Biotexnologiya

Биотехнология (био… ва юн. течне — маҳорат, санъат, логос — сўз, таълимот) — қишлоқ хўжалиги, саноат ва тиббиётнинг турли соҳаларида тирик организм ва биологик жараёнлардан фойдаланадиган саноат усуллари мажмуи. Биология ва техника имкониятларини бирлаштирадиган илмий йўналиш. Биотехнология терминининг вужудга келишига Стенфорд университети (АҚСҲ; 1973) бир гуруҳ олимларининг ҳар хил хоссага эга ирсий молекулаларини бириктириб рекомбинант ДНК (исталган организмдан ажратилган ДНКнинг икки ёки ундан ортиқ қисмларини ин витро шароитида бирикишидан вужудга келган ҳосила) олиши сабаб бўлди. Шундан кейин биология фани ютукдаридан келиб чиқувчи, яъни тирик организмлар ҳаёт фаолиятида иштирок этадиган барча кимёвий, физикавий ва биологик жараёнларни ўрганиш натижалари татбиқ этилган технологик жараёнларни ифодалашда биотехнология терминидан фойдаланила бошланди. Биотехнология микробиология, биокимё, биоорганик кимё, молекуляр биология, физиология, генетика, молекуляр генетика, генетик инженерия ва бошқа фанлар ютуғига асосланади. Биотехнологиянинг микробиологик биотехнология, мембраналар биотехнологияси, иммобиллашган ферментлар биотехнологияси, ҳужайра биотехнологияси, ген ва ҳужайра инженерияси биотехнологияси каби соҳалари мавжуд.

Турлари

Микробиологик биотехнология микроорганизмлар ҳаёт фаолиятидаги жараёнларга асосланган бўлиб, бу соҳада ферментли препаратлар, антибиотиклар, аминокислоталар, гормонлар, оқсил моддалари ва халқ хўжалигининг турли тармоклари учун зарур метаболитлар синтез қилинади. Масалан, Ўзбекистон Фанлар академияси Микробиология институтида микробиологик биотехнология асосида ўсимлик чиқиндилари (ғўзапоя, чанғалоқ, сомон ва чиқиндилар)дан чорва моллари учун озуқа тайёрлашга эришилди; айрим мамлакатлар (Бразилия)да махсус микроблар воситасида селлюлозадан қанд ёки спирт олиш, мол гўнгидан метан гази олиш биотехнологияси (айниқса, Хитой, Бразилия ва Европа мамлакатларида) жуда юқори иқтисодий самара бермоқда.

Мембраналар ва иммобиллашган ферментлар биотехнологияси воситасида хилма-хил жараёнларни ўлчаш ва назорат қилиш ускуналари ишлаб чиқариш мумкин. Шунингдек, ферментлар имобиллашганда (бирор бир сатҳга кимёвий бириктирилганда) уларнинг активлиги ортиб, функсионал ҳолати бир қадар муддатга узаяди. Бундан фойдаланиб биотехнологик жараёнлар (мас, мембраналар ўтказувчанлигини бошқариш усули, ферментларни мобиллаш ва бошқалар) яратилган. Бу соҳада Ўзбекистон миллий университети биология ва кимё факултети (Биотехнология О. Тошмуҳамедов, О. К. Тошмуҳамедова, А. И. Гагелганс, М. М. Раҳимов ва бошқалар)нинг ҳиссаси катта.

Ҳужайра биотехнологияси ўсимлик, ҳайвон ва одам ҳужайраларининг сунъий шароитда ўсиши ҳамда кўпайиши микроорганизмларникига ўхшашлигига асосланган. Одам ва ҳайвон ҳужайраларини сунъий ўстириш нодир биологик препаратлар, антителалар ва оқсил гормонларини саноат миқёсида ишлаб чиқариш имконини берди. Ўсимлик, ҳайвон ва одам касалликларини аниқлаш учун моноклонал антителалар (бошланғич биргина ҳужайра авлодлари ишлаб чиқарадиган антителалар) асосида ўта сезувчан диагностик воситалар ишлаб чиқариш йўлга қўйилди. Жумладан, Ўзбекистон Фанлар академияси Ядро физикаси институти кршидаги „Радиопрепарат“ корхонасида ва Ўзбекистон Республикаси Соғлиқни сақлаш вазирлигининг Онкология ва радиология институтида рак касаллигининг айрим турларини оддиндан аниклайдиган биотехнологик воситалар ишлаб чиқарилмоқда. Физиологик актив иккиламчи бирикмаларни синтез қилиш фақат ўсимлик ҳужайраларига хос хусусиятдир. Бундай моддаларга тиббиётда ва саноатнинг турли соҳаларида ишлатиладиган алкалоидлар, гликозидлар, жумладан стероидли сапонинлар, стероидли гормонал препаратлар олишда ишлатиладиган моддалар, эфир ёғлар, полисаҳаридлар, фитогормонлар ва ҳоказо киради. Ўстирилаётган ҳужайра, одатда қайси ўсимликдан олинган бўлса, шу ўсимликка хос иккиламчи моддаларни синтез қилади. Аммо ҳужайраларда синтез кдпинадиган биомасса миқдори ўсимлик органларидагига нисбатан анча кам бўлади. Шунинг учун рентабеллиги саноат усулидаги ҳужайра биотехнологияси учун тез ўсадиган, юқори биосинтетик хусусиятга эга, оддий озуқали муҳитда ҳам ўсадиган, осмотик ва механик таъсиротларга чидамли мутант линиялар керак.

