Миркоорганизмдер. ПЦР. Гендік инженерия

АО «АКАДЕМИЯ

ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ»

АВИАЦИОННЫЙ КОЛЛЕДЖ

«АЗАМАТТЫҚ АВИАЦИЯ

АКАДЕМИЯСЫ» АҚ

АВИАЦИЯ КОЛЛЕДЖІ

Сабақтың тақырыбы:

Микроорганизмдерді өндірісте, ауылшаруашылығында,медицинада,

тұрмыста қолданудың

артықшылықтары мен кемшіліктері. Полимеразды тізбекті

реакцияны қолдану. Гендік инженерия

Биология пәнінің оқытушысы

Даулетбеков Даулет Сейпен-Маликұлы

Бүгінгі сабақта

•

Биотехнологияда қолданылатын тірі ағзалардың
артықшылықтары мен кемшіліктерін талқылауды үйренесіздер
полимеразды тізбекті реакция (ПТР) кезеңдерін түсіну;

•

ПТР медицинада, таксономия мен криминалистикадағы
қолданудың маңызын сипаттау;

•

Гендік инженерияның маңызымен таныстыру

Ой қозғау

 Микроорганизмдер туралы сендер не білісіңдер?
 Адам микроорганизмдерді өндірісте қалай қолдана алады?
 Микроорганизмдер ауылшаруашылығында қалай қолданылады?
 Олардың медицинадағы рөлі қандай?
 Адамдар микроорганизмдерді тұрмыста қолданады ма?

Кілт түсініктер:

 Микроорганизмдер
 Антибиотиктер
 Витаминдер
 Биологиялық бақылау
 Биологиялық зақымдану
 Жұқпа
 Нуклеотид
 Кадон

Табиғаттағы микроорганизмдер әлемі

Цианобактериялар

Саңырауқұлақтар

Бір жасушалы жануарлар

Вирустар

Балдырлар

Олардың қатысуымен топырақтарда және
суқоймаларында әртүрлі органикалық заттардың
ыдырауы жүзеге асады.

Микроорганизмдер табиғаттағы заттар мен
энергия айналымын қамтамасыз етеді.

Топырақ құнарлылығы, мұнай, таскөмір,
шымтезек, әктас түзілуі олардың әрекетіне
байланысты жүзеге асады.

Микроорганизмдердің табиғаттағы рөлі

Микроорганизмдердің
көбісі ферментативтік
қызмет атқарады.

Сондықтан
өнеркәсіп және
ауылшаруашылығы
өндірісінде кеңінен
пайдаланылады.

Олар ірімшік, йогурт,
шарап, сыра, қымыз,
айран, май тәрізді
азық-түлік өнімдерін
дайындауда
қолданылатын
сүтқышқылды және
сіркеқышқылды
бактериялар.

Қазіргі кезде жоғарғы сападағы
ашыған сүт өнімдерін өндіруде
пайдаланатын бактериялар мен
саңырауқұлақтардың бірегей
түрлері жасалған.

Олар шіріген
микроорганизмдердің тіршілік
әрекетін баса отырып, өздерінің
қасиеттерін ұзақ уақыт бойы
жоғалтпайды.

Ауыл шаруашылығы жануарларына

арналған жемшөп қоспаларының құрамында

гормондар мен антибиотиктер бар.

Ауыл шаруашылығы жануарларына

арналған жемшөп қоспаларының құрамында

гормондар мен антибиотиктер бар.

Пайдасы-жануар

салмағының

тез

қосылуы,

ауруларға төзімділік.

Зияны – жануарлардың сүйек және бұлшық ет
ұлпаларында

гормондар

мен

антибиотиктердің

жиналуы, одан әрі адамның тамағына түсуі;"сиыр
құтыруы"пайда болуы.

"Тірі" және "өлтірілген" вакциналар өндірісі.

Пайдасы-халық арасында індеттің алдын алу; адам өмірінің сапасын жақсарту.

Зиянды - ағзаның аллергиялық және спецификалық емес реакциялары адам.

Маңызды! Вакцинация кезінде вакциналарды сақтау шарттары (температурасы мен
мерзімі) қатаң сақталуы тиіс; дозаны дұрыс есептеу; вакцинацияланатын адамның
жасы мен денсаулық жағдайын ескеру қажет.

