27 Билет

1 Геномика дегеніміз гендердің құрылымын, атқаратын қызметін және генді инвентаризациялап, тірі жәндіктердің геномдық карталарын оқитын ғылым. Алдымен ауруға байланысты гендерді инвентаризациялайды. Геномика ғылымы 1990 жылы қазан айында, «Адам геномы» жобасы туралы қол қойғаннан бастап шықты деп айтуға болады. Бұл жұмыс адам геномын оқып білгеннен басталды. Адамзат үшін болашақта микроорганизмдер геномын анықтау басты мәселелердің бірі болып саналады. аса қауіпті жұқпалы аурулар қоздырғыштарының геномын оқып білгеннен кейін, осылардың негізінде сол ауруларды емдеуге арналған жаңа дәрілік препараттар шығарылады. 1998 жылға дейін микроорганизмдер геномын зерттеу жұмыстары мемлекет тарапынан қаржыландырылып келсе, қазіргі уақытта бұл зерттеулерді жетекші фармацевтикалық фирмалар қаржыландыра бастады.

Адам геномын білу медицина үшін өте маңызды. Кейбір ұрпақтан ұрпаққа берілетін аурулар кезінде гендерде ақаулар (дефект) байқалса, басқа жағдайларда ген экспрессиясының кезектілігі бұзылады. Организмде болып жатқан әрбір ген регуляциясының бұзылуының салдарынан патологиялық процесстер дамиды. Геномика – дефектілі гендер – гендік терапия бір бірімен тығыз байланыста. Қазіргі таңда жаңа дәрілік препараттарды шығару мақсатта жүргізілетін зерттеулерде белгілі бір геннің экспрессиялануын тежейтін олигонуклеотидтерді қолдану маңызды болып отыр.

Геномиканың негізгі кемшіліктері: біз адамдардың барлық геномдарын білеміз, бірақ олар қандай заттарды экспрессиялайды және жасушада қалай жұмыс істейтіндігін білмейміз.

Геномикадан жаңа протеомика ғылымы пайда болды. Протеомика жасушада нақты жұмыс жасап жатқан молекулярлық машиналардың түзген белоктарын инвентаризациялаумен айналысады. Протеомика ғылымының міндеті геномикаға қарағанда әлдеқайда күрделілеу болып келеді. Себебі, адам денесінде 30 000 нан 40 000 ға дейін гендердің болса, протеиндердің саны шамамен 300 000 немесе геннен 10 есе артық екендігі айқындалып отыр. Бұл белоктар бір бірімен әсерлесіп отыратындықтан оларды санау мүмкін емес. Осыдан 10 жыл бұрын адам гендерін инвентаризациялай бастаса, қазір белоктарды инвентаризациялап қана қоймай, олардың кезектілігін және барлық модификацияланған (фосфорильденген, гликолизденген, процессингтелген, т.б.) белоктарды оқып, талдау жасауға мүмкіншілік бар. Қазіргі кезде патологиялық өзгеріске ұшыраған тканьдердегі белоктардың диспропорцияланғандығын анықтауға болады. Протеомикалық талдау жүргізу келесі кезеңдерден тұрады: Бірінші кезең – екі өлшемдік электрофорезде (изоэлектрикалық нүктеде) молекулалық массалары бойынша фракцияларға бөлінеді; Екінші кезең – оларға талдау жасау арқылы патологиялық өзгеріске ұшыраған кейбір тканьдердегі белоктардың ұлғайғанын (онкология), екінші бірінің керісінше азайғанын байқауға болады; Үшінші кезең – спектроскопия көмегімен ондай белоктардың кезектілігін атомдық деңгейде нақты анықтау арқылы олардың молекуласындағы глюкоза, фосфор қышқылының қалдықтарын және белоктарды бөлмей ақ белок қоспаларын анықтауға болады. Протеомиканың басты міндеті базада сақталған информациямен салыстыра отырып, белоктарға талдау жасау, олардың кезектілігін анықтау болып табылады.

Протеомика – бұл белоктар мен олардың тірі организмдегі қарым қатынасын зерттейтін ілім болып табылады. Протеомика саласында жұмыс істейтін ғалымдар протеиндердің түзілуін, олардың декомпозициясын (талдауын), организм ішіндегі алмасуын зерттейді. Сонымен қатар протеиндердің организмде генерацияланғаннан кейінгі модификациялануын да анықтайды. Жиі жағдайда протеиндер аралығындағы өзгерістерді және олардың қарым қатынасын, ауруға шалдыққан организмдегі белоктардың жағдайларын бақылап отырады. Сонымен, протеомика дәрілік заттарды әзірлеу жұмыстарын тездетуге және тез арада пациенттерге жаңа тиімді дәрі-дәрмектерді дер кезінде беруге мүмкіндік береді. Қазіргі кезде нарықтағы фармакологиялық заттардың 95 пайыздан астамы протеиндерге әсер етеді. Сондықтан протеомика протеиндерді идентификациялау, бағалау үшін тиімді пайдалануға және жаңа диагностикалық пен терапевтикалық препараттарды жедел түрде дайындауға көмектеседі.

Протеомиканың маңыздылығын білу үшін мысал ретінде ХХ ғасырдың бас кезінде зерттеушілер инсулин гармонының альтернативті формаларын тауып, қант диабетіне шалдыққан миллиондаған адамдардың өмірін сақтап қалған. Бұған қарамастан бұл заттарды зерттеу жұмыстарының басым бөлігі ХХ ғасырдың екінші жартысынан, яғни гендер мен ДНК молекуласының құрылысын ашқаннан (ДНК қос оралма спираль тәрізді тізбектен тұратындығын) кейін басталды деп айтуға болады. Осы ашқан тамаша жаңалықтары үшін James Watson, Francis Crick және Mauris Wilkins 1962 жылы Нобель силығына ие болды. Гендік зерттеулер мен протеомика бір-біріне комплиментарлы (бірін-бірі толықтырып отыруы) болып келеді. Себебі, ДНК-дан құралған гендер телімді белоктардың өндірілуін анықтап отырады. 1998 жылы Norman G. Anderson «ДНҚ – бұл негізгі нүкте емес: протеиндер жасуша тіршілігінің белсенділігін анықтаса, ал нуклеин қышқылдары белоктар белсенділігін көрсетеді» деп айтқан екен. Басқа сөзбен айтқанда биология протеиндер деңгейінде таралады деген мағынаны білдіреді. Соңғы жылдардағы ең маңызды жетістіктердің бірі, ол адам геномының карталануы. Адам денесінде 30000 нан 40000 ға дейін гендердің болатындығы анықталған. Ал адам денесінде протеиндердің саны шамамен 300 000 немесе геннен 10 есе артық белоктардың бар екендігі айқындалып отыр. Бұл белоктар бір бірімен әсерлесіп, ондай әсерлесулерді санау мүмкін болмай отыр.

