Microsoft Word omk leksiya jiynaq

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

---

9 -LEKCIYA. 
BIRLEMSHI METABOLITLER. EKILEMSHI
Temanıń maqseti: Mikrobiologik sanaat ushın mikroorganizmlar 
selektsiyasi hám jańa shtammlarni jaratıw olardıń ónimdarlıq ózgesheligine, 
yaǵniy ol yamasa bul ónimdi payda etiwine qaratılǵan bolıp tabıladı 
Reje: 
1. Baslanǵısh metabolitlerdi alınıwı
2. Ekilemshi metabolitlerdi alınıwı
3. Selektsiya. 
4. Indutsirlangan mutagenez. 
Ádebiyatlar : 1: 224-240 2: 345-360 
Tiykarǵı túsinikler: biotexnologiyanıń ob'ektleri, mikroorganizmlar, 
kletkalar, mikroblı sintez, baslanǵısh hám ekilemshi metabolitlar, ferment, 
induktsiya, mutagenez. 
Baslanǵısh metabolitlar - mikroblardıń ósiwi ushın zárúr bolǵan, buyım. 
massası 1500 dal'tondan kem bolmaǵan tómen molekulyar birikpeler bolıp tabıladı. 
Olardıń bazilari makromolekulalardıń qurılıs blogı, basqaları bolsa kofermentler 
sintezinde qatnasadı. Sanaatdaǵı eń zárúrli metabolitlar - aminokislotalar, 
organikalıq kislotalar, purin hám pirimidin nukleotidlari, eritiwshiler hám 
vitaminlar. Mikrob kletkaları, basqa tiri organizmler sıyaqlı kóp muǵdarda 
baslanǵısh metabolitlarni islep shıǵarmaydı. 
Autotroflar islep shıǵaratuǵın kóplegen aminokislotalar hám nukleotidlar 
fermentatsiya processinde islep shiǵarıladı. Brevibacterium flavum hám 
Corynebacterium glutamicum shtammları azıq ortalıǵı quramındaǵı qantlardı 1/3 
bólegin lizinga aylantıradı. Sol jol menen 1 l ortalıqta 74 g lizin alınadı. Lizin - 
metabolitik joldıń aqırǵı ónimi bolıp, ol metionin hám treoninni payda bolıwına 
alıp keledi. Lizin hám treonin bul joldıń birinshi fermenti aspartatkinaza menen óz-
ara baylanisıp onı basqaradi. Eki aminokislotanıń jıynalısı aspartatkinaza 
fermentiniń aktivligin ingibirlaydi. Gen degi birinshi tip mutatsiya bul fermenttiń 
aktivligin buzadı hám treonin hám metionin sintezini bloklaydı. Nátiyjede bul 

