алуға болар еді. Үшіншіден, жасушалық биотехнологияға негізделген жасанды коректік ортада синтезделетін экономикалық маңызды косымша заттарды (алка-лоидтер, гликозидтер, хош иісті майлар, дәмді заттар, табиғи бояулар, т.б.) алуға болады. Төртіншіден, өсімдіктерді клондық көбейтуге және сауықтыруға болады. Мысал ретінде, Қазақстанда алғаш рет өсімдіктер биотехнологиясының негізін калаған профессор Ізбасар Рахымбаевтың басшылығымен, микрокөбейту әдісін пайдаланып, өсімдіктердің 2400-ден астам түрлерін шығарды. Осындай жұмыстардың нөтижесінде сирек кездесетін және жойылып бара жатқан өсімдіктердің генофондысын сақтауға және көбейтуге, сәндік өсімдіктердің бірегей сорттарын тез арада көбейтін алуға мүмкіндік туды. "Ын вітро" жағдайында сауықтыру әдісін қолдану арқылы шаруашылықта пайдаланатын картоптың барлық бағалы сорттарын шығаруға болады. Қазақ мемлекеттік ұлттық университетінің өсімдіктер физиологиясы және биохимия кафедрасында бидай мен арпа тозаңқаптарын өсіру жұмыстары табысты жүргізілді. Гаплоидтік регенерант өсімдіктер алынды. Қытай ғалымдары андрогендік гаплоидтер негізінде күріштің, бидайдың, жүгерінің, қара бидайдың, арпаның, т.б. дақылдардың сорттарын шығарды. Бір жасушадан алынған тұтас есімдік және оның ұрпақтары белгілі антибиотикке төзімді болады. Осында көрсетілген әдіс бойынша есімдіктердің температураға, тұзды топырақ және зиянды жөндіктерге төзімді касиеттерін арттыруға болады.

Клонды микрокөбейту.

Клондық микрокөбейту – өсімдіктерді іn vitro жағдайында жыныссыз жолмен көбейту. Пайда болған клон өсімдіктер бастапқы өсімдікпен генетикалық жағынан бірдей болады. Клондық микрокөбейту әдісінде дағдылы вегетативтік жолмен көбейтумен салыстырғанда бірталай артықшылықтары бар. Оның ішінде ең маңыздыларының көбею коэффициенттері өте жоғары және өсімдіктерді вирустармен патогендік микроорганизмдерден тазарту. Клондық микрокөбейту әдістері іn vitro жағдайында қолтық бүршік мерисистемаларын өсіруге және басқа экспланттардан өсіруге негізделген.Жасанды тұқым деп- даму кезеңдері бірдей жасанды қабықшалармен қапталған, эмбриоидтарды айтады. Қабықшалар эмбриоидтарды және ұзақ уақыт аралығында тіршлік қабілетін сақтауын қамтамасыз етеді.Бірінші типтегі өсімдіктер тұтас өсімдікте бұрыннан бар меристемаларды (сабақтың ұшы, қолтық және бұйыққан бүршіктерін) активтендіру арқылы алынған. Меристемадан пайда болған бұл өсімдікттер генетикалық жағынан ата-аналық формаларымен бірдей, себебі меристемалар көпшілік жағдайда генетикалық тұрақтылығын сақтайды. Өсімдіктің екінші типі бүршіктер мен эмбриоидтардың пайда болуын индукциялау арқылы алынады. Бүршіктер мен эмбриоидтардың пайда болуы:тікелей экспланттың маманданған ұпаларынан (репродуктивтік мүшелер ұлпаларынан, эпидермистен, субэпидермалық ұлпалардан, жапырақ қабыршағы мезофилінен т.б.)эксплант клеткаларынан түзілген бастапқы каллустан;басқа ортаға көшіріп отырғызылған каллустан.Өсімдіктерді клондау арқылы микрокөбейтудің барлық процесстерін 4 кезеңге бөлуге болады:Өсімдіктерді бастапқы ұлпалардың экспланттарын in vitro өсіру. Бұл кезеңде қоректік ортада инфекциядан таза ұлпаларды өсіріп, олардың тіршілігін сақтап, экспланттардың тез өсуіне қол жеткізу керек. Өсімдіктерді көбейтуде жетістікке жету, эксплантты дұрыс таңдап алудан басталады, бұл кезде донорлық өсімдіктің өсу фазасы және өсу жағдайларын ескеру қажет.Нақтылы микрокөбейту кезеңі, яғни эксплантта бастама клеткалар (инициальдар) санын көбейтіп, олардын өркендердің пайда болуына жағдай жасау. Көбейтілген өркендерді тамырландыру және оларды сақтау. Бұл кезде тамыр жүйесінің қалыпты өсуіне тлық жағдай жасалады, қоректік ортаға тамыр пайда болуына жауапты фактор ауксин қосылады. Одан кейін өсімдіктерді топыраққа отырғызуға дайындау басталады немесе сақтау үшін төмен температуражағдайына ауыстырады. Онда өсімдіктің өсуі тежеліп, оны ұзақ уақыт сақтап, қажет уақытта пайдалануға болады. Өсімдіктерді топыраққа отырғызу. Алдын ала өсімдіктерді бұған бейімдеу жұмыстары жүргізіледі, олардың патогендік микрооргнаизмдерге және сыртқы ортаның қолайсыз факторларына тұрақтылығын арттырады. Әдетте ауа ылғалдылығын жоғарылатады және жарық қарқындылығын арттырады, өсімдік гетеротрофтық қоректенуден автотрофты қоректенуге көшеді. Бұл барлық жұмыстың жетістікке жетуін қамтамасыз ететін өте маңызды кезең, аса ұқыптылқты талап етеді, сонымен бірге осы кезеңде алынған өсімдіктердің көп шығыны болады. Клондық микрокөбейту нәтижесі өсімдіктің генотипіне, жасына, экспланттың тегіне, қоректік ортаға, өсіру жағдайларына байланысты. Бұл әдіс қымбат және көп еңбекті қажет етеді, сондықтан ол әзірше селекциялық жұмыстарда қолданылады және басқа жолдармен көбеймейтін өсімдіктерді көбейту үшін пайдаланылады. Сонымен бірге бұл әдіс лабороториялық деңгейінде екі жарым мыңдай өсімдік түрлеріне дайындалған, ал өндірістік технология ретінде біртіндеп өріс алып келеді.