Адам геномының реттілігін анықтау үшін белоктарды толыққанды зерттеу қажет. 1980 жылы Norman G. Anderson арнайы құрылған топпен бірге адам организмінің белоктарын жүйелі түрде зерттеп, осы зерттеулерге қажетті аналитикалық әдістерді дамытуға тырысқан болатын. Бұл жүргізілетін зерттеулер өкімет тарапынан қолдау таппауы, қаржыландырылмауы салдарынан және технологиялық деңгейі жағынан кедергілердің болғандығынан тоқтатылған болатын. Ал қазіргі таңда екі жағдайда белоктарды зерттеуге назар аударылуда. Оның біріншісі, геном шифрінің ашылуына байланысты және протеомикалық зерттеу жеделдетіліп отырса, екіншісі, протеомикалық зерттеу жүргізу технологиясы тез дамуда.

Биоинформатика – макромолекулалардың атқаратын қызметі мен құрылымын анықтауға, талдау жүргізуге, генетикалық информацияларды жүйелендіруге қажетті есептеуіш алгоритмдер жиынтығын жаңа дәрілік препараттарды дайындауда пайдаланатын ғылым саласы. Есептеуіш алгоритмдер көмегімен көптеген эксперименттерді жүргізбей ақ олардың нәтижелерін алуға болады. Мысалы: жеке бір генді клондамай ақ белгілі бір компьютерлік бағдарламалар көмегімен гендердің шекараларын анықтай алуға мүмкіншілік бар. Егер, белоктың кезектілігі болған жағдайда, олардың аралық құрылымдары мен функцияларын анықтауға болады. Сонымен қатар, аралық модельдердің негізінде белгілі бір дәрі-дәрмектерді әзірлеуге мүмкіншілік береді. Бұл ғылым саласы келешекте дәрілердің әсерлеріне бағытталған он мыңдаған жаңа мишеньдерді беретін, гендердің қызметін алдын ала анықтай алатын және белоктардың кезектілігін шеше алатын мүмкіншілігі бар. Пайда болған жаңа ДНК – белокты базада жинақталған көрсеткіштермен салыстыра отырып, оның кезектілігін анықтай алады.

2 Эмбриондарды көшіріп қондыру және сақтау. Қазіргі кезде эмбриондарды ұзақ және тиімді сақтау әдістерінің бірі тереңдік қатыру (криоконсервілеу). Бұл әдіс эмбриондарды алыс жерге тасымалдауға бір мезетте егіздердің санын жоғарылатуға мүмкіндік береді. J. Ozil (1983) эмбриондарды тереңдік қатыру үшін бластоцид сатысындағы 8 тәуліктік эмбриондарды қолдану қажеттігін баяндаған.

Ал 1983 жылы американдық ғалым H. Lehn-Jensen эмбриондарды тереңдік қатыру бойынша зерттеу жұмыстарын жүргізген. Ажыратылған 6-5 тәуліктік эмбриондарды екіге бөліп, ал олардың бөлшектерін агарлы цилиндрге салып, кейіннен тірі қойдың лигерленген жұмыртқа түтігіне ауыстырған. 24-48 сағаттан кейін эмбрион бөлшектерін ажыратып, содан соң моруланың тығыздалған даму кезіндегі немесе ерте бластоцид сатысындағы эмбриондарды 10% глицерин қосылған фосфатты тұз ерітіндісінде қатырады. Фосфатты тұз ерітіндісіндегі глицериннің концентрациясын әр 10 мин. сайын жоғарылатып отырған (3,3%-тен 10% дейін). Ал эмбриондары бар агар бөлшектерін 0,3 мл қатырғыш ортасы бар маркирленген пайеттерге салады.

Бастапқыда қатыру режимінің жылдамдығы 1⁰С/мин -6⁰С өткізілсе, ал кристалданғаннан кейін жылдамдығы 0,3⁰С/мин ауыстырылса, ал қатыру 35⁰С дейін жоғарылатылды. Содан кейін пайеттерді Дьюар ыдысындағы сұйық азотқа салады. Пайеттерді жібіту үрдісі су моншасында қыздырылу арқылы іске асырылған. Ал фосфатты тұз ерітіндісіндегі глицерин концентрациясын арасына 10 мин салып 4 рет шаю арқылы төмендеткен. Барлығы 37 эмбрион қатырылып, оның ішінде 26-сы, яғни 70% өміршеңдігін сақтап қалған. Хирургиялық жолмен трансплантацияланған 18 эмбрионның 11-нен тірі бұзау алынып, соның ішінде 4 сыңарынан бір жұмыртқалы егіздер шыққан.

L. Piccard et al (1984) агарлы пластиналарды қолдану арқылы қатырылған және ерітілген эмбрион бөлшектерін өсіру үшін тәжірибе жұмыстарын жүргізген. 29 эмбрионның 14 агарлы цилиндрде қатырған. Жібітуден кейін 70 % эмбрион бөлшектері 24 күндік өсіруден кейін ары қарай дамуын жалғастырған. Ал агар цилиндрлері қолданылмай қатырылған эмбриондардың ішінен тек қана 6 % өміршеңдіктерін сақтап қалған. Авторлар жүргізген зерттеулерін қорытындылай келе эмбриондарды ұзақ мерзімде сақтау үшін агарлы цилиндрлерді қолдану әдісінің тиімділігі жоғары болатындығына көз жеткізген.

Эмбриондарды көшіру тиімділігі зиготаларды сақтау жағдайына тікелей байланысты. Эмбриондарды консервациялаудың болашағы бар әдісіне терең мұздатуды жатқызуға болады (-196°С-да сұйық азотта криоконсервациялау).

Терең мұздатылған эмбриондарды ұзақ уақыт сақтаудың бірқатар артықшылықтары бар:

• үлкен табындар мен реципиент топтарын ұстау қажеттілігі туындамайды, өйткені донордан алу мерзіміне қарамай-ақ кез келген уақытта көшіру жасалына алады, бүл көшіру рентабелділікті жоғарылатады.

• криоконсервация генетикалық бағалы жануарлардан эмбрион банктарын құруға, сонымен қатар сирек, құрып бара жатқан тұқымдардың гендік қорын сақтауға, эмбриондарды әлемнің кез-келген еліне жеткізуге мүмкіндік береді.

Саулық донордан эмбрионды 4-5 күндері хирургиялық әдіспен алады. Операция алдында саулықты 24 сағат аш ұстайды. Малды арнайы столға шалқасынан жатқызып байлап бекітеді, операция алаңын дайындап болған соң желінінің алдынан 2-3 см. жоғары алып қалдырып құрсақты дәл ортасындағы ақ қарын сызығының бойымен 5-3 см. етіп тіледі. Орындаушы саусақтарымен жатырды тауып алып, оны терінің сыртына тартып шығарады, содан соң жатыр тармағына шприц арқылы Дюльбек сұйығын жібереді, ал ұрық жолына салынған капсула арқылы ағып шыққан сүйықты эмбрионмен бірге көлемі І40-150 мл шыны цилиндрге жинап алады. (Ж. Өтемісов, Қ.Қасымов, әдісі бойынша, 1991ж.)

Эмбриондарды тасымалдау әдістерін қолданғаннан бері, олардыалып қондыру аралығында сақтаудың пайымды жолдары ізделуде. Өндірістік жағдайда эмбриондарды таң кезінде алса кешкілікке дейін тасымалдап қондырады. Осы аралықта эмбриондарды сақтау үшін құрамына ірі қара мал сары суы қосылған бірнеше түрлі фосфатты буферлер қолданып үй температурасында, не болмаса 37°С сақтауға болады.

