Використання грибів у біотехнології

Біотехнологічні функції грибів різноманітні. Їх використовують для одержання таких продуктів, як: антибіотики (пеніциліни, цефалоспорини); гіббереліни й цитокініни (фузаріум і ботритис); каротиноїди (астаксантин, який надає м'якоті лососевим рибам червоно-жовтогарячий відтінок виробляють Rhaffia rhodozima, яких додають у корм на рибозаводах); білок (Candida, Saccharomyces lipolitica); сири типу рокфор і камамбер (пеніцили); соєвий соус (Aspergillus oryzae).

До грибів відносяться дріжджі й цвілі.

Із 500 відомих видів дріжджів першим люди навчилися використати Saccharomyces cerevisiae, цей вид найбільш інтенсивно культивується. До дріжджів, які зброджують лактозу, відноситься Kluyveromyces fragilis, що використовують для одержання спирту із сироватки. Saccharomycopsis lipolytica розкладає вуглеводні й використовується для одержання білкової маси. Всі три види належать до класу аскоміцетів. Інші корисні види відносяться до класу дейтероміцетів (несправжніх грибів), тому що вони розмножуються не статевим шляхом, а брунькуванням. Candida utilis росте в сульфітних стічних водах (відходи паперової промисловості). Trichosporon cutaneum, який окислює численні органічні сполуки, включаючи деякі токсичні (наприклад, фенол), відіграє важливу роль у системах аеробної переробки стоків. Phaffia rhodozyma синтезує астаксантин – каротиноїд, що надає м'якоті та кольору форелі й лососям, які вирощують на фермах. Промислові дріжджі звичайно не розмножуються статевим шляхом, не утворюють спори й поліплоїдні. Під останнім розуміється їхня сила й здатність адаптуватися до змін середовища культивування (у нормі ядро клітини S.cerevisiae містить 17 або 34 хромосоми, тобто клітини або гаплоїдні, або диплоїдні).

Цвілі викликають численні перетворення у твердих середовищах, які відбуваються перед бродінням. За їх допомогою здійснюють гідроліз рисового крохмалю при виробництві саке й гідроліз соєвих бобів, рису й солоду при одержанні їжі в азіатських країнах. Харчові продукти на основі зброджених цвілевими грибами Rhizopus oligosporus соєвих бобів або пшениці містять в 5 – 7 разів більше таких вітамінів, як рибофлавін, нікотинова кислота) і відрізняються підвищеним у кілька разів вмістом білка. Цвілі також продукують ферменти, які використовуються у промисловості (амілази, пектинази й т.д.), органічні кислоти й антибіотики. Їх застосовують й у виробництві сирів, наприклад, камамбера й рокфору.

Штучне вирощування грибів здатне внести й інший, не менш важливий внесок у справу забезпечення продовольством населення земної кулі. Люди вживають гриби в їжу із глибокої стародавності. Тому зробити гриби такою ж керованою сільськогосподарською культурою, як зернові злаки, овочі, фрукти, давно вже стало актуальним завданням. Найбільш легко піддаються штучному вирощуванню гриби здатні перетворювати деревну масу. Це пов'язано з особливостями їхньої біології, які стали нам відомі й зрозумілі тільки зараз. Їхню здатність легко рости й плодоносити використовували з найдавніших часів.

Штучне розведення таких грибів одержало досить широке поширення. Міцелій їстівних грибів вирощують на рідких середовищах, наприклад на молочній сироватці й ін., у спеціальних ферментерах, у так званій глибинній культурі. Це повністю механізований й автоматизований процес. Так, в Інституті мікробіології Академії наук Білорусі розроблені й апробовані в дослідному виробництві способи одержання білкових грибних препаратів даедаліну й пантегрину з міцелію грибів дедалеопсиса горбистого й пилолистника тигрового, з високим вмістом білка й біологічно активних речовин. За вмістом білка 1 кг цих препаратів еквівалентний 2 кг м'яса. За біологічною цінністю білок цих препаратів не уступає рослинним і наближається до тваринних білків. Переварюваність білків даних препаратів становить понад 80%. В основі цього способу одержання харчового білка лежать отримані мікологами дані про те, що плодові тіла грибів й їхня грибниця близькі за своїм хімічним складом й харчовою цінністю. Грибні білкові препарати даедалін і пантегрин рекомендовані як харчові добавки після відповідного медичного контролю. Дослідження в цьому напрямку тривають.

