ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТІРЛІГІ

Л.Н. ГУМИЛЕВ атындағы ЕУРАЗИЯ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

Бірінші студенттік форум «Биотехнология XXI ғасыр»

Бірінші студенттік форумның «Биотехнология XXI ғасыр»материалдары 12-14 сәуір 2010 жыл

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИРЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

ЕВРАЗИЙСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТим. Л.Н. ГУМИЛЕВА

Первый студенческий форум«Биотехнология XXI века»

Материалы Первого студенческого форума«Биотехнология XXI века» 12-14 апреля 2010 года

АСТАНА 20101

УДК 378ББК 74.58Б 56

Жалпы редакцияны басқарған з.ғ.д., профессор Б.Ж. Әбдрірайым.Под редакцией д.ю.н., профессора Б.Ж. Әбдрірайым.

Редакция алқасы:Редакционная коллегия:

Р.И. Берсимбай, Р.Т. Омаров, Н.Л. Шапекова, З.А. Аликулов, Т.Д. Укбаева

«Биотехнология XXI ғасыр» Бірінші студенттік форумныңматериалдар жинағы.

Сборник материалов Первого студенческого форума«Биотехнология XXI века».

Астана, Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті, 2010.Астана, Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева, 2010.

ISBN 978-601-7252-34-2

Жинаққа студенттердің, магистранттардың және PhD докторанттардың биотехнология, экология және молекулярлық биология салаларындағы өзекті мәселелері бойынша еңбектері енгізілген.

В сборник вошли материалы студентов, магистрантов и докторантов PhD по актуальным вопросам биотехнологии, экологии и молекулярной биологии.

УДК 378ББК 74.58

ISBN 978-601-7252-34-2

Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева, 2010 год

2

Секция «Экология»

УДК: 504.062

СУ РЕСУРСТАРЫНЫҢ ЭКОЛОГИЯЛЫҚ ЖАҒДАЙЫ ЖӘНЕ ҚОРҒАУДЫҢ ҚҰҚЫҚТЫҚ ШАРАЛАРЫ

ҚР, Астана қ., Л. Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетіБиология және биотехнология кафедрасының студенті

БТ-31 (2) Джантасова Алина АсхаровнаЖетекшісі: Абаш Алтынгүл Сембайқызы

Табиғат байлықтарының ішінде судың орны ерекше. Сусыз жер бетінде тіршіліктің

болуы мүмкін емес. Орта Азия мен Қазақстан жерлері суға кедей деп есептеледі. Ал көне

замандарда бұл жерлердің көп бөлігін су басып жатқандығы белгілі. Оңтүстік теңіз ғайып болғаннан кейін оның орнында қазақ жерінде үш су айдыны қалды. Олар: Каспий, Арал, Балқаш.

Каспий мұхиттармен жалғасып жатпағанмен оның Волга, Терек, Жайық, Сулақ, Самура сияқты жан-жақтан толықтырып тұратын өзендері көп.

Каспийге құятын өзендер электр қуатын алуға бөгеліп, төңірегіндегі алқаптарды қолдан суғарып игеруге кіріскеннен кейін сырттай келетін су көлемі кеміп кетті. 1961 жылдың өзінде Каспий деңгейі 230 см төмен түскен.

Қазақстанның оңтүстік-шығысындағы құрғақ шөл даланың ортасында ірі көлдердің бірі — Балқаш көлі орналасқан. Су бетінің көлемі 19 мың шаршы километр. Бұл көлдің халық шаруашылық мәні ете күшті. Осы көл аркылы республикамызда таукен металлургия өндірістері дамыды. Көл жағалауларында балық және кәсіптік аң аулау шаруашылықтары жетілді. 1950 жылдан бастап үздіксіз жүргізілген бақылау көл суының минералдануының аса өзгермегенін көрсетті.

Арал теңізі — ірі ішкі су алқаптарының бірі. Бұрынғы заманнан бері Арал теңізі балық байлығымен атағы шыққан. Амудария мен Сырдария өзен алқаптарында аңшылар бір миллионға дейін ондатр терісін алып тұрған.

Кейінгі жылдары Арал теңізіне көптеген ғылыми мекемелер назар аударып отыр. Соңғы 10—15 жылдың ішінде судың гидрологиялық ырғағына айтарлықтай өзгеріс енді, су деңгейі төмендеп оңтүстік және шығыс жағалауындағы теңіздің таяз бөліктері кеуіп қалды. Теңіздің негізгі көзі Сырдария мен Амудариядан су көп мөлшерде кеміді. Бұрын, суармалы егістік дамымай тұрғанда Амудария мен Сырдария Аралға орташа есеппен жылына 62 текше километр су беріп тұратын болса, 1974 жылдан бері Сырдария суы Аралға құймайды, түгелдей жол-жөнекей шаруашылықтарға бұрылып алынады. Ал Амудария құятын судың 75 проценті кеміді, 1975—1978 жылдары Аралға бар болғаны 12 текше километр су берді.

Сырдария мен Амудария алқабында барлығы 5,5 миллион гектар суармалы егістік бар, бұл мөлшерді 8—9 миллионға жеткізу жоспарланып отыр. Кейбір зерттеулер бойынша суармалы егістікке жарайтын жер көлемі 16 миллион гектарға жетеді. Су тек суармалы жерге жұмсалып қана қоймай, басқа жолдармен де көп ысырап болады. Күріш және мақта плантацияларында пайдаланылған сулар ойпаттарға ағады да, көп бөлігі топыраққа сіңіп, қалғаны буланып жоқ болады. Мысалы, аса ірі Арнасай және Сарықамыс ойпаттарына жылына 7—8 текше километр су құйылып қайтпастан жоғалады. Осының бәрі Арал теңізінің таяздауына әкеп соқты. 1960 жылдан бері жылма-жыл таяздаудан теңіз деңгейі 7 метр төмен түсті, теңіздің көлемі 14 мың шаршы километрге кеміді. Теңіздің кеуіп қалған бөлігі су басып жаткан белігінің көлемімен

3

теңесті. Теңіз суының тұздылығы да көп артты Теңіз бен өзендерде болып жатқан мұндай құбылыстар балықтардың көбеюіне де кесірін тигізеді. Ауланатын балық көлемі де күрт төмендеді. Мысалы, 1963 жылы 480 мың центнер балық ауланған болса, 1978—1979 жылдары бар болғаны 40—50 мың центнер ауланды. Ондатр аулау мүлде тоқталды.

Республикамызда бүгінгі күні 2174 үлкенді-кішілі өзеннен жылына 120 миллиард текше метр су ағады. Бұлар суын 65 оңаша алқаптарға құйып жатады. Мұның ішінде Ертіс, Сыр, Жайық т.б. Республика халқының жан басына шақсақ, күніне әр адамға 20 литрден келеді. Бұл өте көп мөлшер. Алайда осының бәрі колда болғанда республикада су мәселесі бүгінгідей алаңдатпас еді. Өйткені дүние жүзінде суға ең бай деген Нью-Иорк қаласының әр тұрғынына бір тәулікте келетін судан үш еседен де асады екен. Ал, көріп жүргеніміз кері құбылыс, себебі, даламыз шөлейт аймаққа жатады. Халқымыздың жан басына тәулігіне 100—120 литрден артық су келмейді (бір техника мұқтажына, тұрмыс қажетін өтеуге, егістікті суландыруға, қалаларды көгалдандыруға және ішуге арналған судың бәрі осы санның ішінде). Енді, соншама судың басым белігі қайда кетті? деген сұрақ туады.

Мұның мынадай себептері бар. Картаға қарасақ ұлаң-ғайыр қазақ даласының оңтүстік-шығысы, батысы таумен қоршалып жатыр. Ол жақтардан ылғалды ауа өтпейді. Республиканың солтүстігі ғана ашық. Көкшетау облысынан басталатын мидай жазықтың бір шеті Мұзды мұхитқа барып бірақ тіреледі. Ол мұхиттан шығып қазақ даласына үш-ақ күнде жететін ауаның ылғалы аз. Басқа жақтардан там-тұмдап келетін ауа да ылғалсыз. Ол жазда аңызақ түрінде келіп оған күн қызуы қосылып, жердегі артық суды буландырып жібереді. Бұл республикамызда су қорының азаюының бір себебі. Екінші себебі республика жерінен өтетін негізгі өзендердің ішінде Ертіс, Есіл, Тобыл Мұзды мұхитқа кететіндігінде; үшінші себебі — Сыр, Іле, Тентек, Ақсу, Қаратал, Нұра техникалық мұқтажды, не ауызсулық мұқтажды өтей алмайтын Каспий, Арал, Балқаш, Қорғалжын сияқты тұзды айдындарға құйылып жатуында; төртінші және ең негізгі себептердің бірі — әлгі айтқан өзен суларының шаруашылық мақсатта көп бөгеліп, қайрылмастан жоқ болуында. Осыдан келіп республикамыздың жылдық су қорын адам баласына шаққанда жиырма бөлігінің бір бөлігі ғана тиеді.

Бүгінгі күні республикамызды сумен қамтамасыз етумен бірге Арал, Балқаш, Каспий сияқты ірі су айдындарын құрып кетуден сақтап қалу проблемасы тұр.

Республика далаларын су мұқтаждығынан құтқару мақсатында айтарлықтай жұмыстар істелді. Қазақстан картасына сыйымдылығы миллиардтаған текше метр су жиналатын және ГЭС-і бар Шардара, Қапшағай су тораптары, Сырдария бойында Қазалы торабы, Бөген, Бадам, Тасөткел қоймалары мен Ертіс — Қарағанды каналы пайдалануға беріліп, жүздеген мың гектардан астам қолдан суарылатын жер игерілді. Ол жерлерде пайда болған мыңдаған жаңа шаруашылықтар қыруар пайда беріп отыр.

Алайда мұның бәрі ірі су айдындарының күннен-күнге тартылуына себепші болып отыр. Сондықтан жерді суландыру мәселесін қоймалар жасау арқылы шеше отырып, су қорын қорғауды да естен шығаруға болмайды. Каспий, Арал, Балқаш сияқты табиғи айдындарды да жоғалтып алмау керек.

Алайда жер асты суын көп пайдаланатын жерлерде бос воронкалар пайда болып, оларға бактериялар, кейбір химиялық элементтер еніп кететіндігі анықталды. Бұл табиғат қорғаудың ережелерін бұлжытпай сақтауды талап етеді.

4

Су қорына аса қауіп-қатер туғызатындар: мұнай, пестицидтер, түсті металдардың, күрделі химиялық қосылыстары. Әсіресе, оның құрамында әртурлі зиянды заттар көп. Өнеркәсіптік өндіріс орындарымен қатар ауыл шаруашылығы өндіріс орындарының су қорына тигізетін әсері де молшылық. Ал лас суларды ауыл шаруашылығына пайдаланудыңда зияны өте көп. Мысалы, ауыл шаруашылығы дақылдарын ластаған сулармен суару, біріншіден олардың шығымдылығы өте төмен, ал екіншіден адам денсаулығына қауіпті болады. Сонымен қатар топырақтың тұздылығы көтеріледі, топыраққа биохимиялық процестердің жүруі төмендейді. Сулардың ластануы әсіресе балық қорына тікелей зиян келтіреді. Соңғы кездерде республикада суды ластандырудан қорғауды күшейтуге байланысты біршама маңызды шаралар қабылданды. Еліміздің көптеген ірі қалаларында ірі-ірі су тазалайтын құрылыстар салынады. өнеркәсіп салаларында суларды екінші қайтара пайдалану жұмыстарына көңіл бөліне бастады және өнеркәсіп мұқтаждарын қанағаттандыру үшін таза суларды жұмсау азайды. Алайда бұл мәселелер жөнінде кемшілік баршылық. Сондықтанда тұщы ауыз суларды таза ұстау, оларды ластамау, орынды пайдалану, үнемдеп жұмсау жұмыстары бүкіл халықтық көкейтесті мәселеге, актуалды проблемаға айналып отыр. Су байлықтарын сақтау- бүкілхалықтың іс екенін ұмытпауымыз керек. Себебі, су бірінші қажеттілік және біздің таптырмайтын байлығымыз. Осыған орай су ресурстарын қорғауға бағытталған бірқатар іс-шаралар, қаулы-қараларда қабылданды. Су ресурстарын пайдалану және оларды қорғаудағы заңды құжаттардың бірі- ол 1993 жылдың 31 наурызында қабылданған «Су кодексі». мұндағы көрсетілген Қазақстан Республикасындағы су заңдарының міндеттері- халықтың, экономика салаларының суды ұтымды пайдалануын қамтамасыз ету, су ресурстарын ластанудан, былғану мен сарқылудан қорғау, судың зиянды ықпалын болдырмау және оны жою мақсатында су қатынастарын реттеп отыру, су қатынастары саласындағы заңдылықты нығайту болып табылады.