Микроорганизмдер антибиотикалық қасиет
көрсетіп, басқа микробтардың өсуін басып
тастауға немесе мүлдем жойып жіберуге қабілетті
табиғи заттардың продуценттері болып табылады.

Антибиотиктер медицинада,
малшаруашылығында, ауылшаруашылығында,
өндірісте қолданылады.

Топырақ микроорганизмдерінен биологиялық
белсенді заттар- витаминдер, аминқышқылдары,
өсіргіш заттар, ферменттер түзу қабілеті
анықталған.

Микроорганизмдерді пайдалану

 Дербес гендерге тікелей манипуляция (бұрмалау) жүргізу мүмкіндігінің пайда

болуы жаңа селекциялық жұмыс бағытының- гендік инженерияның пайда
болуының негізін қалады.

 Адамға қажетті затты бактерия жасушасына кодтайтын гендерді тасымалдау.

Мысалы, қазіргі кезде инсулинді, интерферонды, өнеркәсіпте өндіру мүмкіндігі бар.

 Гендік инженерия- вакциналар жасау мен өндірудің келешегі бар бірден –бір жолы.
 Ауылшаруашығының қалдықтарын биогаз және этанолға өңдеу үшін

бактерияларды қолданып жаңа энергия қорларын жасауға мүмкіндік береді.

 Металдарды бөліп алу үшін, мұнай қабаттарынан мұнай алуды арттыру үшін

бактериялар пайдаланады.

 Кейбір бактериялардың көмегімен биологиялық бақылауды жүзеге асыруға болады.

Миллиондаған жылдар бойы макроорганизмдер мен
микроорганизмдер өзара бейімделіп, бір- біріне қажет
бола бастады.

Микробтар – адам немесе жануарлар организмінің
қалыпты мекендеушілері, олардың тіршілігінде маңызда
рөл атқарады.

Қалыпты ішек микрофлорасының өкілдері қоректік
заттарды қорытуды аяқтайды. Ішекте тіршілік ететін
көптеген микробтар шіріткіш және ауру тудырушы
бактериялардың антагонистері болып табылады.

Бактериялардың зияны

Бактериялар мен
вирустар жұқпалы

аурулардың

қоздырғыштары болуы

мүмкін.

Тамақ өнімдерінің
бұзылуына әкеледі.

Бұзылған тағам арқылы
организм зақымданады.

Бактериялар көбінесе ғимараттардың,

құбыр желілерінің, металл
құрылымдарының жерасты

бөліктерін бұзады.

Мысалы, мұнай қабаттарынан

мұнайды толық алу мақсатында ол
жерді көршілес батпақты ортаның

суымен толтырады.

Саңырауқұлақтар жіпшумағы
қымбат тұратын оптикалық

аспаптар әйнегінің бетіне түскенде

оның құндылығын жояды.

Балдырлар теңіз кемелерінің

түптеріне жинала отырып, отын

шығынын 10 % арттырады, қозғалыс
жылдамдығын 20-30% төмендетеді.

Егер ДНҚ көшірмесін арттырғымыз келсе, бізге не қажет?

ПТР үдерісі

ПТР үдерісі

Генетикалық

инженерия (гендік инженерия) – гендерді бір ағзадан басқа ағзаға

енгізіп, ДНҚ-дан кейбір гендерді алып тастағаннан кейін жасанды ағзалады өсіре
отырып, рекомбинатты ДНҚ және РНҚ алудың әдістері мен технологиясының
жиынтығы.

ХХ ғасырдың екіншісі жартысында гендік инженерия саласында бірнеше маңызды

жаңалықтар ашылды. Көп жылғы еңбектің арқасында генде «жазылған» биологиялық
ақпаратты «оқуға» мүмкіндік туды. Бұл жұмысты ағылшын биохимигі Фредрик Сингер және
американдық ғалым Уолтер Гилберт (1980 ж Нобель сыйлығын алған) бастаған болатын.

Фредрик Сингер

Уолтер Гилберт

Гендік

инженерияны

кеңінен

қолданылатын

сала-бұл

өндірістік

микробиология.

Мысалы, гендік инженерия көмегімен жануарлардың рационында азық қоспасы ретінде
қолданылатын В2 (рибофлавин) дәруменін синтездейтін микроағзаны алуға болады.