---

fermentler ingibitorlaridan biri (treonin) joǵaladı. Keyininen bunday auksotrof 
mutant quramında treonin hám metionin bolǵan ortalıqqa eqiladi. Lekin ámeldegi 
bolǵan treonin lizin biosintezini toqtatıw ushın jetkilikli bolmaydı hám ol toplana 
baslaydı. 2-tip mutatsiyalar aspartatkinazani ózgertiredi. Nátiyjede ol lizin menen 
óz-ara tasirlashmaydi hám bul aminokislota ingibirlanishiga bayqaǵısh bolmaydı. 
21 aminokislotadan shólkemlesken beloklardıń 8 tasi almasmaytuǵın beloklar 
bolıp, olar organizmge azıq menen birge tushitshi kerek. Bulardan eń áhmiyetlileri 
metionin hám lizin bolıp tabıladı. Metionin sintetik jol menen, 80% lizin bolsa 
fermentatsiya jolı biosintetik usılda alınadı. Aminokislotalardı mikrobiologik 
sintezlashning áhmiyetli tárepi sonda, bul process nátiyjesinde biologiyalıq aktiv 
izomerlar da alınadı. 
Natriy duzı kórinisinde tatımlıq retinde isletiletuǵın glutamin kislotası 
Brevibacterium flavum hám Corynebacterium glutamicum kul'turalaridan alınadı. 
Sanaatda keń isletiletuǵın organikalıq kislotalardan sirke kislotası 
esaplanadı. Urezina, plastmassa, atsetat talshıqları, farmatsevtik preparatlar, 
insektitsidlar óndiriste isletiledi. Yaponiyada sirke kislota aminokislota óndiristegi 
fermentatsiyada substrat retinde isletiledi. 
Sút kislotası bıjıp ashıw jolı menen alınǵan birinshi organikalıq kislota bolıp 
tabıladı. Ol azıq awqat sanaatında oksidleytuǵın retinde, galvanostegiyada hám 
plastmassa óndiriste keń isletiledi. 
Ekilemshi metabolitlar (idiolitlar da dep ataladı) - taza kul'turada ósiw ushın 
zárúr bolmaǵan tómen molekulyar birikpeler bolıp tabıladı. Olardı shegaralanǵan 
taksonomik gurug'lar islep shıǵaradı. Ekilemshi metabolitlarga antibiotiklar, 
alkaloidlar, fitogormonlar hám júzimsinlar kiredi. 
Ekilemshi metabolitlarni islep shıǵaratuǵın mikroorganizmlar birinshi 
basqıshda tez ósedi, keyin tropofaza basqıshın oteydi. Bul basqıshda kem 
muǵdarda ekilemshi elementlar sintezlanadi. Mikroorganizmlar óstirilayotgan azıq 
ortalıǵında bir yamasa bir neshe azıq elementların azayıwı esabına idiofazaga 
ótiledi. Naǵız ózinde idiolitlar islep shiǵarıladı. Antibiotiklar olinayotganda 
mikroorganizmlar kóbinese tropofaza waqtında óziniń jeke antibiotiklariga 

---

bayqaǵısh bolıp qaladı. Idiofazada bolsa olarǵa salıstırǵanda shıdamlı boladı. 
Antibiotik óndiriwshi mikroorganizmlarni óz-ózin joq etiwin aldın alıw 
maqsetinde demde idiofazaga ótip alıw kerek. Keyininen mikroorganizmni bul 
fazada ósiriw múmkin. 
Antibiotiklar - mikroblar sintezlaydigan farmatsevtik birikpelerdiń eń úlken 
klası bolıp tabıladı. Bul klasqa zamarıqlarǵa qarsı dáriler, ósmaga qarsı dáriler hám 
alkaloidlar kiredi. 
Filamentoz zamarıqlardıń 6 túri (atap aytqanda, tsefalosporinlar ---
Cephalosporium hám penitsillinlar - Penicillium) 1000 ǵa jaqın túrli 
antibiotiklarni, nofilamentoz bakteriyalardıń 2 túri 500 antibiotiklarni, 
aktinomitsetlarning 3 túri 3000 ge jaqın antibiotiklarni islep shıǵaradı. 
Ósma kamalliklariga qarsı elementlardıń sanı sheklengen. Tokıo institutında 
Streptomyces verticillus kul'turasidan ajıratıp alınǵan bleomitsin - glikopeptid 
tábiyaatına iye bolıp, ósma kletkalarnining DNKsini kesip, DNK hám RNK 
replikatsiyasini buzıw ózgeshelikine iye. Ekinshi gruppa ósmaga qarsı reagentlar 
aminoglikozid birlik hám antratsiklin molekulasınıń kombinatsiyasına tıykarlanıp 
jaratılǵan. Bul preparatlarning kemshiligi olar júrek ushın qáwipli bolıp tabıladı. 
Qımbatlı hám aktiv produtsentlarni jaratıw procesiniń ajıralmaytuǵın bólegi 
bolıp selektsiya esaplanadı. Selektsiyaning tiykarǵı jolı kerekli produtsentni tańlap 
alıwdıń hár bir basqıshında genomlarni konstruktsiya qılıw bolıp tabıladı. Mikroblı 
texnologiya metodlarında tiykarınan basqıshlı selektsiya isletiledi, yaǵniy 
tańlawdıń hár bir basqıshında mikroorganizm populyatsiyasidan kóbirek aktiv 
bolǵan variantlar tańlap alınadı (spontan mutantlar), keyingi basqıshlarda jańa, 
salıstırǵanda nátiyjeli shtammlar tańlap alınadı hám nátiyjede dawam ettiriledi. 
Nátiyjeli produtsentlarning selektsiya procesiindutsirlangan mutagenez 
metodın qóllaw menen tezlestiriledi. 
Mutagen tasirlarsifatida UF, rentgen hám gamma -nurlanıwlar, malum bir 
ximiyalıq elementlardan paydalanıladı jáne bul tasirlar nátiyjesinde DNKning 
baslanǵısh dúzilisi buz'ladı. 
Bul usıl menen selektsiya etkende de basqıshpa-basqısh, mikroorganizm 