Пайдаланылған әдебиеттер

1. Неверов А.В. Экономика природопользования.-Минск: ВШ, 1990.-216 с.2. Нестеров П.М., Нестеров А.П. Экономика природопользования и рынок.-М.:Закон и право, 1998.-413 с.3. Ревазов М.А. и др. Экономика природопользования.-М.:Недра, 1992.4. Сарсенов А. Экологическая безопасность и ресурсосбережение при переработке.-Алматы,2000.5. Астахов А.С. Экономическая оценка запасов полезных ископаемых.-М.: Аспектрпресс, 1995.-189 с.6. Голуб А.А., Струкова Е.Б. экономика природопользования.-М.,1993.7. Львовская К.В. Окружающая среда, рынок и регион.-М.,1993.8. Слащев В., Искаков У. Экоструктуры Казахстана.-Алматы,1992.9. Герасимович В.Н., Голуб А.А. Методология экономической оценки природных ресурсов.-М.,1988.10. Минц А.А. Экономическая оценка естественных ресурсов.-М.,1992.11. Рациональная схема освоения природных ресурсов.-Алматы,1983.12. Русанов Д.К. Экономическая оценка минеральных ресурсов.-М.,1987.13. Жансеитов Ш.Ф. Замыкающие Затраты на цветные металлы.-Алматы,1987.14. Карамурзаев Т.К. Теория и методика экономической оценки подземных вод.-Алматы,1991.

5

УДК: 504.064.36(574.13)

АҚТӨБЕ ОБЛЫСЫНЫҢ ГЕОЭКОЛОГИЯЛЫҚ МӘСЕЛЕЛЕРІН ШЕШУ ЖОЛДАРЫ

Л.Н.Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетіҚазақстан Республикасы, Астана қаласы

Ералина Галия ЖаумбайқызыЖетекші оқытушы Абаш Алтынгул Сембайқызы

Облыстың атмосфера қабатын ластаушы көздер Ақтөбе қаласында, сондай-ақ Темір, Мұғалжар, Хромтау аудандарында шоғырланған пайдалы қазындылар шығаратын кен орындары және энергетикалық нысандар болып табылады.

Ақтөбе қаласындағы атмосфераны ластаушы көздер «Ақтөбе хром қосындылар зауыты» акционерлік қоғамы, «Ақтөбе ферроқорытпа зауыты» акционерлік қоғамы, «Ақтөбе жылу электр орталығы» акционерлік қоғамы болып табылады.«Ақтөбе ЖЭО-ғы» газбен және сұйық отынмен жұмыс жасайды, соның салдарынан ауаға 70 % азот қышқылы тарайды. Ал Ақтөбе ферроқорытпа зауыты атмосфераны қатты заттармен ластайды.

«Ақтөбе хром қосындылар зауыты» акционерлік қоғамы атмосфералық ауаның - 80% газ күйіндегі көмірқышқыл тотығын құрайды.

Қаланың атмосфералық ауа сапасы соңғы жылдары нашарлап кетті. 2008 жылы ИЗА 10,5 бірлікті құрады.

Ырғыз, Шалқар аудандары Арал экологиялық апат аймағына жақын орналасқан. Сонымен бірге ауыз су тапшылығы облыс аудандарының елді мекендерінде кездесіп отырады. Ауыз су құрамындағы тұздылық, нитраттың, т.б. химиялық элементтердің артуы тұрғындар денсаулығына зиянды әсерін тигізуде.

Елек - Ақтөбе облысындағы ластанған өзеннің бірі. Ластанған заттар индексі - 15,39; сапасы жағынан - 7 класқа келеді, шектеулі жіберілген концентрация мөлшерінен бірнеше есе көп, яғни бор - 103,5 ШЖК; фенол - 1 ШЖК; алты валентті хром - 22,17 ШЖК.

Ластаушы көздер «АХҚЗ» АҚ - ның көне шламды бөгендері болып табылады. Алты валентті хромның атмосфералық ауада, топырақта кездесетіні байқалады.

Елек өзенін бормен ластауын тоқтату - алдағы міндеттің бірі. Ластану ареалы 32,5 км2

құрайды.Ақтөбе каласындағы қатты тұрмыстық қалдықтар полигонын пайдалану 1987 жылдан

басталды, оның ауданы 20 га. Полигон жобасыз тұрғызылды және оны пайдалану экологиялық талаптарға сай жүргізілмейді. Қалдықтарды жинауда бейберекеттікке жол беріледі. Полигонға жыл сайын барлық қалалардан 260 мың куб м қалдық тасталады. 2001 жылдың қаңтарында полигонга 2,23 млн. тонна қалдық жиналған. Полигон инженерлік құрылыстармен және коммуникация жүйелерімен қамтамасыз етілмеген.

Қазіргі уақытта полигон қалдыктарға толық, бірақ қалдықтарды полигонға тасу әлі де жалғасып отыр, ал бұл жағдай полигонға іргелес аумақтардың санитарлы - эпидемиологиялық және экологиялық жағдайына қолайсыз. Полигон атмосфералық

6

ауаның, жерасты және жер беті суының, жердің интенсивті ластаушы көзі, инфекциялық ауруларды таратушы.

Елек өзеніне ерекше әсер ететін 3 негізгі суды пайдаланушыларды бөліп көрсетуге болады:

- «Ақбұлақ» ОАҚ жыл сайын 7-10 мың текше метр тазартылмаған су жібереді;- «АХҚЗ» АҚ жерасты суы арқылы өзеннің 12 кв.км ареалын ластайды;- «Ақтөбе ЖЭО» АҚ. 4-кесте Ақтөбе қаласы бойынша ағыстың сапалық жағдайы. Қосымша Е.

2008 ж. Ақтөбе қаласындағы тұрмыстық қалдықтар полигонының жаңа жобасы жасалды. Жаңа полигонды пайдалану мерзімі 15 жыл, жыл сайын 260 мың текше метр қалдық тасылады. Елек өзенінің ластануы.

Елек өзенінің бормен ластануы Ақтөбе химия зауытының (1941) іске қосылғанынан басталды. Ластаушы көзі - Елек өзені жайылмасындағы сүзгіші жоқ зауыттың шлам жинаушылары болып табылады. «Казводоканалпроект» институтының мәлімдеуінше, жер асты горизонтында 890 тонна бор жиналған.

Қазіргі уақытта өзен алабының жер асты суының ластану ареалы 32,5 км2 жетті, тіпті бұдан да ұлғайып бара жатыр.

Ақтөбе гидрометеорологиялық орталығының мәлімдеуінше,2009 жылдың қаңтарында Елек өзеңінің ластануы шегіне жеткен, яғни шектеулі жіберілген концентрация 129 есеге жеткен.

Бордың санитарлы - уландырғыш 2 класс көрсеткішіне сай келуі және оның шектеулі жіберілген концентрациясы мөлшерінің шектен тыс көп болуы флораға, фаунаға және адам денсаулығына өте зиянды.

Елек өзенінің бормен ластануы ҚР - ның жоғары органдарының алдындағы жыл сайынғы өз шешімін таппай келе жатқан мәселелердің бірі.

Хром қосындылары зауыты өзінің жұмысын 1957 жылдан бастады. Зауытқа пайдаланған суды шлам тоғандарына жібереді. Зауытқа барлық кезеңдерге пайдалану үшін жалпы ауданы 278,4 га болатын 10 шлам тоғандары тұрғызылған, қазірде олардың тек бесеуі жүмыс жасайды.

Жер үсті және жер асты суын алты валентті хроммен ластаушы көне шлам тоғандары болып табылады.Елек өзенінің ластануы тек Ақтөбе қаласына ғана емес, Жайық өзенінің саласы ретінде Орынбор облысының (РФ), Батыс Қазақстанның және Атырау облысының халқына қауіп туғызып отыр.Елек өзенің ластаушы заттар хром, бор, фенол, фтор, мұнай өнімдері болып отыр, ал ластаушы көздер бұрынғы Ақтөбе химия зауытының шлам - жинауыштары, сонымен бірге Елек өзені жайылмасында тұрғызылған сүзгілерге қарсы қалқасы жоқ «АХҚЗ» ОАҚ - ның көне шлам тоғандары болып отыр.Елек суындағы бор концентрациясы орнынан сынауға алуға байланысты ауытқып отырады. Бор концентрациясы Ақтөбе су қоймасы тұсында және Бестамақ елді мекенінде барынша көп байқалады. Мұнай өнімдерінің концентрациясы жыл бойы 6-13 ШЖК - ға байқалды. Елек өзені суының физикалық қасиеті және минералдануы болып есептелетін қалған компоненттері нормаға сай екендігі анықталды.Еліміздегі табиғи байлықтарды өндіріске қатыстыруға, өнеркәсіп орындарын қарқынды дамытуға бірнеше факторлар әсер етеді. Олар шешуші құрал есебінде табиғи ресурстарға қоғам қажеттілігін және табиғат мүмкіндігінің тапшылығындағы қарама - қарсылықты шешеді.

Облыстағы геоэкологиялық аудандастыру мәселелері.7

Қоршаған табиғи ортадағы қазіргі маңызды мәселелердің бірі, бұл геоэкологиялық жағдайдың біздің республикамызда мықтап қалыптасуы болып табылады. Біз қарастырғалы отырған Ақтөбе облысы Қазақстан Республикасының батыс аймағында, ірі өнеркәсібі мен өнеркәсіптері жақсы дамыған территорияға жатады. Физикалық- географиялық орналасуы жағынан Ақтөбе облысы Оңтүстік Орал тауының орталығында, шөлейтті- құрғақ аймақта орналасқан. Бұл аймақ Орал- Мұғалжар провинциясының Ор- Мұғалжар округіне және Орал маңы (Торғай) провинциясының, Орал маңы үстіртінің оңтүстік- батыс бөлігі мен оңтүстік- шығыс бөлігі округіне жатады. Атмосфераның қатты ластануы, әсіресе Ақтөбе қаласында және ірі өндіріс орталықтары орталықтары орналасқан Алға, Хромтау, Қандыағаш және Ембі қалаларының маңында байқалады. Осы жерлерде ластанған атмосфералық ауа көршілес Батыс Қазақстан, Атырау облыстарына және Ресейдің Орынбор облысына тарайды.

Ақтөбе қаласының ауасын ластайтын зиянды заттардың 49% - ын ферроқорытпа зауыты шығарса, 25% - ын Ақтөбе хром қосындылары зауыты шығарады. Мұндағы мекемелерде ауаны ластауды азайтатын кұрал- жабдықтардың жартысы ғана істейді.