Клетканы өсірудің әдістері,биологиялық нысандар.

Мүшелер мен жануарлар ұлпаларын зерттеу үшін жасушаларды өсіру тәсілі қолданылады. Ең қарапайым тәсілі қарайтын болсақ, қоректік ортаға эмбриональдық экстракт пен қан плазмасының қоспасы немесе қан плазмасы қосылған синтетикалық ортаға тірі ұлпаның кішірек бөлігін саламыз. Бірнеше уақыттан кейін сол кесектің шеткі жағында жасушалардың өсуі мен бөлінуі басталады. Кейбір жағдайларда жасушаларды трипсин ферментімен өңдеп диссоциация туғызып оларды бір-бірінен алшақтатып, содан кейін осы жасушаларды жуып барып, қоректік ортасы бар ыдысқа салады. Салынған ыдыстың әйнек қабырғасына бекініп біріншілік колонияға айналады. Содан кейін олар жасушалық қабат құрып көбейе бастайды. Осылай бір қабатты жасуша дақылының өсуін тексеруге болады. Жануар ұлпасынан біріншілік дақылдар алу үшін эмбриональдің материалын қолданған дұрыс, ересек организмнен алынған материал өте нашар өседі. Клетка культурасын организмнен тыс өсіру үшін өсіру барысында оған ортадан басқа температураны сақтап тұру қажет.Қазір организмнен тыс жасушаны дақылдау әдісі тек цитологияда ғана емес, сонымен қатар генетикалық, вирусологиялық және биохимиялық зерттеулерде кеңінен қолданылады.Дақылда өсімдік жасушаларында өсіруге болады. Ол үшін бір бөлігі ұлпаның жасуша қабығын ерітуде ферментпен өңдейді. Бөліген жасуша денесі, протопласттары дақылдық ортаға салынып, олар бөлінеді және жасуша зонасын құрады.[2]Тірі жасушаны қарауда әдетте микроскоптың арнайы фото қондырғы көмегі арқылы жасалынған фотосурет түрінде тіркеледі. Тірі жасушаларды кинопленкаларға да түсіруге болады. Мұндай жағдайда осындай микросъемкалар кажетті ақпаратты береді. Тездетілген немесе баяулатылған киносъемканы қолдана отырып (цейтроферлі киносъемка) жасушаның қалай бөлінуі, фагоцитоз процесін, цитоплазма ішіндегі кірпікшелердің құрылуын және т.б. қажетті процестерді толық көруге болады.Қазір компьютерлік технологияның дамуында арнайы жасушалар көмегімен тікелей компьютер мониторынан жасуша бейнесін көруге және оларды компьютерге жазуға болады. Қозғалмалы объектіні цейтроферлі түсілім үшін компьютерлік көру қолданылады.

Клеткалық инженерияда БТ маңызы.