Ірі қара мал эмбриондарын, 24 сағат бойы ұрықтану белсенділігін төмендетпей өсіруге болады. Шошқа эмбриондарының, осы 24 сағат ішінде белсенділігін жоймай жақсы жанданғаны байқалған.Эмбриондардың тіршілік қабілетін әлде қайда жоғарлатуға болады егерде қоршаған орта температурасын төмендеткен жағдайда, ал эмбриондардың температуралық сезімталдығы әр малда әр түрлі әсіресе шошқа ұрықтарының.Осы күнге дейін ірі қара мал мен шошқа эмбриондарының алғаш даму сатысында, тіршілік қабілетін 10-15°С-ден төмендетіп сақтау мүмкін болмай тұр (С. Полдж, 1982).

Қой ұрықтары бірінші не екінші жасушалық кезеңдерден бастап бластоциттерге айналғанға дейінгі мерзімде, жалпы, қай кезеңде болсын 0°С бастап салқындатуды жақсы көтереді. Ұрықтарды, сақтау температурасы 37°С., 10°С., не болмаса 0°С төмендесе, ұрықтың даму үрдісі баяулап тек 5-6 тәулік аралығында сақтауға болады.Ұрықты ұзақ мезгіл сақтау үшін олардың даму үрдісімен қатар, алмасу үрдістерінде толығынан тежеу не болмаса тоқтатқан жөн. Ұрықтардың бұл күйі температура -195°С не болмаса одан да жоғары болу керек.

Соңғы жылдар бойы жасалып жатқан эксперименттер нәтижесінде ірі қара мал ұрықтарын салқындату мен қайта еріту жылдамдығының оптимальды қатынасы анықталды. Егерде ұрықтарды (–50°С-ден төмен) саябыр (мин/1°С.) салқындатып сұйық азотқа салатын болса, еріту жылдамдығы да баяу өткені қажет (мин/25°С. не оданда баяу). Жылдам еріген кезде мұндай ұрықтар жылдам бұзылып, тіршілік қабілетін жояды. Ұрықтарды керісінше, азотқа салар алдында, баяу (мин/1°С.) мұздатып қатыратын болса (-25 и 40°С), онда жылдам ерітуге болады (мин/300°С). Осы кезде, су қалдығы азотқа салғаннан бастап қатып, шыны тәрізді күйге ауысады – транформациялады (С. Вилладсен, 1980). Бұл факторлардың анықталуы ірі қара мал ұрықтарын мұздатып қатыру және жылдам ерітуге жол ашты. Ұрықтарды шәует тәрізді, көшіріп - қондыру алдында, 35°С жылы суда - 20 с. ішінде, арнайы құралдар қолданбай ақ ерітіп алып трансплантациалауға болады.

Арнайы паеттерде мұздатылып қатырылған ұрықтарды, сол пакет ішінде бір ретте ерітіп, араластыруға болады. Мұздатылып қатырылған ұрықтарды криопротектор ерітіндісінен алып, құрамында сахарозасы бар, гипертоникалық ерітінді ортасына салады, осы кезде криопротектор қалдықтары жасушаның осмостық теңдігін бұзбай (глицеринің 0,02 мл 1,5 М) бірте-бірте ұрықтан шығарылады.

Өндірісте, малды 0,02мл.көлемінде ұрықтандыру үшін, ұрықтарды 0,25 миллилитірлік пасталарға орналастырады. Арнайы ауа көпіршіктері арқылы паетті үш камераға бөледі: біріншісінде - криопротектор ерітіндісі; екіншісінде - криопротектор ерітіндісіндегіұрық; үшіншісінде - ерітінді (1,08 М сахароза ерітіндісі). Мұздатып қатырып соңында еріткен кезде пает құрамын сілкіп араластырады да реципиент организміне ұрықты хирургиялық қатынассыз ақ күнделікті малды қолдан ұрықтандыру тәрізді алмастырып көшіруге - трансплантациялауға болады.

Тұнғыш рет 1974 жылы С.Вилладсен және т.б., қой ұрықтарын мұздатып қатырып соңында еріту әдістерін ашқан. Ұрықтарды баяу салқындатып (мин. 0,3-2,0°С), баяу еріту арқылы (мин. 4-25°С.). Криопротектор ретінде диметилсульфоксид-ДМСО қолданылған. Алғаш құлын, овуляцияның алтыншы күнінің 11 мұздатылып қатырылып соңында ерітілген ұрықтардан алынған.

Сонымен, ірі қара мал,қой ешкі, жылқы ұрықтары морула мен бластоциста кезеңінде мұздатып қатырылуы кең диапазонында болады - (196°С). Шошқа ұрықтары ешқандай диапазонда мұздатып қатыруға келмейді.

Сүт қоректілер ұрықтарын мұздатып қатыру кезеңінде, ұрық тіршілік қабілетін сақтап қалуда пеллюцид аймағы айтарлықтай рөл атқарады. Қоршаған ортада мұз кристалдарының пайда болуынан, сұйықтықтың осмостық қысымы жоғарлап, соңында тұздары ұрық ішіне кіруінен кейін, суы шығып теңеседі.

Био үлгілерді баяу мұздатып қатыру не еріту кезінде, жасушада өтетін процесстер болса бір қалыпта, бұзылмай өтеді, жасуша өз тіршілік қабілетін сақтайды.

Ауыл шаруашылық малдарының ұрықтарын төмен температурада сақтап консервілеу, көп реципиент малдар басын бақпай, бірнеше жылдар бойы өнімділігі жоғары, сапалы мал генофондтарын сақтап қалуға, ұрықтарды экспорттауға не импорттауға мүмкіншілік береді.

Осы криоконсервациалау әдістері арқылы болашақта адам мал организмдеріне қажетті жасушалар түрлерін (шәует, эритроциттер, лимфоциттер мен алуан түрлі өсінді жасушалар типтерін) өсіріп, керек болса ұзақ мезгілде сұйықтарда сақтай алады.

Ұрықтарды мұздатып қатырып сақтап кейіннен еріту кезінде бір есте сақтайтын ерекше жағдай, ұрықты салқындату жылдамдығы, бұл көрсеткіш көп жасушаларға минутына 1°С құрайды.

Ұрықты мұздату механизмі. Ұрықтарды температураны төмендетіп салқындатып мұздату кезінде алдымен, жасушаны қоршаған ортада мұз түзіледі. Температураны төмендеткен сайын экзоцеллюлярлы мұз мөлшері жоғарлай бастайды да қалдық ерітіндідегі тұз концентрациясы да жоғарлап отырады. Бұл кезеңде осмостық реакция арқылы жасушадан қоршаған ортаға су бөлініп өтіп теңдесу қалыптасады.