Қазіргі уақытта Ақтөбе облысы бойынша атмосфералық ауаны ластайтын 172 мекеме жұмыс істейді. Бұған Жаңажол мұнай - газ өндіретін кен орны да жатады. Шаң тазалағыш, өндіріс қалдықтарының дұрыс жұмыс істемеу салаларынан немесе іске алғысыздығынан бұл қалалардағы шаң - тозаңның орташа көрсеткіші белгіленген мөлшерден 4 есе, азот қос тотығы 2 есе, күкіртті ангидрид шамамен 0,2 есе артып отыр.

Ақтөбе облысының ландшафтары.Ақтөбе облысының ландшафттарын антропогендік әрекет ету дәрежелеріне қарай

мынандай категорияларға бөлуге болады (А.В.Чигаркин бойынша):1. Табиғи күйіне жақын ландшафттар, территорияның оңтүстік аймақтарын және

шығыстағы табиғи қорықтарды қамтиды.2. Аздап өзгерген ландшафттар (көбіне фаунасы мен өсімдіктердің сипаты жағынан)

техногендік процестерге ұшырамаған, көбіне мал шаруашылығымен айналысатын құрғақ - далалы Байганин және Ойыл ауданын қамтиды.

3. Бүлінген ландшафттарға (көбіне өсімдігі мен топырағының сипаты жағынан) далалы, жайылымды жерлер және территориядағы өтіп жатқан темір жол, тас жол магистральдары мен мүнай - газ құбырлары жатады.

Антропогендік факторлардың әсерін және табиғи ресурстардың құлдырап, нашарлау деградациясын есепке ала отырып, Ақтөбе облысын геоэкологиялық картаға сүйеніп, бірнеше экологиялық аудандарға бөлуге болады.Алдын - ала құрылған табиғи аудандастыру схемасы табиғи ортаның геоэкологиялық деградациялық критерийі қойылады. Табиғи ресурстарды және олардың түрлерін аудандастыру және карталау территориялық түрде, соның ішінде табиғи территориялық кешендер жүйесімен негізделу қажет. Ақтөбе облысында геоэкологиялық деградацияның мынандай критерийі анықталды: өте жоғары, жоғары, қалыпты- жоғары , қалыпты және төмен.

Ақтөбе облысы бойынша жасалынған геоэкологиялық картаның негізінде территорияда, деградациялық өте жоғары деңгей - 12%, жоғары -14%, қалыпты жоғары - 24%, қалыпты - 27%, төмен - 23% - ке жуық болды. Сондықтан да, табиғатты қорғау және табиғатты ұтымды пайдалану мәселелері алдағы уақытта әлеуметтік, экологиялық жэне экономикалық тұрғыдан шешілуі тиіс.

Қазіргі кезде экологиялық жағдайлардың шиеленісуі халықтың әлеуметтік хал-ахуалына, ауылдағы халық санының азаюына, туу дәрежесінің төмендеуіне, ауру түрлерінің көбеюіне, т.б. факторлардың әлеуметтік даму деңгейінің төменгі параметрлеріне әкеліп соқтырады.

8

Облыстың атмосфера қабатын ластаушы көздер Ақтөбе қаласында, сондай-ақ Темір, Мұғалжар, Хромтау аудандарында шоғырланған пайдалы қазындылар шығаратын кен орындары және энергетикалық нысандар болып табылады.

Қазіргі уақытта полигон қалдыктарға толық, бірақ қалдықтарды полигонға тасу әлі де жалғасып отыр. Полигон атмосфералық ауаның, жерасты және жер беті суының, жердің интенсивті ластаушы көзі, инфекциялық ауруларды таратушы.

Пайдаланылған әдебиеттер.

1. Вернадский В.И. Химическоестроение биосферы и ее окружения.-М., 19872. Голуб А.А., Струкова Е.Б. Экономика природных ресурсов.- М.19993. Сагимбаев Г.К. Экология и экономика. А.,19974. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология М.,19985. Тонкопий М.С. Экономика природопользования. А.,19986. Экология и безопасность жизнедеятельности (под ред. Проф. Л.А. Муравья ) М.,

20007. Давитая Ф.Ф. Влияние антропогенных факторов на атмосферу и климат Земли. М.,

19758. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. Л., 19799. Журнал «Человек и природа» №1-1983, №3-1985, №7-1986, №10-1987

УДК: 581

МҮКТЕР МЕН ҚЫНАЛАРДЫҢ РАДИОАКТИВТІЛІГІН ЗЕРТТЕУ

Жамалиева М. М. ҚР, Астана қ., Л. Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті, meruert -10@ mail . ru

Ядролық зарядтарды сынау кезінде, атомдық электростанциялардағы апаттар кезінде радиоактивті изотоптар жоғары биіктікке көтеріліп, содан соң баяу Жердің бетіне түседі. Түсу жылдамдығын жер қыртысындағы изотоптардың мөлшерімен бағалауға болмайды, себебі ядролық қаруды сынау барысында радиоактивті изотоптардың мөлшері ұлғайды.

Радиоактивті изотоптардың ауадан түсудің индикаторлары мүктер мен қыналар бола алады. Мүктер мен қыналардың қоректену ерекшелігі - олардың қоректік заттарды атмосферадан ылғалмен бірге алатыны. Сол кезде топырақ аса үлкен рөл атқармайды. Сондықтан топырақтан құнарлы заттарды алатын өсімдіктерге қарағанда мүктер мен қыналар атмосфераның ластану индикаторлары бола алады. Сонымен қатар топырақтың сіңіру қабілеті тым жоғары және радиоактивті 137Cs изотопын аз береді.

Мүктер радиоактивті 137Cs - дің белсенді жинақтаушысы болып саналады. Оның мүктердегі құрамы өздері өсіп тұрған жердің бетімен салыстырғанда өте жоғары болады. Бұл пікір негізінен ЧАЭС - тегі апаттан соң лас аймақта өткізілген өлшеулерден қалыптасты. Бұл өлшеулер мүктердің, қыналар мен саңырауқұлақтардың радиоактивті 137Cs - ді басқа өсімдіктерге қарағанда жақсы жинақтайтынын көрсетті. Л.Н.Гумилев атындағы ЕҰУ Жалпы және Теоретикалық Физика кафедрасында бірнеше жыл барысында жүргізілген өлшеулер саңырауқұлақтардың 137Cs - ді басқа өсімдіктердей сіңіретінін көрсетті. Алайда оларға калийдің жоғары мөлшері тән. Цезий калийдің химиялық сәйкестігі ретінде айтарлықтай мөлшерде жиналады. Дегенмен цезийдің құрамы калийге қарағанда үлкен емес, оны олардың химиялық белсенділігінің түрлігімен түсіндіруге болады. Алайда бір топ саңырауқұлақтарда 137Cs құрамы ұлғаяды. Ол өзге де ауыр

9

металдарға да тән. Бір топ зерттеушілер саңырауқұлақтарды мониторий үшін қолдануды ұсынады, дегенмен 137Cs құрамы көптеген ерекшеліктер мен жағдайларға байланысты: топырақтың ылғалдығы мен қышқылдығы, температура, топырақтың радиоактивті 137Cs – мен ластану деңгейі және т. б. Сондықтан саңырауқұлақтар үшін алынған нәтижелер оларды жинау орны мен уақытына тәуелді.

Мүктер мен қыналардағы радиоактивті заттарды жинау жағдайы басқаша. Мүктер мен қыналардың қоректенуі атмосферада химиялық элементтер мен ылғалдығымен жүзеге асады. Сондықтан олардағы ауыр металдардың құрамы атмосферадағы құрамына пропорционал.

Жобаның мақсаты атмосфераның 137Cs – мен ластануды бақылау үшін мүктер мен қыналардың мүмкіндіктерін зерттеу. Оған қоса мүктер мен қыналар баяу өсетіндіктен ұзақ мерзімдегі ластанудың интегралды ықпалын анықтауға мүмкіндік береді.

Ауадан қоректенетін қыналар 137Cs үшін өзгеше жинақтаушы сүзгі болып табылады. Алайда радиоактивті цезийдің жинақталуын өлшеуде қынаның жиналуға тиесілі өмір сүру мерзімі белгісіз болады. Ондай жағдайда мониторий үшін радиоактивті 40К – ді қолдануға болады. 137Cs - дің 40К - ге қыналардағы белсенділігі атмосферадағы (шаңдағы) жағдайды қайталайды да, цезийдің жинақталу белсенділігінің мерзімінен тәуелсіз. 137Cs, 40К – дің қыналардағы белсенділікті өлшеу арқылы атмосферадағы жағдайды біле аламыз.

137Cs - дің 40К - ге үлесті радиоактивтілігін γ – шағылулардың спектрлері арқылы өлшедік. Өлшеулерді қазіргі таңда кең қолданыстағы «Прогресс» жүйесінің сцинтилляциялық гамма – спектрометрінде жасадық.

Маринелли сауытын ұнтақпен тығыз толтыру үшін үлгілер өлшеу алдында кептіріліп, ұнтақталды. Әдетте, сауытқа 150г кем емес құрғақ ұнтақ кіреді. Алайда кез келген уақытта ондай мөлшерде жинауға мүмкіндік болмайды. Кейбір жағдайда Маринелли сауыты толмаған, ал ол ≈35% - ға дейінгі белсенділікті анықтау қателіктерін туғыздыра алады. Осындай мөлшерде өлшеудің статистикалық қателер болады.

Зерттеу жұмысын біз 2007 жылдың желтоқсанынан Л. Н. Гумилев атындағы Салааралық ғылыми – зерттеу кешенінің базасында өткіздік. Үлгі ретінде топырақта және қараған, қайың, көк терек субстракттарында өсетін «Птилиум» мүгінің тұқымын, «Іскен пармелия» қынасын алдық.

Мүк (Ptilium crista castrensis)137Cs/40К = 0,35±0,07

Калий - цезийдің химиялық аналогі. Сондықтан осы элементтер арасында корриляцияны күтуге болады. Ол калий мен цезий белсенділігінің арақатынасынан ластанудың деңгейін анықтауға мүмкіндік береді. Торий мен радийді өлшеу тек қана тексеру сипатында болды. Алынған нәтижелердің топырақ жайлы белгілі мәліметтермен сәйкестігінен осы жағдайда өсімдік қалдықтары емес (орман төсемі) топырақ жайлы сөз қозғалып отырғандығын көруге болады.

«Іскен пармелия» қынасы.137Cs өсу ортасына байланысты құрамы:А) Қайыңда, көк теректе, қарағанда өсетін қыналар.

Қайың Көк терек Қараған Орта мәндер 137Cs 34,5±1,0 36,3±2,0 28±2,0 32,940К 145,6±10 248±20 160±15 185137Cs/40К 0,24 0,15 0,18 0,19±3

137Cs мен 40К белсенділігі арасындағы қатынас үшеуінде ұқсас, тек қайыңда біршама жоғарырақ.

10

137Cs 123±12 Бк/кг40К 350±40 Бк/кг

226Ra 24±10 Бк/кг232Th 18±20 Бк/кг

Өлшеу нәтижелерінің бұрмалануын екі фактормен түсіндіруге болады: 1) қыналар жиналған ағаш діңдерінің қоспаларымен және 2) қыналарға атмосферадан түсетін шаңдағы калий мен цезийдің құрамы.

137Cs мен 40К ағаш діндеріндегі құрамы:Қайың Көк терек Қараған

137Cs 5,0±1 3,8±0,6 0,3±340К 3,7±7 118±10 86±20137Cs/40К 0,13 0,035 0,0035

Сонымен, ең қолайлы ағаш – қайың болып шықты. Өйткені 40К белсенділігі қыналарға қарағанда 4 есе аз және ағаш дінінен жақсы тазармау үлкен зиян әкелмейді. Қараған мен көк теректе бұл қатынас 2 есе жоғары болады.