---

klonlari (kletka yamasa mikroorganizmlar kompleksi) bioximiyalıq tekseriwden 
ótkeriledi hám eń aktivleri ajıratıp alınıp, mutagenlapr menen qayta tasir etiledi. 
Bul process názerde tutılǵan maqsetke eriwgunga shekem dawam ettiriledi. 
Mikrobiologik sanaat ushın mikroorganizmlar selektsiyasi hám jańa 
shtammlarni jaratıw olardıń jemisdorlik ózgeshelikine, yaǵniy ol yamasa bul 
ónimdi payda etiwine qaratılǵan bolıp tabıladı. Bul máseleler kletka daǵı basqarıw 
processlerdi ózgertiw menen ámelge asıriladı. Sol sebepli bakterial kletkalardı 
bioximiyalıq aktivligin basqarıwdı jaqsı túsiniw kerek. 
Malumki, bakteriyalardaǵı bioximiyalıq reakciyalardı 2 jol menen ámelge 
asırıw múmkin. Birinshisi júdá tez (sekund yamasa minut ishinde) bolıp, 
fermenttiń individual molekulasınıń katalitik aktivligin ózgertiwge tiykarlanǵan. 
Ekinshisi, salıstırǵanda astelew keshedi (bir neshe minut dawamında ) hám bunda 
fermentler sintezining tezligi ózgertiriledi. Eki mexanizmde hamsistemalarni 
basqarıwdıń birden-bir principi - qayta baylanısıw principi isletiledi. 
Qálegen metabolitik jolin basqarıwdıń eń ápiwayı usılı substrat ańsat 
alınatuǵın yamasa fermenttiń bar-joq ekenligine tiykarlanadı. Haqıyqattan da, 
substrat muǵdarınıń azayıwı (ortalıqta tómen kontsentratsiyada bolıwı ) usı 
metabolitik jol arqalı anıq br elementtıń ótiw tezligin azaytadı. Basqa tárepden, 
substrat kontsentratsiyasınıń asıwı metabolitik joldıń turaqlılasıwına alıp keledi. 
Tap sonday effekt ferment keontsentratsiyasini asırıw nátiyjesinde de júz 
beredi. 
Mısalı, 
tiyisli 
ferment 
sintezini 
qadaǵalaw 
etiwshi 
genlerdi 
amplifikatsiyalash menen ámelge asıriladı. Kletkada metabolitik reakciyalar 
aktivligin basqarıwdıń eń keń tarqalǵan usılı retroingibirlash tipi boyınsha 
basqarıw esaplanadı. 
Ósip atırǵan kletkalar sintezlaydigan mińlaǵan fermentlerdiń bazilari 
mudami hám azıq ortalıǵına baylanıslı bolmaǵan halda payda boladı, basqaları 
bolsa olarǵa tasir etiwshi substrat ámeldegi bolǵandaǵana payda boladı. 
Birinshileri konstitutiv fermentler (glikoliz fermentleri hám b.) ekinshileri bolsa 
adaptiv yamasa indutsibel fermentlerge kiredi. Mısalı, glyukozalı ortalıqta ósip 
atırǵan E. coli kletkaları az muǵdardaǵı laktoza metabolizbe fermentleriniń, hám 