Жасушаны баяу мұздатқан жағдайда температура төмендеген сайын оның бойынан су қоршаған ортаға шыға бастайды да осмостық қысым экзоцеллюлярлы ерітінді күйіне теңдескен кезде тоқтап ерітінді ұрығымен бірге мұздап қатады. Жасушаны жылдам мұздатып қатырған кезде, жүйе осмостық қысым деңгейін реттей алмағандықтан жасуша құрамы салқындап, оның ішіндегі су кристалданып қалады. Мұздың осы ретте эндоцеллюлярлы түріне айналуы, ұрықтың өлу себептерінің бірі болып саналады.

Жасушалар мен ұлпаларды мұздатып қатырудың мақсаты – олардың метаболитті (тіршілік) үрдісін ішкі құрылымын зақымдамай сақтап қалып,қайта қалпына келу күйде тоқтату.

Өндірісте ірі қара малдардың ұрығын үш кезеңде үй температурасында 0,5 M и 1,0М диметилсульфоксид (ДМСО) ерітінділерінде 10 минуттан, жеке-жеке, ал 1,5 М ерітіндісінде 20 мин, қанықтырылған соң, күрт жылдам - 6°С дейін, жылдамдығы минутына 1 °С-та салқындатылып, одан әрі -36°С жылдамдығы 0,3°С және минутына 0,1°С -60°С, мұздатылған соң, био объектіні сұйық азотқа салып ұзақ мезгілде сақтайды.

Мұздатылған ұрықты еріту механизмі. Ұрықтарды еріту кезінде жасуша бетімен, қоршаған орта шекарасында концентрациялық градиент түзіліп, босаған су жасушаның ішіне ығысады.

Ұрықты жылдам және баяу еріткен кезде іштегі мұз кристалдары еріп жасушаға теріс әсерін тигізеді.Осыған орай, ғалымдардың тұжырымы бойынша жылдамдығы минутына 0,3 °С та -35°С дейін екі сатыда мұздатқан соң ампулаларды сұйық азотқа салған өте пайымды деп есептелуде.

Эмбриондарды мұздатып қатыруға дайындау реті. Эмбриондарды қысқа мерзімде сақтау үшін арнайы қоспалары бар Дюльбекконың фосфатты- тұз ерітіндісін қолданады. Эмбриондармен жұмыс жасауға ыңғайлы болған соң, жақсы жуылып,кептіріліп залалсыздандырылған арнайы сағатты шынылар алады. Ерітінді буланып, құрғап кетпесін деп Петри шыныларының түбіне сумен ылғалдандырылған сүзгіш қағаз салады да оның бетіне 3-5 мл ерітінді құйылған шыныны орнатады.

Іріктеліп,бағаланып алынған мұздатылуға қатырылуға келіп түскен эмбриондарды Дюльбекконың фосфатты-тұз ерітіндісі негізінде жасалған диметилсульфоксид (СН2)SО4 (ДМСО) ерітіндісінде сақтайды. Ерітінділер 4 сатыда, әр түрлі - 0,25М; 0,5М; 1.0М; 1,5М дәрежелерінде араластырылған болып дайындалады. Мұздатып қатыру алдында эквилибрация өткізеді, бұл процесс бір сатыдан келесісіне жоғарлау арқылы, ал еріткен кезде, жоғары сатыдан төмен қарай өткізіледі. Әр бір ерітіндіде эмбриондарды 5 минуттан, ал соңғы ерітіндіде 15 минут ұстайды. Эквилибрация сатысынан кейін эмбриондарды салқындататын қондырғыларға салып қажетті режимде мұздатып қатырады. Мұздатып қатыру кезінде эмбриондарды 30 минут 10 % глицерин ерітіндісінде ұстаған кезде жақсы нәтиже бере алғаны анықталған.

Эмбриондарды арнайы ерітінділер құйылған, көлемі 50x60 мм пробиркаларға орналастырып, фольга қағазымен орап жауып салқындатады, не болмаса жалпы көлемі 02-03 мл ампулаларға құйып аузын балқытып жауып, салқындататын машинаға салады.

Эмбриондарды арнайы жіңішке, көлемі 4x125 мм түтіктерге (соломинка) салып қатырады, не болмаса көлемі 50x5 мм, фольга қағазымен оралып жабылған пробиркалар қолданады. Әрбір пробиркаға екі эмбрионнан артық орналастыруға болмайды, себебі бір реципиентке екі эмбрион салу керек.

Дюльбекко ортасын даярлау реті. Тұзды ерітінді даярлау үшін үш дистилденген су алынады, оған келесі ретте құрамына кіретін химиялық таза реагенттер ерітіледі: хлорлы натрий (NaCl) 8 г, хлорлы калий (КCl) 0,20 г сусыз ауыстырылған күкірт қышқылды натрий (Na2 НРО4) 1,15 г, күкірт қышқылды калий (КН2РО4) 0,20 г, құрамына судың 6 молекуласы кіретін хлорлы магний (МgCl 2 ×6 Н2О) 0,10 г, хлорлы кальций (СаCl) 0,10 г, натрий пируваты 0,036 г, глюкоза 1,00 г ерітіндіге әрбір реагентті белгілі ретте қосып отырады. Ерітінді көлемін рН -7,2-7,3 тең 1 литрге дейін жеткізеді. Ерітіндінің осмостық қысымы 290 миллиосмоль. Дайын ерітіндіні стерильді пластинкалардан сүзіп өткізу арқылы залалсыздандырады, мысалға ЕКС -2 Зейтц фильтрлері (ФРГ). Ерітіндіні үй температурасында сақтайды.

Эмбриондармен жұмыс істер алдында ерітіндіге келесі компоненттер қосады: ірі қара мал қан сарысуының альбумині (леофильденген)- 4 мг/мл, пеницилиннің натрий тұзы – 100 МЕ/мл.

Эмбриондарды реципиентке көшіру.Эмбрионды операциясыз да, операция жасап та қондыруға болады. Сиырларға қазіргі таңда барлық елдерде эмбрионды операциясыз қондыру кеңінен тараған. Ол малды қолдан ұрықтандырудың ректоцервикальді әдісіне негізделген. Ол үшін «Нойштадт» (ФРГ), «Кассу» (Франция) катетрі қолданылады. Катетердің ішіне эмбрион орналасқан арнайы микро түтікше салынады. Түтікшенің диаметрі -1 мм, көлемі-0,25 мл.

Реципиентті де донорды дайындағандай ретте дайындайды, мал күшенбеу үшін және катетерді жатыр тармағына енгізуді жеңілдету үшін 10-15 минут бұрын сакральді жансыздандыру - анестезия жасайды.

Ректоцервикальді әдіспен катетерді қынаптың үстіңгі қабырғасымен жатыр мойнына, одан ары жатыр тармағына тереңдетіп енгізе береді. Катетер жатыр тармағының ұшына жеткен кезде катетердің стилетін итеріп шығару арқылы түтікшенің ішіндегі эмбрионды жатыр ішіне түсіреді. Эмбрионның жатырға телініп, әрі қарай өсіп — дамуы әзірше 50 пайыздан аспайды.

Жатырдың кілегей қабығы аздап қана жарақаттанатын, қан шығатын болса, ол эмбрионның телініп, өсіп - дамуына ешқандай үміт жоқ екендігін білдіреді. Эмбрионды көшіріп қондырғаннан кейін 2-ай өткен соң буаздықты тік ішек арқылы қол салып анықтайды.