Шаңның әсерін анықтау қиындау. Шаң атмосфераға тыңайған, орманды қоршайтын жыртылған жерлердегі және орманды топырақтан түсуі мүмкін. Барлық жағдайларда 137Cs мен 40К ара қатынасы әр түрлі болады.

137Cs мен 40К топырақтардағы ара қатынасы (жоғарғы қабат 2 см):

Тыңайған Жыртылған КолокАғаш отырғызу жерлері

Ескі(≈100 жыл)

Жас(≈50 жыл)

137Cs 116±12 12,5±1,2 127±13 80±8 37,3±440К 253±30 307±30 321±30 249±35 178±18137Cs/40К 0,46 0,041 0,40 0,27 0,21

0,27 орташа ара қатынас қыналардағы ара қатынаспен жағымды сәйкестенеді. Алайда бұл жағдайда орташа мәндерді анықтау орынсыз, өйткені әр топырақтың үлесін бағалау мүмкін емес. Оған қоса шіріген жапырақтардың үлесін ескеру керек. Алайда оны ескеру мүмкін емес, өйткені 137Cs мен 40К құрамы мен ара қатынасы бұл жағдайда шіру дәрежесіне байланысты. [8; 34]

Сонымен, радиоактивті 137Cs мен 40К қыналардағы құрамы олардың ауа шаңындағы құрамымен шартталған, содан бұл изотоптармен ластанған ауаның көрсеткіштері бола алады. Осында қыналардың айтарлықтай баяу өсетінін ескеру керек. Сондықтан ластану көрсеткіштері үлкен уақыт аралығына орташаланады. Бұл ұзақ мерзімді өлшеуге қарағанда тиімдірек.

Атмосфераның радиоактивті шаңмен ластануын мониторингілеу үшін радиоактивті 137Cs мен 40К изотоптарының қыналар мен мүктердегі құрамын тұнғыш рет Ақмола облысында 2007 жылдың желтоқсанынан Л. Н. Гумилев атындағы Салааралық ғылыми – зерттеу кешенінің базасында жүргіздік.

137Cs - дің қыналардағы 28 – 36 Бк/кг белсенділігі 40К – дің 145 – 248 Бк/кг салыстырмалы белсенділігінде, сәйкесінше ағаш дініндегі салыстырмалы белсенділігі 0,3 – 5 мен 4 – 118 Бк/кг. Бұл қыналарды атмосферадағы радиоактивті ластануды ұзақ уақытта мониторингілеу үшін қолайлы етеді.

137Cs Parmelia physodes түріндегі қынада радиоактивтілік оның атмосферадағы үлесін тамаша үлестіреді.

Зерттеу үшін ең қолайлысы қайыңда өсетін қына, өйткені ағаштардың басқа түрлеріне қарағанда қайын дінінің радиоактивтілігі аз, сондықтан қатаң тазартуды керек етпейді.

137Cs атмосферадағы радиоактивтілігінің белсенділігін бағалау үшін 137Cs – дің қыналардағы қорын қолдануға болады.

137Cs белсенділігінің абсолютті мәндерін емес, 137Cs мен 40К белсенділік қатынасын қолданған жөн.

Алынған нәтежелерді қоршаған ортаның радиоактивті 137Cs – мен ластануды мониторингілеу мақсатында қолдануға болады.

11

ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ

1. Алиев Р.А., Калмыков С. Н., Сапожников Ю. А. Радиоактивность окружающей среды. Теория и практика. М., 2006.

2. Бязров Л. Г. Лишайники – индикаторы радиоактивного загрязнения. М., 2005. – с. 16 – 407.

3. Бакалин В. А. Монографическая обработка рода Lophozia. М: Наука, 2005. - с. 92 – 147.

4. Борн М. Атомная физика. М: Мир, 1970. – 474 с.5. Василенко О. И. Радиационная экология. М.: Медицина, 2004. – 35 – 164с.6. Вонгай А. Д. Ошибки измерения. Целиноград, 1992. – 48 с.7. Воронин А. М. Изотопы – свидетели минувшего. Алмата: Наука, 1980. – 23 с.8. Методическая разработка по спецкурсу «Статистические методы обработки

эксперементальных данных» (для студентов физического факультета). Алмата: Каз ГУ, 1986. – 34 с.

9. Мухин К. Н. Занимательная ядерная физика. М: Энергоатомиздат, 1985. - 301 с.10. Мясников С. П., Осанова Т. Н. Пособие по физике. М: Высш. школа, 1976. - 328

с.11. Павлов И. Ю., Вахненко Д. В., Москвичев Д. В. Биология. Минск: Феникс, 2002.

– с. 228 – 250.12. Петров В. В. Мир лесных растении. М: Наука, 1978. – с. 130 – 150.13. Пивоваров Ю. П., Михалев В. П. Радиационная экология. М.: Академия, 2004. 10

– 25 с. 14. Программное обеспечение. «Прогресс. Версия 3.1.» (руководство пользователя).

М: НПП «Доза», 1997. – 32.15. Сидоренко С. Н., Черных И. А. Экологический мониторинг токсикалитов в

биосфере. М.: Россия, 2003.

УДК: 581.55:582.24-155.724

ВЛИЯНИЕ ЭНДОМИКОРИЗЫ НА СОДЕРЖАНИЕ КАРОТИНОИДОВ В ЛИСТЬЯХ PHASEOLUS VULGARIS L. В УСЛОВИЯХ ПОЧВЕННОГО

ЗАГРЯЗНЕНИЯ СВИНЦОМ

Ишангалиева С.С., Фалеев Д.Г.Казахский национальный университет им. аль-Фараби,

г. Алматы, Республика Казахстан; E-mail: antares_fd@kgc.kz

Микоризы арбускулярного типа (эндомикоризы), образуются микроскопическими грибами порядка Glomales (класса Zygomycetes), и характерны для порядка 80% видов (в основном травянистых) растений. Микоризные растения более устойчивы к различным стрессовым факторам: недостатку питательных элементов и влаги, фитопатогенам, загрязнению почв веществами техногенного происхождения. Исследование роли микоризации в жизнедеятельности растений произрастающих в условиях почвенных загрязнений тяжелыми металлами является весьма перспективным для разработки биотехнологий рекультивации земель загрязненных поллютантами антропогенного происхождения. Один из аспектов проведения исследований в данной области – изучение влияния микосимбиотрофизма на компоненты фотосинтетического аппарата растений и процессы связанные с фотосинтетическими реакциями.

Целью нашего исследования явилось исследование влияния микоризации эндомикоризными грибами на содержание каротиноидов в листьях растений фасоли

12

обыкновенной (Phaseolus vulgaris L. (сем. Fabaceae)) и при почвенных загрязнениях свинцом.

Изучение влияния арбускулярной микоризы на устойчивость растений проводилось в лабораторных условиях методом «открытых горшечных культур» (по Гилмору). Определение концентрации каротиноидов проведено на спектрофотометре СФ-26. Для постановки лабораторного опыта стерилизованная почвосмесь помещалась в пластиковые горшки объемом 4000 мл. Затем в половину горшков вносился инокулят микоризных грибов (споры р. Glomales), произведенный компанией «Mycorrhizal products» (США). При проведении эксперимента был использован тригидрат ацетата свинца – (CH3COO)2Pb∙3H2O. Свинец вносили в горшки из расчета 300 мг/кг сухой почвы. Опыты проводили в трехкратной повторности. Исследование растений было проведено на 60-й день проведения эксперимента.

Проведенные исследования показали, что микоризация растений приводит к существенному повышению содержания каротиноидов в листьях растений. Так, у микоризных экземпляров содержание каротиноидов было в 1,5 раза больше чем у не микоризных, составив соответственно 0,059 и 0,039 г/100г.

Внесение Pb приводило к повышению содержания каротиноидов в листьях исследованных растений, что, судя по всему, объясняется стрессовой реакцией растений на внесенный поллютант. При этом количество каротиноидов в листьях микоризных растений выросло гораздо больше, чем у не микоризных. Так, количество каротиноидов при внесении 300 мг/кг Pb у не микоризных экземпляров увеличилось на 0,010 г/100г (с 0,039±0,004 до 0,049±0,006 г/100г), в то время как у микоризных аналогичный показатель вырос почти в 2 раза (с 0,059±0,009 до 0,113±0,012 г/100г), что, судя по всему, говорит о более высокой интенсивности биохимических процессов, связанных с реакцией растений на данный стрессовый фактор, и большей устойчивочти микотрофных растений к загрязнениию поллютантами, в частности к загрязнению почв свинцом.

Таким образом, проведенные нами исследования показали, что, несмотря на внесение свинца в концентрации 300 мг/кг количество каротиноидов в листьях микотрофных растений Ph. vulgaris было в 2 раза выше, чем у не микотрофных, следовательно микориза продолжает играть существенную роль в жизнедеятельности растения, повышая его толерантность к неблагоприятным факторам окружающей среды, в частности к загрязнению почв тяжелыми металлами.

УДК 550.3

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ И АТМОСФЕРЫ.

Мурзалинов Д.О. магистрант. ЕНУ им. Гумилева, г.Астана, республика Казахстан, dan.collaps@gmail.com

Системы дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) доставляет информацию о земной поверхности или атмосфере с помощью электромагнитного излучения[1]. К наиболее известным примерам действующих систем спутникового мониторинга сельскохозяйственных земель на глобальном уровне можно отнести системы, разработанные проектом MARS Европейской Комиссии (http://agrifish.jrc.it) и Министерством сельскохозяйственной деятельности, в частности, в Казахстане, Нидерландах (http://www.ears.nl), Австралии (http://www.argecon.canberra.edu.au), Бельгии (http://www.b-cgms.cra.wallonie.be ) и Франции (http://www.geosys.com)

Один из главных признаков систем дистанционного зондирования состоит в разделении их на пассивные и активные. Среди пассивных систем можно выделить те,

13

которые регистрируют солнечную радиацию, и те, которые регистрируют тепловое излучение от объектов, температура которых не равна абсолютному нулю. Активные системы могут использовать любой тип электромагнитного излучения. Однако на практике имеются ограничения из-за прозрачности земной атмосферы. Существуют два окна прозрачности: первое охватывает видимую и инфракрасную часть спектра в диапазоне от 0,3 до 10 мкм; второе соответствует микроволновой области с длинами волн от нескольких миллиметров до нескольких метров. Существующие датчики фиксируют два основных параметра: сколько излучения получено, когда оно прибыло. Временная характеристика имеет смысл для активных систем. В них можно определить расстояние от датчика до «мишени». В пассивных системах доступна информация о количестве излучения. Если излучение является результатом тепловой эмиссии, его величина характеризует температуру источника и его излучательную способность. Измерения могут выполняться в разные моменты времени, на разных длинах волн и в ряде случаев при различной поляризации, что способствует информативности получаемых данных. Объектом изучения может быть атмосфера или поверхность Земли. Изменение излучения после прохождения через атмосферу можно рассматривать как помехи, или как полезную информацию. Если наблюдения выполнены на длинах волн, на которых атмосфера малопрозрачная, то измеренный сигнал характеризует ее свойства, а в противном случае свойства подстилающей поверхности.

Одним из важнейших задач космического мониторинга является цифровая обработка полученных снимков. Сначала выполняется корректировка изображения, для чтобы добиться геометрического соответствия с земной поверхностью и исключить искажающее влияние атмосферы. Так же предпринимают меры по повышению ясности путем подавления шума. Полезная информация содержится на снимке в виде областей различной яркости. В магистерском исследовании рассматривается изучение степени деградации поливных сельскохозяйственных земель методом ДЗЗ в РК. С помощью ДЗЗ можно в частности оценить площадь этих земель[2].

