Mundarija kirish I – bob. Biotexnologiyaning rivojlanishi

Genetik va hujayra injeneriyasi metodlarining rivojlanishi va ular yordamida sanoat iniqyosida ishlatiladigan organizmlarning yuqori mahsuldor sbakllarini yaratilishi. Biotexnologiya so‘zi yunoncha so‘zlar yig‘indisi bo‘lib, ≪bios≫ — hayot, ≪texne≫ - sanoat, texnika va ≪logos≫ — tushuncha, ta ’limot ma’nolarini bildiradi.
≪Biotexnologiya≫ atamasini 1917-yilda venger injeneri Karl Ereki kiritgan. U bu atamani oziqa sifatida shakar lavlagidan foydalanib, cho'chqalami boqish va ulardan qo‘shimcha mahsulot olish jarayoniga nisbatan ishlatgan.
Erekining fikricha, biotexnologiya — bu, ≪tirik organizmlar yordamida xomashyo mahsulotlaridan u yoki bu mahsulot tayyorlashda bajariladigan barcha turdagi ishlardir≫.
Ammo bu fikr qanchalik aniq bo‘lishiga qaramasdan, keng tarqalmadi.
Uzoq vaqt davomida ≪biotexnologiya≫ atamasi bir-biridan anchagina uzoqda turadigan ikki yo'nalishga nisbatan ishlatib kelindi. Bu yo‘nalishlaming biri — ishlab chiqarish darajasidagi fermentasiya jarayoni bo‘lsa, ikkinchisi hozirgi vaqtda ergonomika (inson bilan faoliyat ko‘rsatib tuigan tizimning boshqa elementlari orasidagi o'zaro munosabatlarni o‘rganadigan fan tarmog‘i) deb yuritiladigan soha bo‘lgan.
1961-yil shved mikrobiolog Karl Gyoren Xeden ≪Mikrobiologik va kimyoviy muhandislik va texnologiyalar≫ (≪Journal of Microbiological and Biochemical Engineering and Technology≫) jurnalida biotexnologiyani ≪Biotexnologiya va bioinjeneriya≫ (≪Biotechnology and Bioengineering≫) deb atash kerakligini asoslab bergandan keyin, hamma tortishuvlar o‘z o ‘mini topgandekbo'ldi. Chunki bu jumal amaliy mikrobiologiya va sanoat fermentasiyasi sohalarida bajarilgan tadqiqotlarning natijalarini chop qilishga mo’1jallangan edi.
Shu davrdan boshlab, biotexnologiya atamasi — ≪tirik organizmlar, biologik tizimlar va jarayonlar ishtirokida (yordamida) mahsulotlarni sanoat miqyosida ishlab chiqarish≫ jarayonlariga nisbatan ishlatiladigan boldi.
Sanoat miqyosidagi biotexnologik jarayonlar bosqichlari