3 Ашытқы клеткалары – бұл бір клеткалы саңырауқұлақтар, 3 класқа бөлінеді: Ascomycetes, Basidiomycetes, Deiteromycetes.

- Аскомицеттер мицелий түзбейтін, клетка пішіні сопақша келген, диаметрі 3-15 мкм-ге жететін ашытқылар. Аскомицеттер бинарлы бөлінеді немесе аскоспорлар түзу арқылы жынысты жолмен (споралар арнайы клетка ішінде – дорбада немесе асқыда) бүршіктеніп көбейеді.

Биотехнологияның гендік инженерия саласында тәжірибелік жұмыстарға наубайханалық ашытқыларын көп қолданады – Saccharomyces cerevisiae. Ашытқының глюкозаны этанол мен көмір қышқыл газына айналдыру қасиетін пайдаланып, бұрыннан шарап өндірісінде, наубайханалық өнеркәсібінде қолданады. S.cerevisiae ашытқысының биохимиясы, физиологиясы зерттелген, барлық хромосома жинағындағы толық нуклеотидтік реті анықталған, зертханалық және өндірістік жағдайларда өсіру женіл, қоректік субстратты қажет етпейтін күшті промоторлары бар, трансляциядан кейін модификациясы бар ашытқы сонымен қатар, GRAS – “generally recognized as safe” тізіміне енген, яғни қауіпсіз деп танылған организмдер. Saccharomyces ақуызға бай биомассаны алуға қолданады.

- Базидомицеттер ашытқылар, базидиалы типті жынысты құрылым түзеді (базидиоспоралар). Базидиомицеттер арасынан өндірістік штамдар жоқ.

- дейтромицеттер ашытқы тәрізді саңырауқұлақтар, бүршіктеніп көбейеді, ұштарында хламидоспоралары бар псевдомицелий түзеді (жіпше созылатын өспелі құтышалардан клеткалар бүршіктенеді). Нағыз ашытқыларда псевдомицелий және хламидоспоралары жоқ, тек аскоспора түзеді.

Candida utilis, C.arborea – биотехнологияда ақуызды биомасса алу үшін қолданады; Torula spp. – сүт қышқылды ашытуда; Rhodotorula – тағам өнімдерін бұзады; Trichoderma cutaneus – ағынды суларды тазартуға қолданады; C.albicans – адамдарда кандидоз ауруын тудырады.

Candida туыстығына жататын ашытқылар тері өндеу зауыттарында және қағаз-целлюлозалық өнеркәсіп орындарында түзілетін сульфитті ағынды суларда өседі. Олардың ішінде уыттарды, фенолдарды тотықтыратын штамдары бар.

Спирттік ашыту. Өндірістік масштабта этанол химиялық, фармацевтикалық және тағамдық өнеркәсіптерді қолданылады., биоотын ретінде энергетикалық ресурс тұрғыдан да маңызды.

Тағамдық саласында спирттік ашыту процессі шарап жасау, сыра дайындау, этанол өндіру, нан пісіру негізіне жатады.

Спирттік ашу технологиясында ашытқының таза дақылы Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces vini, Saccharomyces cerevisiae var ellipsoids бактериялар Zimomonas mobilis сонымен қатар, Sacrina ventriculi, Erwinia amylovora және басқалар.

Saccharomyces cerevisiae-нің төменгі және жоғарғы ашыту рассаларын ажыратады. Төменгі ажырату рассасына көптеген шарап және сыра ашытқылары жатады., ал жоғарғы ашыту рассассына – спирттік, наубайханалық және кейбір сыра ашытқылары жатады. Төменгі ашытқылар 6-10⁰С активті, ал жоғарғылары 14-25⁰С температураға бейімделген. Ашытқылар қышқыл ортада (рН 4-6) жақсы дамиды және активтігін 10-15% спирт ерітіндісінде сақтайды. Жоғарғы ашытқылар ашыту процессі кезінде жоғары мөлшерде көбік түзеді, СО₂ бөлінеді, ашытқы массасы өзі көпірген сұйықтықтың үстіне шығады. Төменгі ашытқылардың қатысуы арқылы ашыту процессі бірқалыпты жүреді, ашытқы клеткасының массасы ыдыстың төменгі жағында қалады.

Zimomonas spp. – грам оң таяқшалар, бұлар этанол концентрациясына төзімді, температуралық режимі 35-37⁰С, алғашқы рет агава шырынынан дайындалған алгольдік сусын пулькадан бөлініп алынады, олар сонымен қатар пальма шырынында, қант қамысы шырынында табылған. Олар глюкозаны этанолға ашытқылардан да жылдам айналдырады, аздаған биомассасы бар, ашыту процессі кезінде аз мөлшерде сірке су және сүт қышқылдары пайда болады.

Klyveromyces flagilis ашытқыларын сүт сарысуындағы лактозаны ашыту арқылы спирт алу кезінде қолданылады. Глюкозаның этанолға айналуының 3 жолы белгілі:

А – кетокластикалық (сүт қышқыл бактериялары),

В – фосфорокластикалық (клостридалар, сарциналар),

С – декарбоксикластикалық (ашытқылар)

Ашытқыларға тәуелді спирттік ашыту Эмбеден-Мейергроф-Парнас жолымен өтеді:

А) CH₃COCOOH CH₃COH+ СО₂

<) CH₃COH + 2Н⁺ + 2е CH₃CH₂ OH

Мұнда пируват аэробты тыныс алу сияқты ацетил СоА-ға айналмайды, бірақ пируватдекарбоксилаза көмегімен (негізгі фермент) ацетальдегидке дейін декарбоксилденеді. Ацетальдегид алкогольдегидрогеназа арқылы этанолға дейін тотықсыздандырылады.

Спирт түзілуінің кезеңдері:

4. Алдын ала ферментацияға дайындау, шикізатты өндеу (субстрат). Өндірістік ашытқылар (бактериялар) штамдарының таза дақылын өсіріп-көбейтіп алу;

5. Биореакторда шикізаттың ферментациясы;

6. Этанолдың дистилляциясы.

1) Ашытқылар үшін көмірсутегінің негізгі алу көздеріне гексозалар, крахмал, инулин жатады: ал азот көздері – аммоний тұздары, мочевина, аминқышықылдар, ірі емес пептидтер, кейде – нитрат және нитриттер болады.

Ферментация процессінде қолданылатын шикізат үш типке бөлінеді:

- қантты, оны тура ашытуға болады (қант және крахмалдың өндірістегі қалдықтары – меласса, қант құрағы және қызылшаның шырыны);

- крахмалды, алдын ала өндеуді қажет етеді; қышқылдық немесе ферментативтік гидролизге ұшыратады (арпа, бидай суслосы, жүгері сиробы, күріш, қара бидай, сұлы). Ашытқыларда амилаза болмағандықтан ферментативтік гидролиз үшін бактериялық және мицелиалы амилаза пайдаланылады.

- қағаз-картон өнеркәсібінің қалдықтары, картоптық мезга, дәнді астықтардың сабаны, жүгері собығы.