Найпростіші в біотехнології

Найпростіші відносяться до числа нетрадиційних об'єктів біотехнології. Донедавна вони використовувалися лише як компонент активного мулу при біологічному очищенні стічних вод. У цей час вони привернули увагу дослідників як продуценти біологічно активних речовин.

У цій якості раціональніше використовувати вільноживучих найпростіших, які володіють різноманітними біосинтетичними можливостями й тому широко розповсюдженими в природі.

Особливу екологічну нішу займають найпростіші, що живуть у рубці жуйних тварин. Вони мають фермент целюлазу, яка сприяє розкладанню клітковини в шлунку жуйних. Найпростіші рубця можуть бути джерелом цього ферменту. Збудник південноамериканського трипаносомозу – Trypanosoma (Schizotrypanum cruzi) став першим продуцентом протипухлинного препарату круцину (СРСР) і його аналога – трипанози (Франція). Вивчаючи механізм дії цих препаратів, радянські вчені (Г.І. Роскін, Н.Г. Клюєва і їхні співробітники), а також їхні французькі колеги (Ж. Кудер, Ж. Мішель-Брен й ін.) прийшли до висновку, що ці препарати проявляють цитотоксичний ефект при прямому контакті з пухлиною й інгібують її опосередковано, шляхом стимуляції ретикулоендотеліальної системи. З'ясувалося, що інгібуюча дія пов'язана з жирнокислотними фракціями. Характерною рисою цих організмів є високий вміст ненасичених жирних кислот, що становить у трипаносомід 70 – 80%, а в Astasia longa (вільноживучий джгутиконосець) – 60% від суми всіх жирних кислот. У джгутиконосців фосфоліпіди й поліненасичені жирні кислоти мають такий же склад і будову, як в організмі людини й тварин. У світі мікробів поліненасичені жирні кислоти не синтезуються, а багатоклітинні тварини або рослини являють собою більш обмежену сировинну базу, ніж найпростіші, культури яких можна одержувати методами біотехнології незалежно від пори року або кліматичних умов.

Оскільки ліпідний метаболізм найпростіших має відносну лабільність, були вивчені шляхи його регуляції. Застосування до найпростіших загальноприйнятого в мікробіології прийому підвищення біосинтезу ліпідів за рахунок зниження вмісту в середовищі джерел азоту й збільшення вмісту джерел вуглецю призвело до різкого гальмування або зупинки росту культур. Для створення умов спрямованого біосинтезу ліпідів у середовища для культивування джгутиконосців додавали попередники й стимулятори біосинтезу ліпідів: малонат, цитрат, сукцинат, цитидиннуклеотиди в сполученні з певним режимом аерації.

Російські вчені одержали водорозчинний напівсинтетичний препарат – астазилід, який представляє собою комплекс ефірів сахарози й жирних кислот, попередньо виділених з А. longa. Для вивчення активності й механізму дії цього препарату були застосовані різні моделі: бішарні ліпідні мембрани (БЛМ), монокультури нирки теляти й карциноми яєчника людини, імунокомпетентні клітини– перитонеальні макрофаги. Було встановлено, що астазилід викликає збільшення провідності, поверхневого натягу, а також зменшення електромеханічної стабільності БЛМ.

Отримані дані дозволяють припускати, що в основі фізіологічних ефектів препарату лежить його значна мембраноактивуюча дія. Астазилід проявляє м'які детергентні властивості. Можливо, що збільшення провідності й деяка дестабілізація клітинних мембран відкривають шлях для проникнення усередину клітини Ca²⁺ й інших йонів, які відіграють ключову роль у регуляції метаболізму. При вивченні дії астазиліду на культуру клітин нирки теляти було встановлено, що препарат збільшує мітотичний індекс клітин, знижує їхній поліморфізм, поліпшує адгезивні властивості культури, забезпечує більш щільне зчеплення із субстратом і посилення міжклітинних контактів.

Іншою групою біологічно активних речовин найпростіших є полісахариди.

Розмаїтість полісахаридів, синтезованих найпростішими, досить велика. Особливий інтерес представляє парамілон, характерний для евгленових. Представники родів Astasia й Euglena здатні до сверхсинтезу парамілона, що становить понад 50% сухого залишку клітин. Цей полісахарид вивчається як стимулятор імунної системи ссавців. У дослідах парамілон A. longa володів вираженим протипухлинним ефектом. Діючи опосередковано через імунну систему, парамілон гальмує ріст саркоми на 60% і знижує експериментальне прищеплення аденокарциноми Ерліха.