1. 
   Xomashyo
   
2. 
   Boshlang’ich ishlov berish
   
3. 
   Fermentatsiya va biotransformatsiya
   
4. 
   Oxirgi ishlov berish
   
5. 
   Mahsulot
   

Biotexnologiya mikrobiologiya, biokimyo, molekulyarbiologiya va kimyoviy injenerlik fanlarining yutuqlariga tayanadi.
Sanoat miqyosidagi biotexnologik jarayonlar, odatda, 3 asosiy bosqichdan iborat:
1-boshlang‘ich (dastlabki) ishlov berish bosqichida xomashyodan oziqa modda sifatida foydalanish maqsadida, ularda mikroorganizmlami o‘stirish va ko‘paytirish mumkin bo‘lgan holatgacha ishlov beriladi;
2-bosqich — fermentatsiya va biotransformatsiya bosqichi eng murakkab bosqich bo‘lib, u katta bioreaktorlarda (fermentyorlarda) tanlangan produtsent mikroorganizmni ekib ko'paytirish va ulardan kerakli metabolit, masalan, antibiotik, aminokislota, ferment, organik kislota, gormon va h.k. ajratishni o ‘z icliiga oladi;
3-bosqich – oxirgi ishlov berish bosqichida tanlangan mahsulotni, u sintez bo‘lgan va to‘plangan (lokalizatsiya bo‘lgan) joyiga qarab, yoki hujayra ichidan yoki hujayra tashqarisidan (kultural suyuqligidan) ajratib olinadi.
Biotexnologik tadqiqotlaming maqsadi, yuqorida keltirilgan har bir bosqichning samaradorligini oshirish va inson faoliyati uchun kerakli boigan mahsulotlami sintez qila oladigan (antibiotiklar, vitaminlar, aminokislotalar, fermentlar va h.k.) mikroorganizmlami tanlab topish (skrining) yoki yaratish (gen yoki hujayra injeneriyasi, mutagenez, seleksiya usullari yordamida), tanlangan mikroorganizm (produtsent)ning o'sishi, rivojlanishi va kerakli mahsulot sintez qilishi uchun zarur boigan sharoitlami tanlash va sintez boigan moddani ajratib olishning iqtisodiy asoslangan usullarini yaratishdan iborat.
O‘tgan asming 60—70-yillarigacha bunday tadqiqotlar, ko‘proq dastlabki ishlov berish bosqichi doirasida olib borilgan.
Keyinroq, fermentatsiya va biotransformatsiya jarayonlarida ishlatiladigan bioreaktorlar (fermentyorlar)ning tuzilisliini mukammalla shtirish, ularning hajmini kattalashtirish ustida ilmiy va amaliy tadqiqotlar ohb borilgan. Shu yo’l bilan biotexnologik jarayonlar samaradorligining oshishiga erishilgan.
Darhaqiqat, biotexnologik jarayonlami optimallashtirish jarayoni eng murakkab jarayon hisoblanadi.
Optimallashtirish orqali mikroorganizm mahsuldorligining oshishiga erishilgan. Samaradorlikni oshirishning yana bir yo’li — tabiiy produtsentlaming genetik konstruksiyasini o‘zgartirish usulidir. Bu maqsadda uitrabinafsha nurlar va turli xil kimyoviy mutagen preparatlaming ta’siridan foydalaniladi. Bunday sharoitda mahsulotning miqdoiini oshirish darajasi biologik omillar bilan chegaralab qo‘yilgan boiadi. Masalan, agarda mutant shtamm u yoki bu moddani juda ko‘p miqdorda sintez qiladigan bo’lsa, u boshqa metabolik jarayonga salbiy ta’sir ko‘rsatishi mumkin, oqibatda bunday mikroorganizmlarning katta hajmli bioreaktorlarda ko‘payishi sekinlashadi va vaqt birligida biomassa to‘planishi kamayadi.
Shu bilan bir qatorda, ≪indutsirlangan mutagenez va seleksiya≫ deb nomlangan, o‘z davrida keng ishlatilib, an’anaga aylangan strategiya, yuqori faollikka ega bo‘lgan produtsentlar yaratishda katta yordam bergan. Masalan, mana shu yo'l bilan antibiotiklar sintez qiladigan shtammlar yaratilgan.
Mikroorganizmlarni genetik mukammalashtirish quyidagi bosqichlardan iborat: skrining (tanlash) -> baholash. Bu jarayonlar serxarajat bo‘lib, uzoq vaqt talab qiladi.
Bundan tashqari, ushbu usul faqatgina produtsent-mikroorganizmida bor bolgan belgilarni (xossa va xususiyatlarni) mukammallashtirish imkonini beradi, xolos. Mikroorganizmga yangi xususiyat bera olmaydi. Shunga qaramasdan, o ‘tgan
asrning 70-yillarida shu usul bilan ko‘plab fiziologik faol maoddalarni ishlab chiqarish samaradorligi oshirilgan.
Biotexnologiyaning yangi rivojlanish davri DNK texnologiyasi yaratilgandan keyin boshlandi. Shundan keyin biotransformatsiya bosqichini to‘g‘riroq yo’ldan olib borishga va yuqori darajada mahsuldor bo‘lgan shtammlarni skrining (tanlash) orqali emas, balki to‘g‘ridan-to‘g‘ri yaratish imkoniyati paydo bo‘ldi. Mikroorganizmlardan va eukariot organizmlaming hujayralaridan insulin, interferon, o‘stirish gormonlari, virusli antigenlar va boshqa ko‘plab oqsil tabiatli moddalarni ishlab chiqaraoladigan ≪fabrikalar≫ sifatida foydalaniladigan bo‘ldi. Aynan biotexnologiyaning eng zamonaviy yutuqlari tufayli o’simlik hujayralari va hayvon to'qimalari tabiiy bioreaktorlarga aylandilar. Endilikda tabiiy o ‘simlik va hayvonlarda kam uchraydigan yoki butunlay bo'lmagan genlaming mahsulotlari sintez bo‘ladigan darajaga ko‘tarildi. Bulardan tashqari, yangi biotexnologiya turli xil kasalliklaming diagnostikasi va davolanish sharoitlarini ham tubdan o'zgartirib yubordi.
Biotexnologiya va rekombinant DNK texnologiyasi fanlarining chegarasida ilm-fanning raqobatbardosh, dinamik o’zgaruvchan sohasi — molekulyar biotexnologiya paydo bo'ldi.
Biotexnologiyaning vazifalari:
• inson faoliyati uchun kerakli bo‘lgan mahsulotlarni ishlab chiqarish uchun biologik obyektlar, tizim va jarayonlardan foydalanish;
• ishlab chiqarishda tabiiy va geni o'zgartirilgan mikroorganizmlardan, hujayra kulturalaridan va ularning alohida komponentlaridan foydalanishda biokimyoviy, mikrobiologik va injenerlik bilimlarining yutuqlaridan kompleks foydalanish;
• raqobatbardosh, iqtisodiy va funksional samarador texnologiyalar yaratish.
Bu vazifalarni to’laqonli amalga oshirish uchun nimalar qilish kerak?