2) Периодтық ферментация 48-72 сағат жүреді.. ферментация процессінің басында алдымен ашытқы биомассасын жинау үшін аэробты жағдай жасайды, осыдан кейін аэрацияны тоқтатады..

Оттегі кірген соң ашытқылар көмірсуды тотықтыра бастайды, яғни ашыту процесінен аэробты тыныс алу процесіне ауысады. Аэробты жағдайда пирожүзім қышқылынан ацетил СоА, үшкарбон қышқылдар циклы арқылы субстраттың СО₂ мен Н₂ О дейін толық тотығуы жүреді, бұл ашытқылар үшін энергетикалық тиімді, олар жақсы өседі, биомасса көп жиналады; үш карбон қышқылдар циклі барысында клетка синтезі үшін қажетті метаболиттер көп түзіледі.

Анаэробты жағдайға ауыстырғанда этанол 3-4 есе артады, өйткені тыныс алу мен субстратты фосфолирленуі арасында еркін АТР талас тоқтайды; гликолиз жолына энергия мен шикізаттың көп мөлшері қажет.

Ашыту процессі аяқталған уақытта этил спирті 14-16% мөлшерде жиналып, ашытқылардың әрі қарай көбеюін тежейді.

3) Дистилляция – ұшпа компоненттердің сұйық және қатты бөлшектерден ажыратылуы, дистилятта этанолдың салмағы концентрлеу және ректификация бойынша 30-96% дейін болады.

Этанолдың суға қарағанда қайнау температурасы төмен, буда этанол концентрациясы суға қарағанда жоғары. Мысалы, егер де су ерітіндісінде этанол 10% болса, будағы салмағы – 50% тен, яғни дистиллят этанолмен қатты байытылған. Максималдық дистилляция 78,2⁰С температурада болады және салмағы 96% тең, жоғары болмайды.

4 Тірі организмдердің негізін құрайтын белоктардың маңызды ролін Ф. Энгельс: «Тіршілік-белокты денелердің тіршілік ету әдісі»-деп көрсеткен болатын. Белок – организмдегі заттардың ең күрделісі, ал оның элементтік құрамы айтарлықтай қарапайым болып келеді. Онда 51-53% көміртегі, 16-18% азот, 7% сутегі, 21-23% оттегі, 0,7-1,3% күкірт болады. Кейбір белоктарда бұған қосымша фосфор да кездеседі. Үрмебұршақ, соя, күнбағыстың тұқымында белоктың мөлшері едәуір көп болады. Бұл өсімдіктер тұқымының үгілген массасын сумен, тұзды, спиртті және әлсіз сілтілі ерітінділермен тұндыру жолымен олардан белокты бөліп алу қиын емес. Күшті қышқылдармен және сілтілермен бірге қайнатқан кезде, сондай-ақ ферменттердің әсерімен белок амин қышқылдарының қоспасына ыдырайды.

Амин қышқылдары

Амин қышқылдары өсімдікте кетон қышқылдарын тікелей аминдеу немесе қайта аминдеу деп аталатын екі негізгі реакция арқылы синтезделеді. Олардың құрамында карбоксил тобынан басқа, амин тобы да болады. Амин қышқылдарының тірі организмдер үшін физиологиялық маңызы бар екі қасиетіне назар аударайық. Оның бірі амфолиттік, екіншісі оптикалық активтік. Сулы ерітінділерде амин қышқылдарының СООН және NH2 тобы ортадағы реакцияға қарай диссоциацияланады. Мысалы, сілтілі ортада амин қышқылының карбоксил тобы диссоциацияланғанда минус заряд, қышқыл ортада NH2 тобы диссоциацияланғанда плюс заряд пайда болады. Сөйтіп, амин қышқылы ортадағы реакцияға байланысты бірде қышқыл, бірде сілті ретінде қызмет атқарып, амфолиттік қасиет көрсетеді. Бейтарап ортада олар қос зарядты цвиттерион түрінде болады. Амин қышқылдарына оптикалық активтік тән. Олардың ерітіндісі арқылы полярланған сәулені өткізгенде сәуленің поляризация бағыты өзгереді. Оптикалық активтік кеңістіктік изомерияға, яғни хиралды көміртегі жағдайында атомдар тобының әркелкі орналасуына байланысты. Мысалы аланин амин қышқылы екі түрлі болып кездесуі мүмкін. Өсімдік клеткасынан 150-ден астам амин қышқылдары табылған. Олардың көбі фотосинтез кезінде немесе топырақтан азотты қабылдау кезінде, жалпы метаболизм процесінде түзіледі. Адам организміне қажетті амин кышқылдары азықпен бірге қабылданады. Олардың ішінде валин, лейцин, изолейцин, метионии, треонин, фенилаланин, лизин, аргинин, гистидин және триптофан ерекше қажет. Азық-түліктің құрамында осы амин қышқылдарының болуы азық-түліктің қоректік құндылығын арттыра түседі. Олар міндетті түрде қабылданатын амин қышқылдары деп аталады.[3] Бүйірлік радикалдарының құрылысына байланысты барлық амин қышқылдары 4 класқа бөлінеді. I класка гидрофобты амин қышқылдары аланин, лейцин, изолейцин, валин, пролин, фенилаланин, триптофан, метионин жатады.II класқа поляризацияланған, электр заряды жоқ амин қышқылдары серин, треонин, тирозин, цистеин жатады. Бұл амин қышқылдары сумен Н-байланыс түзуге қабілетті. IIIкласқа плюс зарядты лизин, аргинин, гистидин амин кышқылдары жатады. IV класс минус зарядты аспарагин және глутамин амин қышқылдарын біріктіреді. Олар рһ бейтарап аймақта тұрғанда теріс зарядқа ие болады. Өсімдіктерде амин қышқылдары кең таралған. Ал белоктардың құрамына 20—22 амин қышқылы кіреді. Белок молекуласының конформациясы амин қышқылдарының бүйірлік радикалдарына байланысты. Белок молекуласының құрылымы.