Ҳужайра биотехнологиясининг яна бир хусусияти ҳужайра тотипотентлиги, яъни сунъий озиқлантириш ва парваришлаш билан бир ҳужайрадан етук ўсимлик олишдир. Масалан, помидор, тамаки, беда, сабзи ва бошқа ўсимликлар мана шу хусусият асосида етиштирилди; Ўзбекистон Генетика ва ўсимликлар экспериментал биологияси институтида ўсимлик ҳужайраларидан етук ўсимлик яратиш устида илмий ишлар олиб борилмоқда. Ҳужайраларни сунъий ўстириш ва парваришлаш асосида ўсимликларни клонал (вегетатив) кўпайтириш биотехнологияси шаклланди (бу 90 оилага мансуб 433 ўсимлик тури учун ишлаб чиқилган). Бу усул картошка, мева дарахтлари ва гулларнинг вируссиз навларини яратиш, селексион фондни бойитиш ва янги навлар етиштириш имкониятини беради.

Ген ва ҳужайра инженерияси биотехнологияси генетик инженерия ҳамда ҳужайра инженериясининг синтезидан вужудга келди. Биотехнологиянинг бу сохаси ёрдамида мавжудотнинг мақсадга мувофиқ фойдали хоссага эга микроб штаммлари, ҳужайра хиллари, ўсимлик навлари ва ҳайвон зотларини яратиш мумкин. Ген ва ҳужайра инженерияси биотехнологияси инженерлик усули билан тирик мавжудотларнинг ўзгартирилган ирсияти молекуляр генетикасини мукаммал ўрганиш, фойдали генларни излаб топиш ва керакли миқдорда ажратиб олиш, бегона генларни ҳужайра ичига киритиб, ирсиятга улаш, уланган генларни янги ирсиятда актив фаолиятини таъминлаб берувчи вектор молекула (таркибида рестриктаза учун фақат биргина энг қулай кесилиш жойига эга, трансформация бўлган ҳужайраларни саралашни осонлаштирувчи маркер ген сақловчи ва максадга мувофиқёт генни хўжайин ирсиятига улаб, унинг мустақил ишлашини таъминловчи молекуляр конструксия) яратиш, ирсияти ўзгартирилган ҳужайрадан дори-дармон, озука моддалар, диагностик воситалар ажратиб олиш ёки ўсимлик навларини яратиш мақсадида ирсияти узгартирилган ҳужайрадан мукаммал ўсимлик формасини олиш, ҳар хил ирсий белгиларга эга ва табиий шароитда чангланмайдиган ўсимлик ҳужайралари протопластларини электр импулси ёки поливинилпирролидон иштирокида^ириктириб, ҳар иккала ўсимликнинг фойдали хусусиятларига эга мукаммал ўсимлик етиштириш (Германиядаги Макс Планк институти ходимлари помидор ва картошка ҳужайрасини бириктириб, иддизида картошка туганаги, поясида помидор меваси етиладиган янги гибрид ўстирди) бўйича талайгина муваффақиятларга эришди.

Биотехнологиянинг фан сифатида шаклланиши ва ривожланишида М. А. Айтхожин, А. А. Баев, Р. Г. Бутенко, Г. П. Горгиев, Ю. Ю. Глеба., В. Г. Дебабов, Г. К. Скрябин, К. Г. Скрябин, Ж. А. Мусаев, Биотехнология О. Тошмуҳамедов, А. Ф. Холмуродов ва бошқаларларнинг ҳиссаси катта.

Адабиётлар

• ЎзМЕ. Биринчи жилд. Тошкент, 2000-йил
• Уоцон Дж., Туз Дж., Курс Д., Реокомбинантний ДНК 1пер. с англ.], М., 1986; Сассон А., Биотехнология: свершения и надежди [пер. с англ.], М., 1987; Биотехнология (в 8 кн.], М., 1987; Основи селскохозяйственной биотехнологии, М., 1990. Абдусаттор Абдукаримов, Сотволди Жатаев.