Использование данных спутникового дистанционного зондирования в настоящее время является фактически безальтернативной возможностью получения объективной и оперативной информации о состоянии растительного покрова на больших территориях. Это послужило стимулом для проведения многочисленных исследований, разработок методов и создания систем мониторинга сельскохозяйственных земель, основанных на использовании спутниковых данных. Литература:1. Султангазин У.М., Муратова Н.Р., Терехов А.Г. Использование космического мониторинга для планирования и прогнозирования зернового производства// Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса: Сборник научных статей. – М.: Полиграф сервис, 2004. - С. 291-297. 2. U. Sultangazin, N. Muratova, A. Terekhov Monitoring and assessment of spring crops in Kazakhstan // in book “Agro-meteorological Monitoring in Russia and Central Asian Countries”. Ed. Savin I., Negre T., EUR 22210, 2006, p.85-104.

УДК: 504.054(262.81)

КАСПИЙ –БОЛАШАҚБОЛАШАҚ -ҰРПАҚҚА АМАНАТ

ҚР, Астана қ., Л. Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетіБиология және биотехнология кафедрасының

БТ-21 студенті Нурбекова Жадырасын Ақбергенқызы14

Жетекші: оқытушы Абаш Алтынгул Сембайқызы

Каспий теңізі – ішкі континентте орналасқан әлемдегі ең үлкен су қоймасы , ол ешқандай әлемдік мұхиттармен жалғаспаған. Көлемі 398000 км. Ол Еуразияның ішкі жағында орналасқан, табиғаттың керемет жаратылысы болып табылады.Каспий теңізі өте сезімтал экожүйе болып табылады. Соңғы он жылдықтағы антропогенді және биохимиялық факторлардың әсерінен экожүйенің жалпы жағдайы, әсіресе теңіздің солтүстік шығыс бөлігіндегі жағдай нашарлап кетті.Жалпы, Каспий теңізі экожүйесінің жағдайы дағдарыс алды деп бағаланады, және де солтүстік-шығыс бөлікте мұнай алуға кіші су қоймаларын жоспарлары бойынша жасаса, оның табиғи ортасын ірі масштабта нашарлатуы мүмкін.Каспийдің жоғары деңгейде ластануының көптеген себептері баршылық. Соның бірі ретінде теңіз астындағы көмірсутегі шикізаттардың белгілі бір мөлшерде сақталуы, халықтың және өнеркәсіптің жоғары тығыздығы, құлама өзендердің бойындағы ауыл шаруашылығының белсенді игерілуі, «өзен-теңіз» деген айқын көрінерлік геохимиялық тосқауылдың болмауы, бассейннің тұйықтығы және т.б. Мұнай, фенол сияқты ластаушылардың кей мөлшерінің теңіз суына түсуі табиғи процесстердің нәтижесінде болады.Теңіздің басты ластаушысы мұнай болып табылады. Мұнай – өзіндік иісі бар қара-қоңыр түсті тұтқыр майлы сұйықтық. Мұнай өнімдері шекті, шексіз қатарлардан тұратын көмірсутегілердің күрделі қоспасынан тұрады. Қоршаған орта мен оның тұрғындарына мұнай және оның өнімдері қандай зиян келтіреді? Судың көп бөлігінің бетін жұқа пленка түрінде жайылу арқылы мұнай көптеген тірі микроорганизмдерге зиян әсер етіп, биологиялық тізбектің барлық өкілдерін жоя алу мүмкіндігі бар. Мұнаймен ластану Каспийдің көк-жасыл мен диатомды балдырлар ретінде белгілі фитобентос пен фитопланктондарының дамуын тежейді. Теңізге түскен мұнай өнімдері балықтардың уылдырығы, дернәсілі мен шабақтарының сапасына кері әсер етіп, қоректің базаны жояды. Тек мұнайдың 1 тоннасы теңіздің 12 км2 беттік көлемін ала алады. Теңіздер мен мұхиттар бетіндегі мұнай пленкалары энергия, жылу, ылғалдылық және суқоймалар мен атмосферадағы газдар алмасуын бұза алады; физико-химиялық процесстерді өзгертеді: су беткейінің температурасы жоғарылайды, газ алмасу нашарлаған соң, балық кетуі не өлуі мүмкін, сондай-ақ су түбіне тұнған мұнайда барлық тірі организмдерге зиянды әсер етеді: мұнайдың жинақталуы жоғары ұйымдастырылған жануарлар мен қарапайымдылардың қоректену тізбегінде болады. Теңіздің биологиялық тепе-теңдігіне мұнаймен ластану жойқын түрде әсер етеді: дақтар күн сәулелерін өткізбейді, судағы оттегінің жаңаруын баяулатады және биологиялық өнімділік төмендейді. Кейде мұнайдың улы компоненті балықтардың, теңіз құстарының өліміне себепкер болады. Теңіз жануарларының етіндегі дәмнің сапасына кері әсер етеді. Мұнаймен уланудың қауіптілігі оның концентрациясының жоғарылуымен байланысты. Судағы токсинділік 1 мг/м асқан конденсацияда байқалады. Уақыт өте келе судағы мұнай концентрациясы ұшпа компонентерінің булану, еру, тотығу, эмульгирлену, биодеградацияның арқасында азаяды. Тотыққан мұнай суқоймалардың түбіне тұнады.Геоэкологиялық қазба жұмыстар нәтижесінде Каспий теңізінің оңтүстік жағалауындағы территорияларында мұнай және газ аймақтары табылды. Басқада мәләметтерге сүйенсек мұнай құрамында көмірсу рессурстары 15 млрд құрайды. Бұл дүние жүзінде Персия бұғазынан кейінгі екінші орынды қамтиды. Жеңіл мұнай өнімдері теңіз бетінде, ал ауыр өнімдері теңіз түбіне жылжып, биоэкологиялық оргнаизмдердің жойылуына себеп болады. Арнайы мамандардың бақылауы бойынша соңға 20 жыл шамасында сайғақтардың саны 20 есе, бағалы балықтардың түрлері 18 есе азайды. Каспий теңізі - экологиялық катастрофаның бастапқы кезеңінде. Бұған дәлел қазіргі таңдағы итбалықтардың, балықтардың, құстардың және бентостық организмдердің өлімі. Аймақта тұратын мұнайшылар бір мақсатпен жұмыс атқарады « Қандайда баға болмасын – мұнай алу» үкімет осыны растап отыр. Ресейде 2000 жылдан 2005 жыл арасында 3 млрд жуық мұнай өңідірілген, сонымен қатар атмосфераға 13 млн қалдық тасталынған. Осының әсерінен теңіз судактарының

15

санының азаюымен және ресурстық мағынасын жоғалтумен қатар келеді. Ластанудың әсерінен бір түр ғана жойылмай, сонымен қатар бүкіл тіршілік орындарының жойылуы көп қауіптірек.Мысал ретінде Түркменстандағы Соймон бухтасын, Оңтүстік Каспийдің батыс жағалауындағы бірнеше участоктарды келтіруге болады. Өкінішке орай, Оңтүстік Каспийдегі балық үйірінің тіршілік ететін жерлері мұнай аудандарымен сәйкес келетіні, ал Маровтық пайдаланылатын жерлер олардмен өте жақында жатыр. Бекірелер – Каспийдің бірден-бір байлығы, қазіргі таңдағы қара уылдырықтың әлемдік бағасына қарамастан балық кәсібінен табыс мұнайдікіне қарағанда жоғары. Бірақ бекіре үйіріне қырылып қалу қаупі төніп тұр – дәл осыны 1995 жылы Астраханда өткен конгрессте ихтиологтер айтты. Конгресс қатысушылары бекіре үйірлерінің мұнай мен газ өндірушілердің теңіз шельфтеріне шабуылына қарсы тұра алмайтындықтарын, бұл бекіре үйірлерінің қырылуына әкелетіндігін айтып өтті. Газмұнай комплексі маңайында аса уайымдататыны атмосфераның, топырақтың және сулардың мұнаймен белсенді ластану зонасында тұратын тұрғындардың денсаулығы. Мұнаймен ластануға байланысты аурулардың бар екендігін растайтын көптеген зерттеулер бар. Қан және қан айналым мүшелерінің ауруы республика бойынша қарағанда Қазақстанның солтүстік аудандарында 2-4 есе көп.Мұнай алу барысында ашық фонтандар мен суасты мұнай өнімдерінің жарылуы барысында мұнайдың локалді төгілуі болуы мүмкін. Суқоймасы бетін мұнай және мұнай өнімдерінен тазарту келесі факторлардың кесірінен қиынға соғады: мұнайды судан айыруға кедергі жасайтын мұнайдың жоғары тұтқырлығы; көп тазалау аудандарының; ағын және желдің кесірінен мұнайдың жайылуы; гидрометеорологиялық жағдайларға және т.б. Осының барлығы үлкен экономикалық және экологиялық шығындарға әкеліп соғады. Айта кететіні, қазіргі уақытта барлық акваторияда ұйымдасқан бақылау жүйесінің болмауына байланысты Каспий теңізінің ластану мөлшері туралы да, техногенді заттардан шыққан химиялық заттардың сапалық құрамы жайлы да нақты ақпараттар жоқ. Улағыш заттар туралы қолда бар ақпараттар ластану көздерін анықтау кезінде антропогенді және биогенді құрамдарын ажыратып бере алмайды.Сондықтан, рессурстарды пайдаланғанда және қорғағанда, қоршаған ортамен теп-теңдік сақталуы керек.

ҚорытындыКаспий мен оның жағалауындағы экологиялық проблемалар сол аймақтағы елдердің экстенсивті экономикалық дамуының себебі болып табылады. Оған ұзақ уақыттағы табиғи өзгерістер (теңіз деіңгейінің ғасырлық ауытқуы, климаттың өзгеруі) мен осы күнгі әлуметтік-экономикалық проблемалар(ауыспалы период, экономикалық кризис, конфликттер, транснациональды корпорациялардың енуі) да қосылады.Тілшілер Каспийді қандай да бір мемлекеттің “қызығушылық сферасында” екенін айта отырып, сол мемлекеттер “Каспийдің әсері сферасында” деген фактты ұмытуда. Мысалы, Каспий мұнайына салынған 10-50 млрд доллар шамасындағы батыс инвестициялардың фонында каспий шабақ балықтарының жаппай қырылуының экономикалық салдары “бар болғаны” 2 млн доллар мөлшерімен сипатталады. Алайда бұл шығын 200 мың тонна арзан ақуызды тағаммен өлшенеді. Каспий маңы аймағында керекті заттардың аздығынан туған тұрақсыз жағдай, әлеуметтік тәуекел батыс мұнай базарында аса үлкен қиыншылықтарға алып келуі мүмкін, ал келеңсіз жағдайда тіпті кең масштабты отын кризисін туғызуы мүмкін.Адамзат әрекетіне нұқсан келтіретін зиянның көп мөлшері экономикалық есептің сыртқы бетінде қалады. Биоәркелкілік пен экологиялық қызметтерге экономикалық баға беру әдістерінің жоқтығы каспий маңы елдері кен табу мен аграрлы индустрияны дамытып, ал биоқор, туризм және рекреацияның тежелуіне әкелді. Каспий теңізі бассейнінде көмірсу ресурстарын талдау және қолдану барысында қоршаған ортаны сақтау шараларын жүргізу керек. Каспий теңізінің аймағы кризис сатысында тұрған экологиялық зоналарға кіреді. Сондықтан да, Каспий маңындағы мемлекеттер көмірсу шикізаттарын шығару барысында каспий экожүйесіне техногенді әсерді тоқтатын немесе азайтатын біркелкі, нормативті

16

және құқықты документ шығаруы тиіс. Егер осы елдер табиғи ресурстарды бірігіп пайдаланып, өсімдіктер мен жануарлардың санын көбейту жөнінде жұмыстар жүргізіп, сонымен қатар табиғатты қорғаудағы іс-шаралар ұымдастырғанда ғана Каспийді сақтап қалу мүмкін. Каспийдегі апат жағдайында дереу іске қосылатын халықаралық қызметтердің маңызы зор. Сонымен бірге біз каспийдің экологиялық Фондын қажет етеміз. Себебі, қорғаныс қаражатсыз мүмкін емес.15Экологиялық қауіпсіздікті қамтамасыз ету, экологиялық мониторингтің дамуы әр мемлекеттің маңызды проблемасы болып есептелінеді.Жоғарыда айтылғанның барлығы біздің мұнай-газ кен орындарының өнімдеріне қарсы екенімізді білдіре ме? Әрине жоқ. Мәселе қайда және қалай өндіру керек. Мұндағы менің айтарым анықтан анық: көмірсу шикізаттарын өндіру тек су және су маңы флора мен фаунаға мүлдем зиян келтірмейтін аймақтар мен сол мақсатты қуалайтын әдістермен өткізілу керек. Дүниежүзілік тәжірибеге қарағанда бұл әбден мүмкін. Болашақ біздің қолымызда...Қазақстан Республикасының экологиялық заңды қарай отырып, бақылауды күшейтуді және жаңа нормативтік актілерді қолданған жөн. Каспий теңізінің қатерінің алдын алу үшін мұнай өнімдерін алуды қысқарту, теңіздің биологиялық рессурстарын кепілдікке алу , мұнай операцияларын қадағалау керек. Сонымен қатар Каспий суының санксиялық төлемін көбейту керек. Сонда ғана біз Каспий болашағынан үміт күте аламыз.