Белок химиясының тарихы, бәлкім 1745 ж. “Белок ғылым және өнер институтының комментарийларында (хабарла-маларында)” итальяндық Я. Беккаридің жарияланған жұмысымен басталған бо-лар. Бидай ұнынан бұрын белгісіз зат алғанын ғалым осы еңбегінде хабарлаған. Бидайдан алынған клейковина ұқсас болған. Осылайша алғашқы белок препараты дайындалған. Сөйтіп, белоктық заттарды зерттеудің ұзында және өте қиын тарихы басталды. Ғалымдар ең қарапайым белок – инсулиннің молекуласының құрылысын ашқанша 200 жылдан артық уақыт өтеді. Осы мезгіл бойы белок құрамы, оның ұйымдасу жөнінде ондаған болжамдар ұсынылып және олар бекерге шығарылған. Барлық болжамдар ғылыми мұрағаттарда жайлы орын тапқан. Әйтеуір, 1945 ж. көптеген зерттеушілердің күшімен белок молекулаларының бір ұзын тізбекке жалғанған амин кышқылдарынан тұратыны анықталды. Белок молекуласын түзетін амин қышқылдары көп емес – барлығы 20. Ал қараңыздар, белоктар молекуласы амин қышқылдарының кезектесіп орналасу бір ізділігімен ерекшеленеді. Мысалы, бір белокта валиннен кейін триптофан келеді. Олардың орнын ауыстыру арқылы басқа қасиеті бар жаңа молекула алуға болады. Айталық, егер біріншісі организмде маңызды қызмет атқарса, екіншісі мүлде қажетсіз болуы мүмкін. Ал енді математикаға оралайық. Егер біз белок молекуласын әрдайым жаңадан 20 амин қышқылынан құрастырсақ, төрт амин қышқылынан тұратын пептид 20-20-20-20= 160000 әртүрлі тізбек, ал амин қышқылының п санынан – 20″ тізбек береді. Сөйтіп, орташа ұзындығы 300-ге таяу амин қышқылынан тұратын 10390 әртүрлі белок болуы мүмкін. Ал жиырма амин қышқылынан тұратын молекула “нағыз” белок молекулаларымен салыстырғанда өте кұртымдай құрылым. Осыдан бар жоғы 20 амин қышқылынан ғана құрылған белоктардың шексіз түрлерінің пайда болатынына көз жеткізуге болады. Белоктар – биологиялық макромолекулалардың негізгі кластарының бірі. Клеткалардың көп мөлшері белоктардан тұрады: құрғақ заттың жартысы белоктардың үлесіне тиеді. Клетканың құрылымын және пішінін белоктар анықтайды; сонымен қатар, молекулалық тану және катализдік құрал қызметін атқарады. Клетка құрылысына қажетті ақпаратты ДНҚ “шартты” түрде, клеткалық процестерге тікелей араласпай, ұстайды. Мысалы, оттегін тасымалдау гемоглобинге тән қасиет, бұл белокқа жауапты геннің оған қатысы жоқ. Компьютерлік терминологияны қолдансақ, нуклеин қышқылдары аналық клеткадан алынған нұсқауды “бағдарламамен қамтамасыз етеді”. Белоктар “аппараттың қамсыздандыру” – клетканың жадында сақталған бағдарламаның физикалық механизмін іске асырады. Осындай нуклеин кышқылдары мен белоктар қызметінің айырмашылығы, оларды құрайтын суббірліктердің химиялық табиғатынан байқалады. ДНҚ және РНҚ молекулалары химиялық жағынан өте ұқсас алып молекулаларды құрайтын нуклеотидтерден тұрады, олардың қасиеті бірізділігіне көп байланысты емес. Ал белоктар әртүрлі 20, бір біріне ұқсамайтын, амин қышқылдарынан тұрады, олардың әрқайсысының химиялық қасиеті ерекше. Атқаратын қызметінің шеңберінің кеңдігі, олардың химиялық құрылымының және кеңістіктегі пішінінің молшылығымен сипатталады. Әртүрлі белоктардың химиялық қасиеттерінің әмбебаптығы да осыған негізделген. Белок макромолекуласының күрделі құрылымында бірнеше деңгейлер болады. Оның ішіндегі алғашқы ең қарапайымы полипептид тізбегі, яғни өзара пептидті байланыспен жалғанған амин қышқыл буындарының тізбегі. Бұл – белоктың алғашқы қүрылымы деп аталады; мұндағы байланыстардың бәрі ковалентті, яғни нағыз химиялық берік байланыс. Полипептидтік тізбектің бөлігінің екінші құрылымы деп бүйірлік тізбектің конформациясын есептемегендегі сол фрагменттегі негізгі тізбектің конформациясын айтады. Мұнда белок жіпшесі шиыршық тәрізді ширатылып тұрады. Шиыршық орамдары тығыз орналасады да, көршілес орамдардағы атомдар мен амин қышқылының радикалдары арасында бір-біріне тартылу пайда болады. Атап көрсеткенде, көршілес орамдарда орналасқан пептидтік байланыстар арасында (NH-пен СО-топтары арасында) сутектік байланыстар түзіледі. Сутектік байланыс ковалентті байланыстан әлдеқайда әлсіз, алайда, бірнеше қайталанғаннан кейін ол да берік ілінісетін болады. Сансыз көп сутектік байланыстармен “жөрмелген” полипептидтік шиыршық едәуір тұрақты құрылым болып саналады. Белоктың екінші құрылымы одан әрі тағы түйінделеді. Ол әлдеқайда қызық иіріле келіп оралады, бірақ соның өзінде де ол бір қалыпты және әр белокта ерекше пішінде болады. Жекеленген полипептидтік тізбектің барлық атомдарының кеңістікте орналасуын белоктың үшінші құрылымы деп атайды. Кейбір белоктар бірнеше полипептидтік тізбектерден құралады. Әрбір тізбек – бір суббірлік немесе мономер. Үшінші құрылымды жалғастырушы байланыстар сутекті байланыстардан да әлсіз болады. Оларды гидрофобты деп атайды. Бұл – полюссіз молекулалардың немесе полюссыз радикалдардың арасындағы ілініс күші. Ондай радикалдар амин кышқылдарының бірсыпырасында кездеседі. Полипептидтік байланыстағы гидрофобты радикалдардың бір-біріне тартылып, жабысу себебі суға шашыраған майдың немесе басқа бір гидрофобты заттың тамшыға жиналу есебімен бірдей. Гидрофобты ілінісу күші өте әлсіз байланыс болғанымен де, бірнеше рет қайталанатындығынан олардың барлығы қосылғанда едәуір әрекеттесу қуатын береді. Белок молекуласының аса күрделі құрылымын ұстап тұруға “әлсіз” байланыстардың қатысуының салдарынан, ол анағұрлым тұрақты және өте қозғалғыш болады. Кейбір белоктардың макромолекуласының үшінші құрылымын ұстастыруға амин қышқылы цистеиннің арасында пайда болатын, S-S байланыс деп аталатын берік коваленттік байланыс әжептәуір роль атқарады, бірақ тұрақты үшінші құрылым ұйымдасу үшін олардың болуы шарт емес. Мысалы, миоглобин және гемоглобин молекулаларында S-S байланыстар жоқ. Көпшілік жағдайларда белоктың бірнеше макромолекуласы бір-бірімен қосылып. өте үлкен агрегаттар түзеді. Мысалы, гемоглобин осы белоктың төрт макромолекуласының жиынтығы болып саналады. Тек осылай жиялу арқылы ғана гемоглобин қалыпты қызмет атқарады, яғни оттегі молекулаларын қосып алып тасымалдай алады екен. Белоктың төртінші құрылымы деген ұғым – мономердің кеңістіктегі өзара орналасуы, олар бірнеше суббірліктерден құралып, белок молекуласын құрады. Гемоглобин молекуласы әдеттегі тетрамер болғандықтан, оның құрамына екі бірдей α-тізбек және екі ұқсас β-тізбек кіреді. Төртінші құрылым байланыстар (сутекті, гидрофобты) әлсіз жалғасқан, ал кейде S-S-байланыстармен де жүзеге асырылады. Дисульфидтік көпірше – бұл екі цистеин қалдықтарының арасындағы ковалентік байланыс. Мұндай көпіршелер кейбір секреторлық белоктарда кездеседі. Көпірше глобуланың ішінде де, сондай-ақ оның үстінде де орналаса береді. Көптеген белоктарда, қалыпты цистеиндер болғанмен, дисульфидтік көпіршелер болмайды. Атқаратын қызметіне сай белоктар: глобулалық белоктар, шамалап салыстырсақ сфера пішіндес, катализ, транспорт немесе реттеу сияқты арнаулы процестерге қатысады. Кейбір белоктық заттардың құрамына фосфор кіреді, аз мөлшерде кейде темір, мыс, йод, хлор, бром және т.б. элементтер де кездеседі.[3] Белоктардың құрылымдык элементіне амин қышкылдары енеді. Белок молекулалары бір-бірімен бірнеше байланыстар арқылы біріге алады. Әсіресе жануарлар мен өсімдіктер организміндегі кездесетін белоктардың көпшілігінің пептидті байланыс арқылы байланысатыны анықталды. Пайда болған амин қышқылы үшінші бір амин қышқылымен байланыса алады. Осы пептидті байланысты анықтаған және дамытқан немістің атақты ғалымы Эмиль Фишер болды. Амин қышқылының белок молекуласында алатын орны тек өзіне ғана тән. Егер амин қышқылы басқа амин қышқылымен орын алмастырса, қасиеті өзгереді. Сенджер деген ғалым белок молекуласында кездесетін қышқылдарды, олардың табиғатын анықтады. Инсулин белогы ұйқы бездерінің гормондарынан алынады. Қарапайым белокка жатқанымен тіршілікте маңызы зор. Осы инсулин белогінің полипептидті қалдықтардан тұратыны анықталды. Белок молекуласына кіретін амин қышқылдарының саны өте көп. Гликокол немесе глицин H2N-СН2-СООН бұдан басқа аланин амин қышқылы немесе аминопропион қышқылы сол сияқты цистеин амин қышқылы, метионин және т.б. кіреді. Белок молекуласына моноамино-, диамино-, тиоқышқылдар және басқа қышқылдар енеді. Белоктардың біріншілей құрылымы кейбір белоктар үшін ғана анықталады. Мысалы: инсулин, рибонуклеаза, т.б. І950 ж американ ғалымы Полинг белок молекуласының біріншілей құрылымын көрсетті.