Микробиология

саласында

азықтық

нәруызды

кәдімгі

мұнай

мен

газдың

көмірсутектерінен, ағаш қалдықтарынан алады. 1 т азықтық ашытқыдан 35000 жұмыртқа және
1,5 т тауық етін қосымша алуға болады.

Микробиологиялық тыңайтқыштардың және өсімдіктерді қорғауға арналған заттардың

санын және ауылшаруашылық қалдықтары мен тұрмыстық қалдықтардан метан өндіруді
арттыру генетикалық инженериямен байланысты болып отыр. Суда және топырақта тез
ыдырайтын әртүрлі зиянды заттардан микроағзаларды алып, қоршаған ортаның ластануымен
күресудің тиімді жолдарын арттыруға болады.

Қазірдің

өзінде

инсулин,

өсу

гормоны,

интерферон,

вирусқа

қарсы

қолданылатын көптеген вакциналар клиникалық зерттеулерден өтіп, өндіріліп жатыр.

Гендік инженерияға байланысты малшаруашылығы мен медицина саласында

өзара тығыз байланыс орнады. Сиырға интерферонның генін енгізіп, 1 мл сарысудан 10
млн бірлік интерферон бөліп алуға болады.

Тұқым қуалайтын ауруларды анықтау және олардың алдын алуды зерттеудің

гендік терапия деп аталатын диагностикалық әдістері әзірленуде.

Солтүстік Камбала балығының генін ендіру арқылы қызанақ пен бүлдірген аязға
шыдамды қасиетке ие болса, жылан уының гені жүгеріні зақымдаудан қорғайды.

Гендік модификацияланған ағза (ГМА)

• ГМА алудың негізгі мақсаты

• шикізаттың пайдасын жақсарту – бұл мол өнімдер алу, азықтық

құндылығын, пестицидтерге, зиянды жәндіктерге, ауруға, суық климатқа
төзімділігін және т.б. арттыру.

Гендік модификацияланған ағза (ГМА)

• гендік инженерия әдістерінің көмегімен жасанды түрде генотипі өзгертілген

тірі ағза.

Гендік модификацияланған ағза (ГМА)

ГМО

Гендік

модификацияланған
микроорганизмдер

(ГММ)

Гендік

модификацияланған
Өсімдіктер (ГМӨ)

Гендік

модификацияланған
жануарлар (ГМЖ)

1) Генді химиялық немесе ферментті қолдану жолымен синтездеу;

2) Әртүрлі ағзалардан алынған ДНҚ фрагменттерін бір-бірімен жалғау

(рикомбинантты ДНҚ алу);

3) Бөтен генді жаңа жасушаға векторлық ДНҚ арқылы жеткізу және олардың

қызмет жасауын қамтамасыз ету;

4) Жасушаларға гендерді немесе генетикалық жүйелерді енгізу және бөтен нәруыз

синтездеу;

5) Бөтен генге ие болған жасушаларды таңдап, бөліп алу жолдарын ашу.

ГМА алу жолдары

Гендік инженерия әдісімен алынған
ағзаларды трансгендік деп атайды.

Жер бетінде қоректік өсімдік көп,
бірақ Ғе мен А дәрумені жетіспейді.

ГМА – ның қолдану аясы

Ғылыми мақсатта( ескі

және қайта қалпына

келтіру)

Медицинада
(генотерапия)

Экологияда (экологиялық

таза отын)

Ауыл шаруашылығында

(жаңа түр шығаруда)

ГМО азықтарын пайдаланудың пайдасы

Ұзақ сақталады

Температураға,
ыстыққа, суыққа

төзімді

Жануарлардың

салмағының
қосылуын
тездетеді

Ірі қаралардың

сүтті жақсы беруі

Гербицидтерге
қарсы тұра алу

Вирустар мен
бактерияларға

төтеп бере алады

ГМО азықтарын пайдаланудың зияны

Өте қауіпті аллергиялық

реакциялардың пайда
болуы.Мысалы:АҚШ

адамдар ГМО өнімдерін

еркін

қолданады.Аллергиямен
ауыратындар саны 70%

Трансгенді өнімдерді
пайдалану асқазанның
сілемейлі қабатының

құрылымын бұзады.Зат
алмасудың бұзылып ,

иммунитететің төменде

уіне әкеледі.