---

de Bul mikroorganizm kletkaları ózlestira alatuǵın ugleroddıń basqa dáreklerin 
tutadı. Bul fermentler laktozali ortalıqqa ótkerilse, 1-2 minuttan keyin laktoza 
utilizaciyasınıń tiykarǵı fermenti β-galaktozidazaning aktivligin asadı. Bul ferment 
laktozani glyukoza hám galaktozagacha gidrolizlaydi. Keyingi qısqa waqıt ishinde 
β-galaktozidazaning aktivligi baslanǵısh dárejege salıstırǵanda 1000 ret artadı. 
Basqasha aytqanda, bul jerde ferment induktsiyası orın tutadı. 
Ferment induktsiyası - kul'tura ortalıǵında malum bir ximiyalıq birikpediń 
(induktor) dıń payda bolıwına ferment sintezining juwabı bolıp tabıladı. Kóbinese 
substratlarning sarplanbaǵan analoglari induktor bolıp esaplanadı. Mısalı, β-
galaktozidaza ushın laktozaning metabolizmda qatnaspaytuǵın izopropilβ-D-
tiogalaktopiranozid (IPTG) induktor esaplanadi. Basqa tárepden, substrat mudamı 
da ózine tiyisli ferment sintezining induktori esaplanavermaydi. Laktoza, induktor 
bolıwı ushın aldın óziniń izomeri allolaktozaga aylanıwı kerek. 
1961 jılı F. Jacob hám J. Monod E. coli bakteriyaları tárepinen laktozaning 
utilizaciya procesin genetikalıq hám bioximiyalıq úyreniwleri nátiyjesinde “operon 
modeli” atlı kontseptsiyanı islep shıqqanlar. Bul modelge kóre, basqarıwdıń bul 
sisteması 4 komponentten ibarat esaplanadi: strukturalı genler, gen-regulyator, 
operator hám promotor. Gen-regulyator operator menen baylanıstırna alatuǵın 
belok -repressor strukturasın anıqlaydı. Bul óz gezeginde onıń janındaǵı strukturalı 
genler iskerligin qadaǵalaw etedi. Promotor transkriptsiya fermenti - RNK-
polimeraza menen baylanısatuǵın bólekti quraydı. Eger belok -repressor operator 
menen baylanısqan bolsa, ol halda RNK-polimeraza promotorga jaylawa almaydı 
hám informatsion RNK sintezlanmaydi. Bunıń nátiyjesi bolsa tiyiwl fermentler 
sintezining júz bermasligi bolıp tabıladı. Birinshi ret qamtılǵan úyrenilgen operon 
ishek tayaqchasining laktozali operoni bolıp tabıladı. Avtorlardıń pikrine 
qaraǵanda, repressor 2 ayriqsha orayǵa iye bolǵan allosterik belok esaplanadı. 
Olardan biri operatordıń nukleotid izbe-izligine, ekinshisi bolsa induktor 
molekulasına uqsas bolıp tabıladı. Induktor menen repressorning óz-ara tasiri 
repressorni operatorǵa uqsaslıǵın azaytadı, nátiyjede operator ajraladi`. Lac-
operoni repressori taza horlda ajıratıp alınǵan hám 4 birdey sub'birlikdan dúzilgen 

---

(ulıwma buyım. Massası 150 000 D). Hár bir sub'birlik induktorning 1 molekulası 
menen óz-ara tasirlashadi, yaǵniy repressor inaktivlash ushın induktorning 4 
molekulası kerek boladı. Repressor taza halda operatorǵa júdá uqsaydı hám ın vitro 
sharayatında Lac-operatordıń nukleotid izbe-izligi menen baylanısadı. Induktor bul 
baylanısıwdı buzadı. Bul nátiyjeler F. Jacob hám J. Monod gipotezasini tolıq 
tastıyıqlaydı. 
Qálegen operonning basqarıwshı elementi bolıp promotor dep atalıwshi 
DNKning bólegi esaplanadı. Operonning bul bólegi transkriptsiyani baslaw ushın 
RNK-polimeraza menen birlesedi. Transkriptsiyaning barıwı promotorning 
ózgeshelikine baylanıslı. Promotor bólegindegi mutatsiya onıń aktivligin ózgertirip 
operon ekspressiyasini asırıwı yamasa kemeytiwi múmkin. Promotorning bul 
ózgeshelikinen salıstırǵanda aktiv produtsentlarni jaratıwda paydalanıladı. 
Qadaǵalaw sorawları? 
1. Baslanǵısh metabolitlarni alınıwı
2. Ekilemshi metabolitlardiń alınıwı