УДК 613.2-099

ПИЩЕВЫЕ ДОБАВКИ И ИХ ВРЕД ЗДОРОВЬЮ ЧЕЛОВЕКА.

Раев Р. Б., студент 1 курса специальности «Биотехнология» Евразийский Университет имени Л. Н. Гумилева, г. Астана

nacional 4@ mail . ru

Цель: выявить информированность студентов о пищевых добавках и об их вреде здоровью человека. Актуальность: Пищевые добавки это - природные или синтезированные вещества, предназначенные для придания им заданных свойств, сохранения качества продукта в процессе его хранения.Сегодня рынок питания характеризуется широким диапазоном выбора в ассортименте и в ценовых категориях. Такое развитие определено, прежде всего, ростом спроса потребителя. Выбор продуктов питания обусловлен на сегодняшний день несколькими факторами: -образ жизни потребителя; -его платёжеспособность; -состояние здоровья и связанные с этим ограничения в пище. Проблемы, связанные со здоровьем человека, в наши дни не всегда характеризуются генетической наследственностью или предрасположенностью к тому или иному виду заболевания, а также влиянием на организм факторов окружающей среды. В последнее время всё большее воздействие на состояние организма и его работоспособность оказывают продукты питания, входящие в ежедневный рацион потребления, а если быть точнее – их состав, который в свою очередь, изобилует перечнем всевозможных так называемых пищевых добавок, самыми распространенными среди которых являются ингредиенты с индексом Е.Запрещаются Е-компоненты при наличии угрозы для жизни, которые приводят к летальному исходу. В тени остается большая масса других, либо мало изученных, либо не характеризуемых как «опасные». То есть, если консерванты всемирно не признаны смертельными для потребления в пищу, то они могут считаться неопасными. [1]

17

Имеются сведения, что в напитках как «Sprite» , «Cocа-cola», «Лимонад», «Фруктайм Дюшес», «Фиеста Дюшес» содержатся вещества, способные разрушать структуру ДНК.

Многие «Е» добавки приводят к мутагенезу. Медицинские последствия мутагенеза представляют серьезную угрозу здоровью человека. Индивидуальные мутации ответственны за возникновение врожденных пороков развития, наследственных и онкологических заболеваний. Массированное воздействие мутагенов на генетические структуры может явиться генетического вырождения человека как биологического вида.

Пищевые добавки с мутагенными и комутагенными свойствами представляют серьезную опасность. Вместе с тем, пищевая добавка может ослаблять мутагенные эффекты. И на этой основе пищевых добавок с антимутагенными свойствами возможна разработка продуктов, способных снижать риск воздействия на генетическую структуру человека.

Таблица «Вредные пищевые добавки» [3]

Вредные пищевые добавки могут привести к таким последствиям как:Онкологическиe заболевания;Пищевыe отравления с возможным летальным исходом;Аномалии развития плода;Неблагоприятное действие пищевых добавок на плод во время беременности. [2]Методы исследования:Методом выявления информированности студентов о пищевых добавках я избрал анкетирование. Студентов в количестве 100 человек раздавались анкеты с вопросами о пищевых добавках; после чего я провёл анализ ответов. Выяснилось, что из 100 студентов 65% знают, что такое пищевые добавки, а это 65 человек;

18

32 % студентов при покупке продуктов читают этикетки, а это 32 студентов;59% студентов имеют представление, для чего нужны пищевые добавки, а это 59 человек; 57 % студентов знают, в каких продуктах питания содержатся вредные пищевые добавки, т. е. 57 человек.29% студентов знают, какое влияние оказывают вредные пищевые добавки, т. е. 29 человек.Большинство студентов считает продукты, с вредными пищевыми добавками, такие: напитки «coca-cola», «sprite», «сникерсы», fast food, жевательные резинки, чипсы, майонез, шоколад.

Словосочетание «fast food», что в переводе с английского означает «быстрая еда», привычно вошло в нашу жизнь. Наверное, невозможно найти человека, который бы ни разу не употреблял в пищу «fast food». [4]

О вредном влиянии пищевых продуктов на организм человека студенты написали: возникновение рака, различного рода аллергии, заболевания желудочно-кишечного тракта, онкологические заболевания.

Вывод:

Я считаю, что сегодня над человечеством нависла серьёзная угроза мутации. Человек потребляет в пищу все продукты, которые, с частым употреблением, могут привести к серьезному нарушению здоровья. На многих продуктах не указывается, какие там еще есть добавки. Поэтому следует уменьшить употребление продуктов, содержащих вредные пищевые добавки. Студенты мало информированы о вредном влиянии пищевых добавок. Поэтому, следует чаще проводить семинары на эту тему.

Список литературы: [1] «Пищевые и биологически активные добавки» В. Н. Голубев; [2] http://prodobavki.com/index.php[3] http://cooksbooks.su/home/gbotdst-ljfdrb/dhtlyst-ljfdrb/406-dhtlyst-ljfdrb.html[4] http://darina.kiev.ua/recipe/fast_food/otrava_na_prilavke_c_5760.html

19

УДК: 574.796-774

СОСТОЯНИЕ ЧИСЛЕННОСТИ СТЕПНОГО КУЛИКА – КРЕЧЕТКИ (VANELLUS GREGARIUS), В СВЯЗИ С ИЗМЕНЕНИЕМ ПРИВЫЧНЫХ МЕСТ

ОБИТАНИЯ

Р.С. УразалиевЕвразийский Национальный университет имени Л.Н. Гумилева, г. Астана,

Казахстан, uruslankamenka @ inbox . ru

Кречетка (Vanellus gregarius) – вид кулика, населяющий степи и полупустыни, является эндемиком восточно-евразийской степной зоны Казахстана и юга России.

В связи с предполагаемым сокращением численности за последнее столетие и очень маленьким размером сохранившейся популяции, еще совсем недавно предполагалось, что численность кречетки составляет всего 200-600 гнездящихся пар, в 2003 году кречетка была внесена в Красный список Международного Союза Охраны Природы (IUCN) как «критически угрожаемый вид».

Причины сокращения численности является актуальным вопросом, и на этот счет выдвинуто несколько гипотез. Из-за политических изменений после распада Советского союза, в районе гнездовании вида в последние годы произошли существенные изменения в сельском хозяйстве. В связи с недостатком финансирования, много земли было брошено, что, возможно, сократило площади с короткой травой, необходимые кречетке для гнездования. Произошло значительное снижение поголовья скота и перемены в управлении скотоводством. Эти изменения, в свою очередь, могли повлиять на гнездовую продуктивность вида через увеличение случаев затаптывания гнезд и изменений привычных местообитаний. Для гнездования кречетка предпочитает использовать территории с короткой растительностью, которые в большинстве случаев расположены вокруг населенных поселков, где сохранилось скотоводство. Поэтому, гнездящиеся вокруг поселков птицы могут быть подвержены фактору человеческого беспокойства и беспокойства со стороны собак и кошек.

Кречетка - мигрант, и зимует в основном в Северо-восточной Африке, Северной Индии и на Среднем Востоке; поэтому изменения на миграционных путях и местах зимовок могут также сокращать показатели ежегодного уровня выживаемости. В последние годы были отмечены случаи угрозы для кречетки во время миграции со стороны охотников с ловчими птицами.

К огромному сожалению, до начала работы проекта, почти не проводилось никакой научной работы по выяснению того, какую роль эти изменения сыграли в сокращении численности кречетки. В ноябре 2004 (AEWA 2004) был опубликован План действий по кречетке, в котором были обозначены меры сохранения, которые необходимо использовать в пределах гнездового ареала, на миграции и на зимовках. Одной из ключевых рекомендации Плана действий является начало исследований по выявлению причин сокращения численности вида. Эти исследования были начаты в 2004 году, и продолжались вплоть до 2008 года в рамках долгосрочного научно-исследовательского проекта «Кречетка». За годы этих исследований были впервые получены ответы на ряд важнейших вопросов, касающихся гнездования, выживаемости, миграции и зимовки кречетки. Благодаря огромному количеству полевых часов, цветному кольцеванию, спутниковому мечению и объему собранных материалов теперь можно смело говорить, что ситуация с этим видом не настолько критична и популяция по данным проекта может составлять от 3000 до 11200.

20

Однако стоит отметить, что сильное сокращение численности в прошлом веке все-таки произошло, и гнездовой ареал сократился почти вдвое. Остается еще много угроз для этого редкого уникального степного кулика и предстоит еще многое сделать, чтобы сохранить его для потомков.

УДК: 574.4+796.51(574)

ҚОРҒАЛЖЫН ҚОРЫҒЫ АУМАҒЫНДА ЭКОЛОГИЯЛЫҚ ТУРИЗМДІ ДАМЫТУ МҮМКІНДІКТЕРІ

М.О. Шаймерденова Л.Н. Гумилев атындағы ЕҰУ, Астана, Қазақстан, marzhan_kaznu@mail.ru

20 ғасырдың соңғы онжылдықтарында көпшілік туризмінің экологиялық туризм бағыты қарқынды даму үстінде. Ресей ғалымы А. В. Дроздов экологиялық туризмді табиғатқа бағытталған топқа жатқызып, оны 2-ге бөледі: 1) ерекше қорғалатын табиғи аумақтардағы экологиялық туризм; 2) ерекше қорғалатын табиғи аумақтардан тыс экологиялық туризм.

Экологиялық туризм Қазақстан үшін жаңа әрі жан-жақты бағыт болып табылады. Ерекше қорғалатын аумақтарға қойылатын талаптар мен әлемдік тәжірибеге сәйкес Қазақстан Республикасының заңдары мен Үкіметтің нормативтік құжаттары ерекше қорғалатын табиғи аумақтарды, оның ішінде жоғары категориялы қорықтық режиммен де туристік және рекреациялық мақсатта қолдануға рұқсат береді. «Ерекше қорғалатын табиғи аумақтар туралы» Заңның 39 бап, 5 тармағында мемлекеттік табиғи қорықтың негізгі қызметінің бірі – мемлекеттік табиғи қорық және оның қорықтық зонасын экологиялық-ағарту, ғылыми және шектеулі түрде туристік мақсатқа пайдалануды реттеу болып табылады.