У цей час у світі надається велике значення виробництву глюканів не тільки для медичних цілей, але й для харчової й текстильної промисловості. Дотепер глюкани одержували з культур бактерій або морських водоростей. Евгленові є одним з найбільш перспективних джерел цієї речовини. Структурні полісахариди, що входять до складу клітинних мембран найпростіших,– це гетерополісахариди, які містять глюкозу, манозу, ксилозу, арабінозу, рибозу, галактозу, рамнозу, фруктозу, глюкозамін. Найбільш характерними гетерополісахаридами є арабіногалактани, Д-галакто-Д-маннан, фосфаноглюкани й ін.

Великий інтерес представляє з'ясування антигенного взаємозв'язку між непатогенними й патогенними для людини видами трипаносомід. Установлено, що при введенні мишам полісахаридів з культур непатогенних для людини найпростіших – Herpetomonas sp. і Crithidia fasciculata – підвищувалася резистентність тварин до Т. cruzi, збудника хвороби Чагаса в людини. Наявність перехресних імунологічних реакцій між полісахаридами різних типів послужило підставою для висновку про те, що антигенна спільність між цими речовинами обумовлена не структурою полімеру, а окремими мономерами або олігомерами однакової хімічної будови.

Біомаса найпростіших містить до 50% білка. Його висока біологічна цінність полягає в тому, що він містить всі незамінні амінокислоти, причому із вмісту вільних амінокислот на порядок вище, ніж у біомасі мікроводоростей, бактерій й у м'ясі. Це свідчить про широкі можливості застосування вільноживучих найпростіших як джерела кормового білка.

Водорості

Водорості використовуються, в основному, для одержання білка. Досить перспективні щодо цього культури одноклітинних водоростей, зокрема високопродуктивних штамів роду Chlorella й Scenedesmus. Їхня біомаса після відповідної обробки використовується як добавка в раціони худоби, а також у харчових цілях.

Одноклітинні водорості вирощують в умовах м'якого теплого клімату (Середня Азія, Крим) у відкритих басейнах зі спеціальним поживним середовищем. Наприклад, за теплий період року (6 – 8 місяців) можна одержати 50 – 60 т біомаси хлорели з 1 га, тоді як одна із самих високопродуктивних трав – люцерна дає з тієї ж площі тільки 15 – 20 т урожаю.

Хлорела містить близько 50% білка, а люцерна – лише 18%. У цілому в перерахуванні на 1 га хлорела утворює 20 – 30 т чистого білка, а люцерна – 2 – 3,5 т. Крім того, хлорела містить 40% вуглеводів, 7 – 10% жирів, вітаміни А (в 20 разів більше), B₂, К, РР і багато мікроелементів. Варіюючи склад поживного середовища можна процеси біосинтезу в клітинах хлорели зрушити убік нагромадження або білків, або вуглеводів, а також активувати утворення тих або інших вітамінів.

При завоюванні племен майя місіонерами описувався випадок, коли іспанці біля півтора року осаджували фортецю на вершині гори. Природно, що всі продукти давно повинні були скінчитися, однак фортеця не здавалася. Коли ж вона була нарешті взята, то іспанці з подивом побачили в ній невеликі ставки, де культивувалися одноклітинні водорості, з яких індіанці готували особливий сир. Іспанці спробували його й знайшли досить приємним на смак. Однак це було вже після того, як іспанці знищили абсолютно всіх захисників і секрет племені був загублений. У наш час робилися спроби визначити цей вид водоростей, з яких готувався сир, але вони не увінчалися успіхом.

У їжу вживають не менше 100 видів макрофітних водоростей як у країнах Європи й Америки, так й особливо на Сході. З них виготовляють багато різноманітних блюд, у тому числі дієтичних, салатів, приправ. Їх подають у вигляді зацукрованих шматочків, своєрідних цукерок, з них варять варення, роблять желе, добавки до тіста й багато чого іншого. У магазині можна купити консерви з морської капусти – ламінарії далекосхідних або північних морів. Її консервують із м'ясом, рибою, овочами, рисом, уживають при готуванні супів й ін. Вона поряд з мікроводорістю хлорелою є самою популярною їстівною й кормовою водорістю.

Відомі й інші їстівні макрофітні водорості – ульва, з якої роблять різні зелені салати, а також аларія, порфіра, родименія, хондрус, ундарія й ін. У Японії продукти, які одержують із ламінарієвих, називають «комбу», і для того, щоб їх смачно приготувати, існує більше десятка способів.

