|
- Mavzu: Biotexnologiya sanoatida do`llanadigan jarayonlar va qurilmalar
|
| bet | 20/30 | | Sana | 21.05.2024 | | Hajmi | 5,71 Mb. | | #248935 |
Bog'liq mutaxasisilikka kirish6 - Mavzu: Biotexnologiya sanoatida do`llanadigan jarayonlar va qurilmalar
Biosintez mahsulotlarini sanoat ishlab chiqarishining asosini yagona biotexnologik tizim (BPS) tashkil etadi, uning tarkibiga tegishli uskunalar yordamida ma'lum rejimda o'zaro ta'sir o'tkazadigan asosiy tarkibiy qismlar kiradi (1-rasm).
Biotexnologik jarayonning asosiy texnologik bosqichlari quyidagilardan iborat.
1. Madaniy muhitni tayyorlash va sterilizatsiya qilish;
2. urug' tayyorlash;
3. yetishtirish;
4. Madaniyat suyuqligini qayta ishlash;
5. Biologik mahsulotni izolyatsiya qilish va tozalash;
6. Tayyor mahsulotni olish.
Biotexnologik jarayonni belgilovchi omillarga quyidagilar kiradi:
ishlatiladigan biotexnologik jarayon turi; biokimyoviy va biofizik xususiyatlari bilan substrat;
apparat dizayni, shu jumladan boshqaruvni boshqarish tizimi;
texnologik rejim;
gmp talablariga muvofiqligi.
Rekombinant mikroorganizmlar yordamida tijorat preparatlarini olish uchun ikki sohaning mutaxassislari - molekulyar biologlar va biotexnologlarning hamkorligi zarur. Molekulyar biologlarning vazifasi - mos keladigan mahsulotni sanoat sintezi uchun ishlatiladigan mikroorganizmlarning hujayralarida ularning xususiyatlarini aniqlash, o'rganish, kerakli genlarni o'zgartirish, ularni aks ettirish uchun samarali tizimlarni yaratish. Biotexnologlarning vazifasi maqsadli mahsulotni yuqori hosil olish uchun rekombinant mikroorganizmning maqbul o'sishi uchun sharoitlarni ta'minlashdir.
5.1. Oziqlantiruvchi vositaning tarkibi
Oziqlantiruvchi muhit tarkibi maqbul bo'lishi kerak, chunki bu mikroorganizmlarning ko'payishini, ko'payishini va turli biologik faol moddalarning sintezini aniqlaydi. Oziqlantiruvchi vosita murakkab bo'lishi mumkin, 50 tagacha yoki undan ko'p tarkibiy qismlarni o'z ichiga olishi mumkin va juda oddiy, 5 tadan ko'p bo'lmagan tarkibiy qismlarni o'z ichiga oladi.
Madaniy ommaviy axborot vositalarining maqsadi:
hujayra o'sishi uchun optimal fizik-kimyoviy sharoitlarni (pH, eH, pO2, pCO2 va boshqalar) saqlash;
biomassa va boshqa chiqindilarni sintez qilish uchun hujayralarni ozuqa moddalari bilan ta'minlash. "Ekish uchun muhit" tushunchasi nafaqat tananing konstruktiv va energiya almashinuvi uchun zarur bo'lgan tarkibiy qismlarning yoki individual elementlarning ma'lum bir miqdoriy va miqdoriy tarkibini (azot, uglerod, fosfor manbalari, bir qator mikroelementlar, vitaminlar, o'suvchi moddalar), balki fizik-kimyoviy va fiziologik narsalarni ham o'z ichiga oladi. omillar (kislotalilik, redoks potentsiali, harorat, aeratsiya va boshqalar).