Қорғалжын мемлекеттік қорығының көлдер жүйесі дүние жүзі мен жергілікті ғалымдар, орнитолог, биолог, эколог, оқушылар, студенттер, туристердің қызығушылығын туғызатын Қазақстанның ерекше қорғалатын інжу маржаны болып табылады. Мысалы, Теңіз-Қорғалжын көлдер жүйесінің сулы-батпақты аумақтары 1974 жылы сулы-батпақты аумақтар туралы Рамсар конвенциясына сәйкес ғаламдық маңызы бар сулы-батпақты аумаққа жатқызылды. 2000 жылы Теңіз көлі «Тірі көлдер» деп аталатын әлемнің бірегей көлдері жүйесіне енсе, 2007 жылы Қазақстанның биоәртүрлілігін сақтау Ассоциациясының бастамасымен Қорғалжын мемлекеттік қорығы халықаралық дәрежедегі маңызды орнитологиялық аумақтар тізіміне енгізілді. 2008 жылдың маусымында Қорғалжын мемлекеттік табиғи қорығы Орталық Азиядағы алғашқы нысандардың бірі болып ЮНЕСКО-ның әлемдік мұралары тізіміне енгізілді. Қорық аумағының қайталанбас бірегейлігін шөлейтті аумақта орналасқан ішкі континенталды сулары; құстардың Орталық-Азиялық және Сібірлік-Оңтүстік еуропалық ұшу жолдарының қиылысқан жерінде орналасуы, далалық, шалғындық, галофитті және су қауымдастықтарының қатар кездесуі, сирек және жойылып кету қаупі төніп тұрған құстардан тұратын биоәртүрліліктің молдығының ерекшеліктері қалыптастырады. Бұған қоса қорық аумағының ұзақ уақыт бойы қорғауда болуы тұмса табиғатты бастапқы күйінде сақтауға мүмкіндік берді. Аталған табиғи жағдайлар аумақты рекреациялық мақсатта игеруге мүмкіндік береді.

БҰҰДБ/ҒЭҚ/ҚР Үкіметінің жобасы аясында жүргізілген бақылаулар мен тәжірибе, жиналған материалдар негізінде Қорғалжын аумағында экотуризм дамыту жөнінде анализ жасалды, оған сәйкес қорық аумағында экотуризмді дамытудың мұмкіндіктері төмегідей.

21

Артық жақтары: алуан түрлі өсімдіктер мен жануарлар әлемі бар бірегей табиғи аумақтар; тартымды және алуан түрлі живописьті ландшафттар; алуан түрлі көрікті жерлер, көлдер мен құстар; жазғы кезеңдегі қолайлы климаттық жағдайлар; тұрғылықты жергілікті халықтың көптігіне байланысты дәстүрлер мен салттардың сақталуы; ауылдың тыныш және жанға жайлы қолайлы өмірі; қонақжайлылық пен ізгі ниеттілік; осы мекен туралы ақпараттың қол жетімділігі; Қорғалжын ауылындағы қорықтың әкімшілік ғимаратында орналасқан қызықты көрме-орталық; ақпараттық қолдаудың болуы.

Әлсіз жақтары: ауылды жерлерде туристік қызметтің жоқ болуы; жергілікті жер аумағында бәсекелестіктің болмауы (оның нәтижесінде қонақүйлердің бағасы қымбат); ауданда туристерді тасымалдау үшін жалға алатын транспорттың болмауы; Қорғалжын ауылында тамақтандыру қызметінің шектеулілігі; ауыл сыртында туристерге тиісті жағдайлардың болмауы (әжетхана, пикник жасайтын орындар); ауылды жерлерде нұсқаулық тақтайшалардың жеткіліксіздігі; қызығушы тұлғаларда инвестициялық қаржының жеткіліксіздігі; шетел тілдерін білмеуі; Қорғалжында ақпараттық туристік орталықтың болмауы.

Мемлекеттік қорық аумағын экологиялық туризм мақсатында қолдану 1996 жылдан жүзеге асырыла бастады. Ғылыми-танымдық мақсатта тиісті органмен қорықтық зонада жүзеге асырылатын 4 экологиялық маршрут жасалып, бекітілді. Қорғалжын қорығы өздігінше туристік іс-әрекетпен айналыспайды. Қорық әкімшілігі 2001 жылы «Ақмолатурист» ААҚ-мен туризм саласында бірігіп жұмыс істеу үшін келісімшарт жасады. Келісімшарт бойынша қорық туристік мақсатта тек белгілі туристік маршрутқа ғана аумақты береді және туристерді қабылдау үшін Қаражар кордонында базаны көріктендіру үшін жалдау құқығынсыз жер берілген.

Қорғалжын қорығы аумағында экотуризмнің келесідей типтері бөлуге болады: Бедвочерлер (bird watchers). Алыс шетелдерден осы аумақтың тек құстарын көруге келетін туристер. Турларды өткізудің өзіндік ерекшеліктері мен талаптары бар. Ғылыми туризм - әсіресе ерекше қорғалатын табиғи аумақта, себебі тек осы мекенде ғана осы аумаққа тән және сирек кездесетін табиғи экожүйелер, флора мен фауна нысандары бұзылмаған күйде сақталады. Бұл аумаққа ғылыми туризм үшін келетіндер отандық мекемелер мен халықаралық табиғат қорғау ұйымдарының өкілдері. Бұл жерде трансшекаралық және халықаралық ғылыми зерттеулердің, оның ішінде БҰҰ-ның табиғатты қорғау Конвенцияларының (маңызды орнитологиялық аумақтардың әртүрлілігін сақтау, климат өзгеруі, шөлдену мен жерлердің деградациясымен күрес туралы) басым бағыттары ескеріледі. Оқыту туризмі. Қорық пен оның төңірегіндегі аумақтардың табиғатымен танысуды мақсат ететін ұйымдастырылған экскурсиялар. Жиірек, ЖОО-да ұйымдастырылады. Арнайы туризм – спорттық балық аулау және аңшылық. Рекреациялық туризм – таза ауада бос уақыт өткізу, пикник, жылжымалы ойындар, кемпингпен бір күндік демалыс өткізу, кейде әуесқой балық аулаумен ұштасады. Танысу туризмі. Аумақтың елордаға жақын орналасуы Қазақстанның табиғи және мәдени мұраларына қызығушылықпен қарайтын шетел азаматтарын тартады.

Маршруттар қорықтық зонадағы жалпы пайдаланылатын алаңқайлық жолдар арқылы өтеді, тұрақтайтын орындар айқындалған. Туристердің ең ұзақ болуы 3-5 күн аралығында 18 адамнан аспайды. Үлкен емес топтарды ескере тәуліктік рекреациялық жүктеме 25 адамнан аспауды қарастырады. Туристік ағын қызмет көрсетудің дамымауына, табиғатпен танысу үшін арнайы бөлінген үлескілердің санының аздығына байланысты шектеледі. Дәл осы себепке байланысты азаматтардың жеке келулері де шектеледі.

Қорық туристерге тамақтану, тұратын жер бойынша төмендегідей қызметтер көрсетеді.

22

«Қорғалжын МТҚ» мемлекеттік мекемесі көрсететін қызмет түрлерінің тарифтеріҚызмет түрі Өлшем бірлігі Ұзақтығы Тариф теңгеменҚонақүй,орталық

1 орын 1 тәулік 4500

2 орындық ағаш үй 1 орын 1 тәулік 35004 орындық ағаш үй 1 орын 1 тәулік 2700Тамақтану (таңғы, түскі, кешкі ас)

1 адам 1 тәулік 3500

Монша 1 адам 1 сағат 700Душ 1 адам 1 сағат 200Экскурсовод қызметі

1 топ 1 күн 1650

Инспектор-жолсерік 1 топ 1 күн 1600Транспорт 1 бірлік 1 сағат 250Табиғат пайдаланғаны үшін төлем

1 адам 1 күн 0,1 АЕК (127)

Жылдар бойынша Қорғалжын қорығына туристердің келу динамикасыМақсатты топтар

2005 жыл 2006 жыл 2007 жыл 2008 жыл

Шетелдіктер 82 10 158 170Оқушылар мен студенттер

350 337 214 243

Ересектер 1013 1017 2987 2763Қысқы кезеңдегі балықшылар

635 459 481 630

Барлығы: 2080 1892 3840 3806

Кестеде келтірілгендей туристер саны жыл өткен сайын артып келе жатыр. Үлкен емес орнитологтар тобы үшін туристік маршруттарда далалық жағдайға сәйкес жабдықталған экотуристердің түнеуіне арналған 2 алаңқай бар. Туристік жабдық 10 адамға арналған. Қорғалжын қорығында ақылы негізде әуесқой және спорттық балық аулау жүргізіледі. Балық аулау қысқы кезеңде Есей, Сұлтанкелді, Қоқай көлдері мен Құлшым өзенінде жүргізіледі. Әрбір балық аулаушыға қорық аумағында жүру ережесі мен тәртібі беріледі, қорықтық режим мен әуесқой балық аулау ережесін бұзғандарға жауапкершілік шаралары қарастырылған.

Жоғарыда аталған ақпараттар қорық аумағында шектеулі түрде экологиялық туризмді дамытудың мүмкіндіктері мол екендігін дәлелдейді. Қорық аумағында экологиялық туризмді жоғары деңгейдегі қызмет түрі ретінде дамыту үшін төмендегідей іс-шараларды іске асыруды ұсынамын:- қорыққа халықаралық туристер легін көбірек тарту үшін шетелдік туристік агенттіктерге қорық туралы ақпараттар ұсыну;- жергілікті халық қорық аумағында туристік қызметті дамытуға қатысуы тиіс, бұл арқылы жергілікті халықтың жұмыссыздық мәселесін ішінара шешуге болады;- ішкі рынокта қорық туралы ақпараттық жарнамаларды көбейту;- қорық аумағында қызмет көрсетуде дифференциялық тәсілдің болуы, бұл қызмет көрсетудегі бағалық айырмашылықты білдіреді;- студенттер, басқа білім алушылар үшін іс-тәжірибе өтетін немесе жас өлкетанушылар, туристер үшін база құру;

23

- «Әрбір қорық рентабельді болуы тиіс» деген принципті пайдалана отырып, қорық аумағында кәдесыйлар дүкенінің бұйымдарының ассортиментін көбейту, қорық аумағында ақылы фото- және видеотүсірімдер жасау үшін мамандарды тарту, қорық аумағын бейнелейтін кәсіби суретшілерді тарту;- қорық аумағында туристік қызметті дамытуға атсалысатын қызмет түрлері бойынша лицензиялар беру, жеке кәсіпкерлікті дамыту, Жауапкершілігі жектеулі серіктестіктер құру. - қорық аумағы жақын жатқан көне ескерткіштерді қамтитын, сонымен қатар жергілікті халықтың этнографиялық ерекшеліктерін толық көрсете алатын (киіз үйде демалу, ұлттық тағамдардан дәм тату, т.б.) 5-ші экологиялық маршрутты жасау.

Экологиялық туризм орнықты даму негізінде табиғатты қорғап, әрі аймақтың экономикалық дамуына мүмкіндік беретін сала болып табылады, сондықтан тұмса табиғаты сақталған Қорғалжын қорығының орнықты дамуы үшін экологиялық туризмді дамыту басты міндет.

УДК 502.3:630*182.8 (574)

РАЗРАБОТКА БИОЛОГИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ПЫЛЕПОДАВЛЕНИЯ С ЦЕЛЬЮ УМЕНЬШЕНИЯ ОБЪЕМОВ ВЫБРОСОВ ПЫЛИ В АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ С

ПОВЕРХНОСТИ ХВОСТОХРАНИЛИЩА АО «ССГПО».