У цілому ряді країн водорості використовують як досить корисну вітамінну добавку до кормів для сільськогосподарських тварин. Їх додають до сіна або дають як самостійний корм для корів, коней, овець, кіз, домашнього птаха у Франції, Шотландії, Швеції, Норвегії, Ісландії, Японії, Америці, Данії й на півночі Росії. Тваринам згодовують у вигляді добавки також біомасу вирощуваних мікроводоростей (хлорела, сценедесмус, дуналієлла й ін.).

Гідролізати білка зеленої водорості Scenedesmus використовуються в медицині й косметичній промисловості. В Ізраїлі на дослідних установках проводяться експерименти із зеленою одноклітинною водорістю Dunaliella bardawil, яка синтезує гліцерин. Ця водорість відноситься до класу рівноджгутикових і схожа на хламідомонаду. Dunadiella може рости й розмножуватися в середовищі із широким діапазоном вмісту солі: і у воді океанів, і в майже насичених сольових розчинах Мертвого моря. Вона накопичує вільний гліцерин, щоб протидіяти несприятливому впливу високих концентрацій солей у середовищі, де вона росте. При оптимальних умовах і високому вмісті солі на частку гліцерину доводиться до 85% сухої маси клітин. Для росту цим водоростям необхідні: морська вода, вуглекислий газ і сонячне світло. Після переробки ці водорості можна використати як корм для тварин, тому що в них немає неперетравлюваної клітинної оболонки, властивої іншим водоростям. Вони також містять значну кількість β-каротину. Таким чином, культивуючи цю водорість, можна одержувати гліцерин, пігмент і білок, що досить перспективно з економічної точки зору.

Поряд з кормами водорості давно застосовують у сільському господарстві як добрива. Біомаса збагачує ґрунт фосфором, калієм, йодом і значною кількістю мікроелементів, поповнює також її бактеріальну, у тому числі азотфіксуючу, мікрофлору. При цьому в ґрунті водорості розкладаються швидше, ніж гнойові добрива, і не засмічують її насінням бур'янів, личинками шкідливих комах, спорами фітопатогенних грибів.

Одним із самих найпоширеніших продуктів, які одержують із червоних водоростей, є агар – полісахарид, присутній у їхніх оболонках і складається з агарози й агаропектину. Кількість його доходить до 30 – 40% від маси водоростей (водорості лауренція й грацилярія, гелідіум). Водорості – єдине джерело одержання агару, агароїдів, каррагініну, альгінатів. У світі в 1980 р. було отримано 7 тис. т агару, 222 тис. т альгінатів, 10 тис. т каррагініну. У нашій країні основним джерелом агару є червона водорість анфельція.

Бурі водорості є єдиним джерелом одержання речовин – солей альгінової кислоти, альгінатів. Альгінова кислота – лінійний гетерополісахарид, побудований зі зв'язаних залишків β-Д-мануронової й α-L-гіалуронової кислот.

Альгінати винятково широко застосовуються в народному господарстві. Це виготовлення високоякісних мастил для тертьових деталей машин, медичні й парфумерні мазі й креми, синтетичні волокна й пластики, стійкі до будь-якої погоди лакофарбові покриття, тканини що не вицвітають згодом, виробництво шовку, клеючих речовин винятково сильної дії, будівельних матеріалів, харчові продукти відмінної якості – фруктові соки, консерви, морозиво, стабілізатори розчинів, брикетування палива, ливарне виробництво й багато чого іншого. Альгінат натрію – найбільш використовувана сполука – здатна поглинати до 300 масових одиниць води, утворюючи при цьому гелеві розчини.

Бурі водорості багаті досить корисною сполукою – шестиатомним спиртом маннітом, що з успіхом застосовують у харчовій промисловості, фармацевтиці, при виробництві паперу, фарб, вибухівки й ін. Бурі водорості найближчим часом планується використовувати для одержання біогазу. Каллусні культури макрофітних водоростей можуть бути використані далі в різних напрямках. У випадку, якщо вони отримані від агарофітів, можна безпосередньо одержувати з них агар.

Каллусні культури харчових макрофітних водоростей, наприклад ламінарієвих, можуть у перспективі використовуватися для одержання білка, що безпосередньо йде в їжу й у харчові добавки, а також у корми сільськогосподарських тварин. Суспензовані культури макрофітних водоростей відкривають у перспективі можливості використання їх як трофічну ланку в марикультурі. Вони могли б також виступати як партнер у штучно створюваних рослинних асоціаціях, учасники яких мають корисні властивості. Культури екзометаболітів, які виділяються клітинами, характерні для вихідного виду водорості, будуть становити основу трофічного обміну при вдалому підборі партнерів у рослинній асоціації або комплексі марикультури. Необхідно відзначити, що при відсутності токсичної й антагоністичної дії сполук у природних умовах існують різноманітні й численні природні асоціації, які наприклад, повсюдно зустрічаються – комплекси водоростей і бактерій.