Ісік

ауруларының көбейуіне

себеп

болады.Жасушаларды
мутацияға ұшыратады

Табиғи өнімдерді ГМА- дан қалай ажыратамыз?

• ГМ өнімдерді ( жемістер) кескен кезде формасын жоғалтпайды және шырыны болмайды;

• Өнім маркасында АҚШ-тан шыққаны туралы белгі болса, және өнім құрамында соя, жүгері рапс

және т.б болса, ГМА бар деген сөз

• Өнім маркасында «растительный белок» деп тұрса, бұл өнім ГМА – ны құрайды

• Жасанды ашық түспен боялған қораптағы өнімді алмау керек

ГМА тіптен болмауы мүмкін өнімдер:

• Көптеген жеміс-жидектерде: қарбыз, қауын, қызанақ, жүзім,

таңқурай және т.б.

• Табиғи шырындарды
• Суда
• Сүттен жасалған өнімдерде

▪ ПТР дегеніміз не?

▪ ПТР-ге қажетті ингредиенттер?

▪ ПТР-ның қандай кезеңдері бар?

▪ ПТР нәтижесінде не түзілді?

Бекіту сұрақтары

Таныстырылымындағы негізгі ақпараттарды концепт карта түрінде жұмыс дәптерлеріне

түсіріндер.

ПТР кезеңдерінің суреттері

Кезеңдер сипаттамасы

1

А) Көшірме жасалатын белгілі бір ДНҚ
аймағы бөлініп алынады

2

В) Құрамында ДНҚ бөлігі, екі праймер,
нуклеотидтер мен Tag полмераза бар қоспа
ПТР сынауығына салынып, термоциклерде
қыздырылады

3

С) ДНҚ тізбектерін байланыстыратын
сутектік байланыстар бұзылып, жіпшелер
ажырайды

4

D) Қоспа суытылады. Праймерлер тізбек
жіпшелерін праймерлер бекінеді

5

E) ДНҚ-ның жаңа тізбегі синтездеу арқылы
Taq-полимераза праймерлерді ұзартады

ПТР кезерінің суреттері мен сипаттамаларын сәйкестендіріңіз.

ПТР кезеңдерінің суреттері

Кезеңдер сипаттамасы

1

А) Көшірме жасалатын белгілі бір ДНҚ
аймағы бөлініп алынады

2

В) Құрамында ДНҚ бөлігі, екі праймер,
нуклеотидтер мен Tag полмераза бар қоспа
ПТР сынауығына салынып, термоциклерде
қыздырылады

3

С) ДНҚ тізбектерін байланыстыратын
сутектік байланыстар бұзылып, жіпшелер
ажырайды

4

D) Қоспа суытылады. Праймерлер тізбек
жіпшелерін праймерлер бекінеді

5

E) ДНҚ-ның жаңа тізбегі синтездеу арқылы
Taq-полимераза праймерлерді ұзартады

Жауап: 1 А , 2 В, 3 С, 4 Д, 5 Е

Тапсырма.
Микроорганизмдер туралы тұжырымдамалардың
«дұрыс » немесе «бұрыс » екенін «+,- » таңбасы арқылы анықтаңыз.

№

Тұжырымдама

Дұрыс

Бұрыс

1

Барлық микроорганизмдер прокариоттарға
жатады.

2

Микроорганизмдер жаушалық организмдер
болып табылады.

3

Барлық микроорганизмдер ауру тудырушы
болады.

4

Тіршілік үшін қолайсыз жағдайда микробтар
тіршілігін жояды.

5

Тіршілік етуге қолайсыз жағдай туғанда
бактериялар спора түзеді.

6

Шешек,тұмау,гепатит-бактериялардан
туындайтын аурулар.

7

Микроорганизмдер қоректену тәсіліне қарай
гетеротрофтар да, автотрофтар да болып
табылады.

Сабақты бекіту сұрағы.

 Микроорганизмдерге қандай организмдер жатады?
 Микроорганизмдердің табиғаттағы атқаратын рөлі қандай?
 Өнеркәсіп өндірісінде микроорганизмдер қалай

пайдаланылады?

Қорытынды.

Биотехнологияда қолданылатын тірі ағзалардың
артықшылықтары мен кемшіліктерін талқылауды
үйрендеңіздер.