Bu omillarning barchasi mikroorganizmlarning rivojlanishida va individual fiziologik va biokimyoviy funktsiyalarning namoyon bo'lishida muhim rol o'ynaydi. Odatda, ushbu atrof-muhit omillaridan birining o'zgarishi boshqalarning o'zgarishiga olib keladi. Mikroorganizmlar tomonidan yaratilgan kerakli mahsulot renta belligi nisbstrat tarkibiy qismlari va ularning xususiyatlarini nisbatlarini matematik hisoblash usullari yordamida sezilarli darajada oshirishga erishiladi. Madaniyat ommaviy axborot vositalari odatda ikki guruhga bo'linadi:
1)5-20%tabiiy zardoblarni (inson qonidan yoki qoramolning xomilalik ekstraktlaridan ) qo'llashni talab qiluvchi vositalar;
2) ma'lum bir tarkibdag sintetik kimyoviy muhit.
Oziqlantiruvchi muhit tarkibiy qismlarining sifat xususiyatlari
Oziqlantiruvchi vositalarning asosini aminokislotalar, purinlar, oqsillar va nuklein kislotalar sintezida ishtirok etuvchi pirimidinlar aralashmasi tashkil etadi.
Zardob (xomilalik qon zardobi, ot zardobi yoki tozalangan tovuq embrioni ekstrakti), ularning yuqori molekulyar fraktsiyalari (a-, P-globulinlar) hujayralarni zararlanishdan himoya qiladi va DNK sintezini rag'batlantiradi. Ikkinchisining sintezi, shuningdek, o'sish omillari (mitogenlar) - peptid moddalari tomonidan ta'sirlanadi. Glyukoza yoki uning aspartik yoki sut kislotalari bilan birikmasi uglerod va energiya manbai sifatida ishlatiladi. Yog 'va suvda eriydigan vitaminlar mikroorganizmlarning rivojlanishi uchun zarurdir. Mikroorganizmlarning hayotiy faoliyati hujayralar sitoplazmasida va fosfor, kaliy, kaltsiy, magniy, oltingugurt, temir, marganets, sink, mis, molibden va boshqalarni o'z ichiga olgan noorganik birikmalar muhitida bo'lmasdan mikroorganizmlarning hayotiy faoliyati mumkin emas. Mikro va makro elementlar fermentlar tarkibiga kiradi. kerakli osmotik bosim va pH, tampon hajmini (fosfat-bikarbonat tamponlari) ushlab turishda ishtirok etish yoki hujayra sitoplazmasining gidrofilligini tartibga solish. Fosfor eng muhim hujayra birikmalarining bir qismidir - nukleoproteinlar, nuklein kislotalar, polifosfatlar, fosfolipidlar. Oltingugurt birikmalari hujayraning energiya jarayonlarida ishtirok etadi va ko'plab fiziologik faol birikmalar (ba'zi fermentlar va koenzim A ning oqsil va protez guruhlari (-CH)). Oltingugurt bo'lmasa, to'liq protein sintezi mumkin emas, metabolik jarayonlar buziladi. Noorganik sulfatlar odatda oltingugurt manbai bo'lib, shuning uchun oltingugurtni oqsillar yoki vitaminlar tarkibiga kiritish uchun fermentlar (sulfit reduktaz, sulfurilaza, pirofosfataza) yordamida sulfat miqdorini kamaytirish kerak. Oltingugurtni o'z ichiga olgan eng muhim tarkibiy qism aminokislotali sisteindir.
Organizmdagi kaliy, avvalambor, hujayra sitoplazmasining ko'payishiga hissa qo'shadigan ma'lum fermentlarni (amilaza, invertaza) faollashtiruvchi vazifasini bajaradigan katalitik rol o'ynaydi. Kaltsiy ionlari faol kislotalilikni (muhitning pH) tartibga soladi, fosfor kislotasi qoldiqlarini bog'laydigan reagent sifatida ishlaydi. Magniyning asosiy vazifasi normal metabolizm va mikroorganizmlarning ko'payishi uchun zarur bo'lgan fermentlarni faollashtirishdan iborat.