Рослини в біотехнології

Водна папороть азолла цінується як органічне азотне добриво, тому що росте в тісному симбіозі із синьо-зеленою водорістю анабена. Маленькі листки азолли (їхня довжина рідко перевищує один міліметр) розташовані на зразок черепиці – одні листочки перекривають інші. Короткі корінці звисають униз. Будова листка азолла незвичайна. Кожен листок складається із двох лопат, або сегментів. Верхній сегмент, що виступає над водою, зелений, з декількох шарів клітин у товщину, з устячками на обох сторонах. Нижній сегмент занурений у воду. Він служить, як припускають, для усмоктування води. На деяких нижніх сегментах розвиваються соруси. Чудовою особливістю азолли є симбіоз цієї рослини із синьо-зеленою водорістю анабеною азолли (Anabaena azollae), із сімейства ностокових (Nostocaceae). Водорість окупує порожнину, яка знаходиться на черевній стороні верхнього, повітряного сегмента, недалеко від його основи. Порожнина оточена виростами з епідермальних клітин, які поступово обростають її, залишаючи лише маленький центральний отвір, який сполучений із зовнішнім середовищем. Вона цілком вистелена епідермальними клітинами, від яких відходять волоски, і наповнена слизом (можливо, продуктом виділення цих волосків). Анабена виконує функції азотфіксатора в цьому симбіозі.

Азолла швидко розмножується простим діленням: частина листів відокремлюється від материнської рослини й починає самостійне життя. При сприятливих умовах вона здатна подвоювати свою біомасу кожні три доби. У сполученні з тим, що симбіоз із анабеною дозволяє накопичувати багато азоту у вегетативній масі, такі темпи росту призводять до надзвичайно швидкого заповнення всієї поверхні води вегетативною масою цієї папороті. Анабену азоллу вирощують на рисових полях перед посівом рису, що дозволяє знижувати кількість внесених мінеральних добрив.

Представники сімейства ряскових (Lemnaceae) – найдрібніші і прості за будовою квіткові рослини, величина яких рідко перевищує 1 см. Цвітуть украй рідко. Ряскові – вільноживучі водні плаваючі рослини.

Ряскові (Lemna minor, L. trisulca, Wolfia, Spirodela polyrhiza) служать кормом для тварин, для качок й інших водоплавних птахів, риб, ондатри. Їх використовують й у свіжому, і в сухому вигляді як білковий корм для свиней і домашнього птаха. Ряскові містять багато протеїну (до 45% від сухої маси). 45% вуглеводів, 5% жирів й інше – клітковина й т.д. Вони високо продуктивні, невибагливі в культурі, добре очищають воду й збагачують її киснем. Це робить ряскові цінним об'єктом для морфогенетичних, фізіологічних і біохімічних досліджень.

Завдання для самоконтролю:

Поняттю «біооб’єкт у процесах біосинтезу» відповідає наступне визначення:

· організм, на якому випробовують нові біологічно активні речовини

· організм, що викликає контамінацію біотехнологічного устаткування

· фермент, який використовується в аналітичних цілях

· організм, продукуючий біологічно активні сполуки

· фермент - промисловий біокаталізатор

Поняттю «біооб’єкт у процесах біотрансформації» відповідає наступне визначення:

· організм, на якому випробовують нові біологічно активні речовини

· організм, що викликає контамінацію біотехнологічного устаткування

· фермент, використовуваний в аналітичних цілях

· організм, продукуючий біологічно активні сполуки

· фермент - промисловий біокаталізатор

Донор - це:

· біооб’єкт, що поставляє матеріал для процесу виробництва біотехнологічних продуктів

· біооб’єкт, що поставляє матеріал для процесу виробництва біотехнологічних продуктів без шкоди для своєї життєдіяльності

· біооб’єкт, у якого забір матеріалу для виробництва біотехнологічних продуктів виявляється несумісний із продовженням життєдіяльності

Відмінні риси прокаріотичної клітини:

· малий розмір

· відсутність відособленого ядра

· наявність субклітинних органел

· багатошарова клітинна стінка

· хромосомна ДНК у цитоплазмі

До прокаріотів відносяться:

· бактерії

· віруси

· синьо-зелені водорості

· актиноміцети

· найпростіші

· гриби

Клітинна стінка грампозитивних бактерій й актиноміцетів складається з:

· хітину

· пептидоглікану

· ліпополісахаридів

· целюлози

· білка

Клітинна стінка грамнегативних бактерій складається з:

· хітину

· пептидоглікану

· ліпополісахаридів

· целюлози

· білка

Клітинна стінка цвілевих грибів складається з:

· хітину

· пептидоглікану

· ліпополісахаридів

· целюлози

· білка

Відмінні риси еукаріотичної клітини:

· великий розмір

· наявність відособленого ядра

· наявність субклітинни органел

· ригідна клітинна стінка

· наявність интронов у генах

Еукаріотами є:

· дріжджі

· гриби

· водорості

· еубактерії

· актиноміцети

· найпростіші

Ферменти, залежно від реакції, яку вони каналізують, підрозділяють на класи:

· оксидоредуктази

· гідролази

· трансферази

· ізомерази

· синтетази

· ліази

Головний критерій добору продуцента в якості біооб’єкта:

· швидке нагромадження біомаси

· стійкість до зараження сторонньою мікрофлорою

· здатність синтезувати цільовий продукт

· здатність рости на дешевих поживних середовищах

· секреція цільового продукту в культуральну рідину

Методи вдосконалювання біооб’єкта:

· індукований мутагенез

· клітинна інженерія

· генна інженерія

· інтрадукція рослин

· селекція

Донатор - це біологічний об'єкт:

· фермент-біокаталізатор процесу біотрансформації

· поставляє матеріал для процесу виробництва біотехнологічних продуктів

· поставляє матеріал для процесу виробництва біотехнологічних продуктів без шкоди для своєї життєдіяльності

· поставляє матеріал для виробництва біотехнологічних продуктів із припиненням подальшої життєдіяльності

Основні методи вдосконалювання біооб’єкта в сучасній біотехнології:

· індукований мутагенез

· клітинна інженерія

· генна інженерія

· інтрадукція рослин

· селекція

Скринінг біотехнологічних продуктів:

· удосконалювання шляхом хімічної трансформації

· удосконалювання шляхом біотрансформації

· пошук і добір («просівання») природних структур

· повний хімічний синтез

· зміна просторової конфігурації природних структур

Регуляція біосинтетичних шляхів за принципом зворотного зв'язку здійснюється способами:

· індукції

· ретрогальмування

· репресії

Ретрогальмування кінцевим продуктом при біосинтезі БАР - це гальмування:

· активності останнього ферменту метаболічного ланцюга

· активності всіх ферментів метаболічного ланцюга

· активності початкового ферменту метаболічного ланцюга

· транскрипції

· трансляції

Індукція ферменту - це:

· зменшення швидкості синтезу ферменту у відповідь на появу індуктора

· збільшення швидкості синтезу ферменту у відповідь на появу індуктора

· зменшення швидкості розкладання ферменту у відповідь на появу індуктора

Роль індуктора можуть виконувати:

· субстрати

· аналоги субстрату

· первинні метаболіти

· вторинні метаболіти

· кінцевий продукт реакції

Репресія кінцевим продуктом при біосинтезі БАР - це:

· гальмування синтезу останнього ферменту метаболічного ланцюга

· гальмування синтезу початкового ферменту метаболічного ланцюга

· прискорення синтезу початкового ферменту метаболічного ланцюга

· гальмування синтезу всіх ферментів метаболічноого ланцюга

· прискорення синтезу всіх ферментів метаболічного ланцюга

Катаболітна репресія - гальмування синтезу певних ферментів:

· всіма продуктами метаболізму

· продуктами катаболізму глюкози

· продуктами катаболізму фруктози

· продуктами катаболізму сахарози

Компоненти регуляції згідно «моделі оперона»:

· структурний ген

· ген-регулятор

· оператор

· промотор

· інтрон

Оператор - це:

· початкова ділянка транскриптона

· стартова точка транскрипції

· початкова ділянка екзона

· ділянка ДНК, що зв'язує білки-регулятори транскрипції в прокаріотичній клітині

· ділянка ДНК, що зв'язує білки-регулятори транскрипції в еукаріотичній клітині

До складу оперона входять:

· структурний ген

· ген-регулятор

· оператор

· промотор

Біосинтез ферментів синтезу метаболітів у клітині здійснюється якщо:

· белок-репресор з'єднаний з оператором

· белок-репресор зв'язаний індуктором

· белок-репресор активований корепресором

Активність оператора оперона гальмується в результаті:

· приєднання белка-репресора

· приєднання корепресора

· активної дії індуктора

Біосинтез ферментів синтезу метаболітів припиняється в результаті приєднання:

· індуктора до белку-репресору

· белка-репресора до оператора

· белка-репресора до промотору

Створення зверхпродуцентів цільового продукту засновано на мутаційному ушкодженні алостеричного центру:

· першого ферменту метаболічного ланцюга

· всіх ферментів метаболічного ланцюга

· останнього ферменту метаболічного ланцюга

· белка-репресора

Механізми захисту клітини від власного токсичного метаболіту:

· компартменталізація

· оборотна ферментативна інактивація

· непроникність клітинної мембрани продуцента після виходу продукту

· відсутність внутрішньоклітинних мішеней

· утворення продукту на пізній стадії росту продуцента

Компартментализація - це:

· поділ біохімічних процесів по окремих ділянках клітин

· розподіл ферментів і мультиферментних комплексів між певними органелами або їхніми частинами в клітині

· просторова організація біохімічних процесів у клітині

· розподіл і регуляція біохімічних процесів клітини в часі

Види мутагенів:

· хімічні

· фізичні

· механічні

· біологічні

Мішенню для фізичних і хімічних мутагенів у клітинах біооб’єктів є:

· дезоксирибонуклеїнова кислота

· Днк-полімераза

· Рнк-полімераза

· рибосома

· інформаційна РНК

Внутрішньогенні мутації:

· трансверсія

· інверсія

· дуплікація

· транзиція

Транзиція - це вид внутрішньогенної мутації, що полягає:

· у заміні пурину на піримідин

· у заміні пурину на інший пурин

· у заміні піримідину на інший піримідин

· у заміні піримідину на пурин

Транслокація - це вид хромосомної мутації, що полягає:

· в обміні ділянками між хромосомами

· у зміні порядку розташування генів на хромосомі

· у подвоєнні якої-небудь ділянки ДНК

Трансверсія - це вид внутрішньогенної мутації, що полягає:

· у заміні пурину на піримідин

· у заміні пурину на інший пурин

· у заміні піримідину на інший піримідин

· у заміні піримідину на пурин

Хромосомні мутації:

· транслокація

· транскрипція

· транспозиція

· інверсія

· делеція

· дуплікація

Репарація - це:

· зворотна мутація до вихідного фенотипу

· механізм виправлення ушкоджень ДНК

· процес злиття лімфоцитів і мієломних клітин

· добір клітин по певних ознаках

Реверант - це:

· організм, що виник у результаті мутації

· органоїд клітинного ядра

· відрізок молекули ДНК

· організм, що виник у результаті повторної мутації

Перевага клітинної інженерії перед схрещуванням:

· спрямовані комбінації генів

· швидка селекція нових варіантів

· подолання видових і родових бар'єрів

· мутаційні зміни генома

Метод клітинної інженерії стосовно до тваринних клітин називається:

· гібридомною технологією

· фузією протопластів

· генною інженерією

· гібридизацією

· технологією рекомбінантних ДНК

Гібридизація протопластів можлива, якщо клітини вихідних рослин володіють:

· стетевою сумісністю

· статевою несумісністю

· сумісність не має істотного значення

· видоспецифічністю

· ферментативною активністю

Встановіть правильну послідовність етапів технології фузії протопластів: 1. Злиття протопластів. 2. Видалення клітинної стінки. 3. Утворення й добір гаплоїдів. 4. Рекомбінація хромосом з утворенням диплоїдів. 5. Регенерація протопластів і формування нормальних гібридних клітин Відповідь по коду:

· А вірно 3,4,1,2,5

· Б вірно 1,5,2,3,4

· В вірно 2,1,4,3,5

· Г вірно 5,4,3,2,1

Для одержання протопластів із клітин грибів використовується:

· лізоцим

· трипсин

· «фермент молюсків»

· пепсин

· солізим

За утворенням протопластів з мікробних клітин можна стежити за допомогою методу:

· віскозиметрії

· колориметрії

· фазово-контрастної мікроскопії

· електронної мікроскопії

· спектрального аналізу

Для одержання протопластів з бактеріальних клітин використовується:

· лізоцим

· «фермент молюсків»

· трипсин

· папаїн

· хімотрипсин

Об'єднання геномів клітин різних видів і родів можливо при соматичній гібридизації:

· тільки в природних умовах

· тільки в штучних умовах

· у природних і штучних умовах

· при розвитку патологічного процесу

· при стресах

Висока стабільність протопластів досягається при зберіганні:

· у холоді

· у гіпертонічному середовищі

· у середовищі з додаванням антиоксидантів

· в анаеробних умовах

· у середовищі поліетиленгліколю (ПЕГ)

Поліетиленгліколь (ПЕГ), внесений у суспензію протопластів:

· сприяє їхньому злиттю

· запобігає їхнє злиття

· підвищує стабільність суспензії

· запобігає мікробному зараженню

· знижує можливість мікробного зараження

Для протопластування найбільш підходять суспензійні культури в:

· лаг-фазі

· фазі прискореного росту

· логарифмічній фазі

· фазі вповільненого росту

· стаціонарній фазі

Фузогенними агентами є:

· магнітне поле

· катіони кальцію

· поліетиленгліколь

· лізоцим

· зимолаза виноградного равлика

Для одержання протопластів актиноміцетів використовується:

· лізоцим

· трипсин

· «фермент молюсків»

· пепсин

· солізим

Умови збереження протопластів у клітинній інженерії:

· наявність у середовищі поліетиленгліколя

· наявність у середовищі буферного розчину

· гіпертонічне середовище й знижена температура

· гіпотонічне середовище й знижена температура

· наявність у середовищі іонів кальцію

Зимолаза виноградного равлика забезпечує одержання протопластів:

· клітин рослин

· клітин грибів

· клітин тварин

· актиноміцетів

· бактерій

Лізоцим забезпечує одержання протопластів:

· клітин рослин

· клітин грибів

· бактерій

· клітин тварин

· актиноміцетів

Комплекс целюлаз, геміцелюлаз і пектиназ, який продукується грибами, забезпечує одержання протопластів:

· клітин рослин

· клітин грибів

· клітин тварин

· актиноміцетів

Встановіть правильну послідовність етапів технології злиття протопластів: 1. Ламання й рекомбінація хромосом з утворенням диплоїдів. 2. Утворення й добір гаплоідів. 3. Протопластування. 4. Фузія протопластів. 5. Регенерація протопластів і формування нормальних гібридних клітин. Відповідь по коду:

· А вірно 3,4,1,2,5

· Б вірно 1,2,3,4,5

· В вірно 4,1,2,3,5

· Г вірно 5,4,3,2,1

Гібридоми - це:

· генетично однорідне потомство однієї клітини

· клітинні лінії, отримані від злиття нормальних лімфоцитів і мієломних клітин

· клонова культура, спадкоємна однорідність якої підтримується добором по специфічних ознаках

· клітини, позбавлені клітинної оболонки

Моноклональні антитіла одержують у виробництві:

· фракціонуванням антитіл організму

· фракціонуванням лімфоцитів

· по гібридомній технології

· очищенням антитіл методом афінної хроматографії

· хіміко-ферментативним синтезом

Гібридоми утворюються в результаті злиття:

· лімфоцитів і вірусу Сендай

· Т-кілера й мієломної клітини

· В-лімфоцита й мієломної клітини

· антигену й В-лімфоцита

· антигену й Т-лімфоцита

Встановіть правильну послідовність етапів гібридомної технології: 1. Імунізація мишей антигеном. 2. Селекція мієломних клітин. 3. Селекція гібридом. 4. Одержання В-лімфоцитів. 5. Гібридизація клітин мієломи й В-лімфоцитів. Відповідь по коду:

· вірно 2,3,5,4,1

· вірно 2,1,4,5,3

· вірно 1,2,3,4,5

· вірно 2,1,3,5,4

Для одержання гібридом В-лімфоцити виділяють із тканин:

· печінки

· селезінки

· тимуса

· кишечнику

· підшлункової залози

Гібридизація клітин мієломи й β-лімфицитів селезінки здійснюється в присутності:

· поліетиленгліколя

· кальцію хлориду

· амінокислот

· ферментів

· вітамінів

Культивування гібридом здійснюють методом in vivo:

· на мишах

· на кроликах

· на пацюках

· на кішках

Культивування гібридом in vitro здійснюють у біореакторах:

· барботажного типу

· ерліфного типу

· циркуляційного типу

Моноклональні антитіла очищають методами:

· йонообмінної хроматографії

· гель-хроматографії

· афінної хроматографії

· електродіалізу

· ліофілізації

З метою зберігання гібридоми:

· заморожують при температурі –12^оС у сироватці крові

· піддають ліофільному сушінню

· заморожують при температурі – 70^оСу рідкому азоті

Гібридоми іммобілізують:

· у мікрокапсули альгінату

· у капсули агарози

· у порожні волокна «Міліпор»

· у гель каррагінату

· у гель поліакриламіду