Белоктар 2 үлкен топқа бөлінеді: 1. Протеиндер – қарапайым /жай/ белоктар. 2. Протеидтер – күрделі белоктар. Белоктар өте күрделі жоғары полимерлі заттар.Оларды құрайтын мономерлер – амин қышқылдары бір-бірімен жалғасып полипептид береді, осы полипептидтердің бірігуінен белок молекуласы пайда болады.Әр организмнің өзіне тән белогы болады. Неміс ғалымы Абдер Гальден былай деген “егер 32 әріптен канша сөз жасауға болса, 22 амин қышқылдарынан сонша белок молекуласын жасауға болады”.[6]

Белоктың физикалық және химиялық қасиеттері организмнің тіршілік әрекетінің негізін құрайды.Белоктардың коллоидтық қасиеті, коацерват түзушілігі, денатурация құбылысына ұшырауы, сумен байланыс жасай отыра гидрадтануы, электр заряд түзушілік қасиеттері маңызды роль атқарады.

Белоктың атқаратын қызметі.

Организмде белок алуан түрлі қызмет атқарады.Белоктың қызметін көбіне жекелеген молекулалар да жүзеге асыруы мүмкін.Белоктың ең басты қызметі — катализаторлық қызмет.Барлық тірі организмдерде зат алмасу реакциялары ферменттердің әсер етуімен жүзеге асады.Белгілі ферменттердің барлығы белоктардан құралған. Заттарды тасымалдау да белоктың маңызды бір қызметі.Заттардың клетка мен органоидтар ішінде қозғалуын белок реттеп отырады, яғни оларды активті түрде тасымалдайды.Соңғы кезде клетка мембранасының құрамында түрлі тасымалдаушы белоктардың болатыны анықталған. Белок сондай-ақ организмнің иммундық қасиеттерін жүзеге асырады.Сонымен бірге белоктың тағы маңызды қызметінің бірі — оның құрылыс материалы ретінде пайдаланылуы.Белок барлық протоплазмалық органоидтардың негізін кұрайды.Ол құрылым компонентінің бірі ретінде барлық клетка мембраналарының құрамына кіреді, тіпті сұйық гомогенді цитоплазмалық матриксте де белок кездеседі.

5 Генетикалық өзгерістері бар каллус клеткаларынан регенерант өсімдіктер шығару процесінде кейбір мутациялар регенеранттарға өтуі мүмкін. Сондықтан көбінесе регенерант өсімдіктердің бастапқы донорлық өсімдіктерден айырмашылықтары болады. Осындай кл.ды сомаклональді вариабельділік деп атайды. Бұл ауытқулар тіршілік әрекеттерінің қай-қайсысында да шалуы мүмкін. Осының нәтижесінде бастапқы өсімдіктен морфологиялық белгілері, онтогенез кезеңдерінің ұзақтығы, өнімділігі, аурулур мен қолайсыз жағдайларға төзімділігі жағынан айырмашылықтары бар өсімдіктер пайда болады. СКӨ құбылысын генетикалық өзгергіштік деп түсінуге болады. Сонымен СКВ деп- ин витро клеткаларды өсіргенде генетикалық өзгергіштік нәтижесінде пайда болатын, бастапқы өсімдіктен айныған регенерант өсімдіктерді айтады.

СКӨ-ті жан-жақты зерттеген австралиялық ғалым У. Скаукрофт пікірі бойынша, оның себептері кариотиптік өзгергіштікте, хромосомалық аберрацияларға, гендердің амплификациясында немесе редукциясында, жылжымалы генетикалық элементтердің ауыспалылығында және сомалық крассинговерде. СКӨ-ке әсер ететін факторлар. Ин витро өсіру кезінде пайда болатын өзгергіштіктің молдығына донорлық өсімдіктің генотипі әсер етеді. Мысалы, арпаның хромосомалы аномалиялары, бидайдың, тағқурайдың, бегонияның морфологиялық өзгерістерінің жиілігі түрлі сорттарында әр қилы болған.

СКӨ-тің п.б сондай-ақ қоректік ортаның құрамына да байланысты, әсіресе фитогормондарға. Гормондар құрамының өзгеруі клетка циклінің кинетикасы мен митоздың өзінің де клеткалар мен регенеранттарда өзгеруіне әкеліп соғады. Кл.ды бүтін өсімдіктен бөліп алып, ЖҚО-да өсірудің өзі олардың гормондық балансын өзгертеді.

Ұлпаны өсіру мерзімінің ұзақтығы хромосомалық аберрацияларды көбейте түседі.

Ин витро пайда болатын СКВ –нақты болатын құбылыс, ол маңызды ауылшаруашылық дақылдарының сорттарын жақсартуға жарайтын өзгергіштіктің тиімді көзі. Бірақ өкінішке орай СКВ кездейсоқ пайда болатындықтан, зерттеуші оны өз мақсаттарына сай бақылап ала алмайды.