Клеткалық инженерия – экономикалық маңызды өнімдерді алуға, өсімдіктердің, жануарлар тектерінің, микроағзалар штаммдарының жаңа сорттарын жасау үшін биологиялық процестерді және жүйелерді қолдануға негізделген, ғылым мен өндірістің жаңа саласы. Биотехнология адам тыныс тіршілігінің әртүрлі саласы үшін маңызды өнімдер алуды басқаруды қамтамасыз етеді. Бұл технологиялар микроағзалар, өсімдіктер және жануарлар жасушалары мен ұлпаларын, сондай-ақ жасушадан тыс заттарды және жасушалар компоненттерінің әртүрлі биологиялық агенттер мен жүйелерінің каталитикалық потенциалын қолдануға негізделеді. Қазіргі уақытта биотехнологияны меңгеру және жасау іс-жүзінде барлық елдердің тыныс тіршілігінде сүруінде маңызды орында тұрады. Биотехнология жетістіктерінің артықшылығы дамыған елдердің экономикалық саясатында негізгі міндеттердің бірі болып табылады. Қазіргі уақытта биотехнология саласында алдыңғы орындарды АҚШ, Жапония иемденеді, олардың ауылшаруашылығы, фармацевтика, тағам және химия өнеркәсіптерінде биотехнологияның көп жылдық іс-тәжірибелері жинақталған. Ферментті препараттар, аминқышқылдар, ақуыздар, дәрі-дәрмектер өнідірісінде алдыңғы орындарды Батыс Европа елдері (ФРГ, Франция, Ұлыбритания), сондай-ақ Ресей иемденеді. Бұл елдердегі жағдай жаңа техника мен технологиялардың күшті потенциалымен, биотехнологияның әртүрлі салаларындағы қарқынды дамыған фундаменталды және қолданбалы зерттеулермен сипатталады. Жақын арада биотехнологиялық материалдарды және принциптерді қолдану, өнеркәсіптің көптеген салаларын және адамдар қоғамын түбегейлі өзгертеді. Қазіргі кезде биотехнологиялық жолмен көп мөлшерде, бірақ аз шығынмен, азықтық ақуыз, бактерия, саңырауқұлақтар мен су балдырларының жасушалық массасы алынады, сондай-ақ инсулин, өсу гармоны, интерферон, қан сары суының факторы, моноклональды интиденелер, иммобилизденген ферменттер және басқалар дайындалады.

Қоректік ортаны стерильдеу және дайындау.

Қоректік орта құрамы оптимальды болуы керек. Онда әртүрлі ББЗ синтезін және микроорганизмдердің өсуін, көбеюін анықтайды. Қоректік орта күрделі және қарапайым болуы мүмкін. Күрделі қоректік орта құрамына 50 компонент және одан да жоғары кіруі мүмкін, ал қарапайым қоректі орта құрамына 5 компоненттен көп болмауы мүмкін. Қоректік ортаны белгілеу:жасушалардың физико-химиялық жағдайда өсуі үшін оптимальдылығын сақтау (рН, еН, рО2, рСО2 және т.б.).Биомасса және басқа өмір сүруге қажетті өнімдер синтезі үшін қоректік заттарды жасушалармен қамтамасыз ету.Қоректі орта екі топқа бөлінеді:5-20% табиғи сарысу енгізуін қажет ететін орта (адам қанынан немесе ірі-қара малдық эмбриональды экстракты).Белгілі құрамдағы синтетикалық-химиялық орта.Сарысу (қанның эмбриональды сарысуы, жылқының сарысуы немесе тауық эмбрионының тазарталған экстракты), олардың жоғары молекулалы фракциясы (α-, β- терендіктері) жасушаларды зақымдалуынан сақтайды және ДНҚ синтезін ынталандырады.Қоректі орта негізін аминоқышқыл, пурин, пиримидин қосылыстары ақуыз және нуклеинді қышқылдар синтезі үшін құрайды, глюкоза – көмірсу және энергия көзі ретінде, майда және суда еритін витаминдер, минералды тұздар – буфер сыйымдылығын, рН мәнін және қажетті осмос қысымын ұстау үшін. Сондай-ақ орта құрамында асептикалық жағдайды ұстау үшін аз концентрацияда антибиотиктер болады.Айтылған компоненттер өте қымбат, сондықтан кең көлемдегі өндірісте бәрінен бұрын көмірсуларды , арзан крахмал – сірнелік өндіріс өнімдерімен алмастырады. Су қоректік ортаның алмастырылмайтын элементі. Қоректік орта үшін арнайы дайындалған су пайдаланылады. Суды тазалау 4 сатыдан өтеді:префильтрдегі механикалық ластануын жою (кеуекті шыны, электрокоагуляция);органикалық ластанудан тазалау (активтендірілген көмір)ионалмасу смола пайдалана отырып деионизациялау (катионидтер, аниониттер)кеуек өлшемі 0,22 мембраналық фильтрде стерильдеуді. Қоректік ортаны стерильдеу үшінтермиялық стерильдеу және стерильдеу фильтрациясы (қысым астында бумен) пайдаланады. Қоректік ортаны стерильдеу мақсаты – бактерия спораларын бұзу. Қоректік ортаның көп компаненттері (витаминдер, гормондар және ББЗ) ұзақ температура әсерлеріне сезімтал, сондықтанда қоректік ортаны арнайы үздіксіз және үздікті термиялық стерилдеу режимдері құрылған. Стерильдейтін фильтрацияда мембраналық фильтрлейтін элемент қолданады. Егу материалын дайындау.Биологиялық препараттар өндірісі үшін микроорганизм штаммдары ампулада таза дақыл түрінде консервленген болады. Әр дақыл құжатында қоректік ортасы, морфологиялық, физиологиялық сипаты және т. б. сақтау мерзімі және өсірілуі, оларды ұстау жағдайы сипатталады. Дақылды сақтау режимі салқындатуды, қатыру немесе сусыздандыруды жорамалдайды. Барлық жағдайда кенет қысқару немесе жасушалы зат алмасудың толық тоқтатылуы.