Iz elementlari (temir, mis, rux, marganets, molibden, kobalt va boshqalar) metabolizm va hujayra ichidagi metabolizm jarayonlarida ishtirok etadigan fermentlarning bir qismidir. Iz elementlarining katalitik faolligi metall ionlari organik moddalar molekulalari bilan birlashganda va organomineral komplekslarni (xelatlar) hosil qilganda ko'payadi. Temir kislorodni faollashtiruvchi fermentlarning bir qismi - sitokromlar tizimidir. Mis o'ziga xos oqsillar bilan birgalikda bir qator ferment tizimlarini (polifenol oksidaza, karboksid oksidaza, nitrat reduktaza, aldegid oksidaza va boshqalar) hosil qiladi. Sink, bir qator organizmlarning uglevod, azot, fosfat metabolizmini tartibga soluvchi fosfatazalar, enalazlar, polipeptidazalar, redoks jarayonlarida ishtirok etadi. Marganets ko'plab ferment tizimlarining ajralmas qismidir (karboksilazalar, proteinazalar, fosforilazalar), shuning uchun fosforilazalar fosfor kislotasini adenozin trifosfatidan uzatishda ishtirok etadilar. Kobalt mikroorganizmlar va ayniqsa antibiotiklar metabolizmining turli jihatlariga aniq ta'sir ko'rsatadi.
Ushbu vositada aseptik holatni saqlash uchun antibiotiklarning ozgina konsentratsiyasi mavjud. Sanab o'tilgan tarkibiy qismlar ancha qimmatga tushadi, shuning uchun keng miqyosli ishlab chiqarishda, birinchi navbatda, uglevodlar o'rniga arzonroq kraxmal ishlab chiqaradigan mahsulotlar (shinni, gidrol, makkajo'xori ekstrakti, soya uni, lavlagi xamiri). Oziqlantiruvchi vositalarning ajralmas elementi bu suvdir, u hujayraning elementlari bilan bitta tizimni tashkil qiladi. Suvda erituvchi zarur moddalarning hujayraga kirib borishini va undan metabolik mahsulotlarni olib chiqilishini ta'minlaydi. Hujayralarda suv, shuningdek, uglevodlar, oqsillar va boshqa moddalar bilan birikmalar ko'rinishida bo'lib, hujayra makromolekulalari bilan yaqin aloqada bo'ladi. Organik molekulalarning namlanishi va suvsizlanishi sitoplazmaning kimyoviy tarkibiy qismlarini konversiyalashda eng muhim bosqichdir. Suv gidroliz va kondensatsiya reaktsiyalarida ishtirok etadi, gidrostatik bosim mavjud bo'lganda hujayraning ommaviy tuzilishini saqlab turadi.
Oziqlantiruvchi vositalar uchun maxsus tayyorlangan suvdan foydalaning. Suvni tozalash 4 bosqichdan iborat:
1) prefilterdagi mexanik aralashmalarni olib tashlash (gözenekli shisha, elektrokoagulyatsiya);
2) organik ifloslanishdan tozalash (faollashtirilgan uglerod);
3) ion almashinuvchi qatronlar yordamida deionizatsiya (kation almashtirgichlar, anion o'zgartiruvchilar);
4) g'ovak o'lchamlari 0,22 dan to membrana filtrlarida sterilizatsiya 0,45 mkm.
Termal sterilizatsiya (bosim ostida bug') va sterilizatsiya qiluvchi filtratsiya kulturaviy muhitni sterilizatsiya qilish uchun ishlatiladi. Sterilizatsiya qilinadigan madaniyat muhitining maqsadi bakterial sporalarni yo'q qilishdir. Oziqlantiruvchi vositalarning ko'plab tarkibiy qismlari (vitaminlar, gormonlar va boshqa biologik faol moddalar) haroratning uzoq muddatli ta'siriga juda sezgir, shuning uchun ozuqa muhitini davriy va doimiy termal sterilizatsiya qilish uchun maxsus rejimlar o'rnatildi. Sterilizatsiya filtratsiyasi membran filtri elementlaridan foydalanishni o'z ichiga oladi.
|
| |