Яблонский Н.В. студент 2-го курса, аграрно-биологический факультет, кафедра экологии Костанайский государственный университет им. А.Байтурсынова;ТОО «Научно-производственная компания Экогеоцентр». г.Костанай, Республика

Казахстан

Акционерное общество «Соколовско-Сарбайское горно-обогатительное объединение» - ведущее горно-добывающее предприятие Республики Казахстан. Основная производственная деятельность АО «ССГПО» направлена на добычу и переработку железосодержащих руд с целью получения окатышей для доменного производства.

Переработка руд сопровождается образованием целого ряда отходов, среди которых хвосты фабрики мокрой магнитной сепарации, складируемые в хвостохранилище.

Хвостохранилище АО «ССГПО» предназначено для хранения отходов переработки магнетитовых руд Соколовского, Сарбайского, Качарского и Куржункульского месторождений, и располагается в пределах земельного отвода АО «ССГПО».

Площадка 1-го и 2-го отсеков хвостохранилища расположена в северо-восточной части г. Рудного между железной дорогой на севере и Центральным железнодорожным отвалом Соколовского рудника, с восточной стороны ко 2-му отсеку примыкает 3-й отсек.

По рельефу рассматриваемый участок расположен в пределах Кустанайской равнины. Поверхность равнины плоская или слабоволнистая, ландшафт равнинно-степной.

Рельеф площадки ровный, плоский, с незначительным уклоном в юго-восточном направлении, полностью отсутствуют ярко выраженные возвышения, низины или овраги.

В существующих условиях земельный участок хвостохранилища площадью 1060 га представлен землями, нарушенными при складировании пульпы в отвал высотой 22,6-38,8м. По завершению эксплуатации высота отвала составит 32,5-48м. Согласно классификации нарушенных земель по ГОСТ 17.5.1-02-85, образованный отвал относится к средне-высоким.

Хвостохранилище по условиям складирования относится к намывным грунтам, т.е. антропогенным образованиям. Образованно насыпными оградительными дамбами. Намыв

24

пляжа производится с помощью системы распределительных пульпопроводов, проложенных по гребню ограждающей дамбы.

Опытные работы по подбору и посеву трав, а также посадке кустарников, проводились на территории южный склон отсека №2 хвостохранилища АО «ССГПО».

Для опытного посева, а также посадки на территории хвостохранилища использовались следующие виды травянистых растений и кустарников: житняк, люцерна, эспарцет, костер безостый, донник белый, облепиха.

Семена культурных растений приобретались в Карабалыкской и Аркалыкской опытных станциях, саженцы облепихи в лесхозе «Октябрьский».

Опытная посадка саженцев облепихи с посевом травянистых растений проводилась на 5-ти ярусах юго-восточного откоса хвостохранилища:

1-й ярус – пионерная дамба – 9 кустов;2-й ярус – откос, покрытый плодородным слоем почвы (ПСП)– 8 кустов;3-й ярус – «хвосты», покрытые скудной растительностью – 6 кустов и посев

житняка ;4-й ярус – голые «хвосты» без растительности – 6 кустов ;5-й ярус – голые «хвосты» без растительности – 9 кустов с подсевом житняка в

лунки.Наблюдения за приживаемостью саженцев облепихи и всхожестью травянистых

растений проводились в летне-осенний период 2009 года и они показали: 1-й ярус – пионерная дамба – из 9 кустов не прижился не один, происходит слабое

самозарастание скудной травянистой растительностью;2-й ярус – откос, покрытый слоем ПСП – из 6 кустов, прижились 2, происходит

сильное самозарастание густой травянистой растительностью;3-й ярус – «хвосты», покрытые скудной растительностью – из 6 кустов 3

прижились, также происходит слабое самозарастание скудной травянистой растительностью, имеются слабые всходы житняка;

4-й ярус – голые «хвосты» без растительности – из 6 кустов прижились 3, травянистая растительность отсутствует;

5-й ярус – голые «хвосты» без растительности – из 9 кустов прижились 8 кустов, в лунках наблюдаются всходы житняка.

Весенняя посадка кустарников и посев трав на юго-восточном откосе 2-й секции хвостохранилища проводились без изменения существующих условий, применения особых агромелиоративных мероприятий и должны были показать способность отобранных растений произрастать в данных условиях без их изменения.

Летние наблюдения за посадкой и посевом позволяют сделать ряд выводов и предложений для проведения дальнейших работ.

Выводы: 1. Первоначальные наблюдения показали, что кусты облепихи могут

произрастать на откосах хвостохранилища как на участках покрытых ПСП, так и на открытых (голых) участках. Приживаемость на участке покрытом ПСП – около 30%, на «голых» хвостах – в первом случае 4-й ярус – 50%, во втором случае – 90%, 5-й ярус, также имеются жизнеспособные всходы житняка.

2. Приживаемость кустарников имеет прямую зависимость от возраста и размера саженцев, их состояния, времени года, и промежутка времени от их заготовки до высадки на экспериментальных площадках.

3. Биологический метод пылеподавления, применяемый на хвостохранилище АО«ССГПО» позволяет проводить мероприятия по пылеподавлению с помощью растений, без применения удобрений, которые загрязняют поверхностные и подземные воды.

25

Предлагаемый метод биологического пылеподавления имеет высокую экологическую и социальную значимость так как направлен на решение таких проблем как:

- предотвращение образования пыльных бурь;- снижение негативного влияния хвостохранилища АО «ССГПО» на атмосферный

воздух, растительность, животный мир и прилегающие территории.- оздоровление санитарной и экологической обстановки в районе его применения. В осенний период планируется провести ещё одну опытную посадку деревьев и

кустарников, увеличив их спектр и количество.

26

Секция «Молекулярная биология и медицинская генетика»

УДК: 616.511-02:611.77

ВИТИЛИГО АУРУЫНЫҢ БИОЛОГИЯЛЫҚ ТАРАЛУ ЕРЕКШЕЛІКТЕРІ

Айдарбекова НайраҚазақстан Республикасы, Астана қаласы

Гумилев атындағы Еуразия Ұлттық университетіnaira_astana_enu@mail.ru

Меланоциттер ақуыз синтездеуші және меланин грануласын сақтаушы, жақсы дамыған органеллалары бар өсімші клетка. Клеткада тирозин аминоқышқылынан меланин түзілетін ДОФА- оксидаза мен тирозоназа ферменттері бар.

Меланин синтезі меланоциттің ерекше, күрделі құрылысты органелласы- меланосомаларда түзіледі. Олар қалың қабықпен қапталған және ұзына бойы орналасқан жіпшелерден немесе концентрациялық пластинкалардан тұратын жоғары ұйымдастырылған ішкі структураға ие. Меланосомдар сфера тәрізді немесе элипсоид тәрізді болуы мүмкін және де үлкендігі 0,5-1 ммк дейін жетеді. Өзінің дамуында меланосомдар 4 сатыдан өтеді және пигменттік клетканың периифериясына қозғала отырып, структурасы ерекшеленгенге дейін жоғарлаушы электронно- оптикалық тығыздыққа ие болады. Осындай түрде олар кератиноцитке беріледі(өзге де мүшелердің секрециясына ұқсас, бірақ қазіргі уақытта меланиннің берілуін фагоцитарлық процесс ретінде қарастырады).

Пигменттік клеткаларды зерттеу мақсатында практикаға күрделі әдіс- ДОФА- реакциясы енгізілді(Вloch, 1917). Бұл методиканың әртүрлі нұсқаларын Laidlaw, Blackberg (1932), Becker (1935) және Rappaport (1955) секілді ғалымдар ұсынды.

Меланоциттер- омыртқалылар эпидермиясының тұрақты клеткалық ингредиенті. Олар мальпигиялық қабаттың базальдық клеткасында орналасады. Әрбір меланоцит мальпигиялық қабатқа қарағанда сәл үлкен перикариоттан тұрады. Осы перикариоттан әртүрлі, көбіне 4-5 тармақтар кетіп жатады. Тармақтар горизонтальді бағытта немесе эпидермистің бездік клетка қабатының арасында жоғары қарай бағытталып орналасқан. Олар клеткадан 100 ммк қашықтыққа дейін созылып жатуы мүмкін.

Витилиго этиологиясыҚазіргі уақытта витилиго ауруының шығу себептері туралы нақты түсініктемелер

жоқ. Аурудың пайда болуына әсер етуші факторларға: стресс, қажу, көптеген жарақаттар,шектен тыс күннен сәулелену және химиялық агенттер жатады. Ал ішкі факторларға әртүрлі инфекциондық және токсиндік агенттер, құрттар, кейбір мүшелер функциясының бұзылуы, генетикалық патология және тағы да басқаларын жатқызуға болады.

Ал ауруды ішкі органдардың патологиясымен, мысалы: қалқанша безінің, бауырдың аурулары немесе құрт инвазиясына байланыстыруға болмайды, себебі бұл патологиядан болған аурулар өте сирек кездеседі.

Сонымен қатар, бұл аурудың тұқым қуалау арқылы берілуі туралы нақты дәлелдемелер жоқ. Одан гөрі витилиганың бейімдеуші факторлардың (имундық, вегатативтік) әсерінен берілуі туралы айтуға болады.

Витилиго патогенезіҚазіргі таңда витилиго ауруының шығу себептерін түсіндіретін көптеген теориялар

және олардың әрқайсысынын ғылыми дәлелдемелері бар. Бұл теорияларға: нейрогендік (нейроэндокриндік), аутоиммундық (имундық), биохимиялық бұзылулар теориясы (оксидативтік стресс), генетикалық теориялар жатады.

27

Нейрогендік теориясы витилиго ауруының пайда болу механизмін түсіндіруге тырысқан теориялардың бірі болып табылады. Бұл теорияның негізін салушы А. Лернер болып келеді және ол 1959 жылы жүргізген көптеген клиникалық зерттеулерді нерв жүйесінің патологиясымен байланыстырды. Бұл теорияның негізгі аргументі бұл- нерв клеткасы және меланоциттер де бір эктодерманың нерв түйінінен түзілген және екеуі де өзінің секрециясы үшін тирозинді пайдаланады.

Аутоиммундық теорияны 1959 жылы А. Лоринз ұсынды. Ол витилиго ауруымен ауратын адамдардың өздерінің меланоцит және тирозиндеріне деген аутосинбилизацияның болатындығын байқады. Бірінші вариант бойынша, ауру адамның иммундық системасында дефектілер байқалады және осы дефекті әсерінен аутосенбилизация әсерінен меланинге, тирозиназаға немесе меланин түзуші клеткаларға қарсы антиденелер түзіледі. Екінші вариант бойынша, әртүрлі қолайсыз жағдайлардың әсерінен меланоциттердің зақымдалуы нәтижесінде патологиялық өзгерген субстанциялардың түзілуіне және аутосенсибиляцияға алып келіп соқтыруымен түсіндіріледі. Емдеу мақсатында системалық және жергілікті кортикостероидтар және өзге де препараттарды пайдаланатын иммунносупрессивтік терапияның эффективтілігін анықтау үшін, осы бағыттағы зерттеулерді одан әрі жалғастыру керек.

Биохимиялық бұзылулар теориясын (оксидативтік стресс) көптеген қызықты зерттеулер нәтижесінде ұсынды. Бұл теория бойынша, ауру адамның терісінде бос радикалдар жиналуы нәтижесінде теріде антиоксиданттық қорғаныш активтілігінің төмендеуіне, ал ол өз кезегінде меланоциттердің зақымдалып, депигментациясына алып келеді. Көптеген зерттеулер витилиго ауруына шалдыққан адамдар терісінің эпидермиясында сутегінің асқын тотығының жиналуы нәтижесінде ферменттік антиоксиданттың- каталазаның активтілігі мен концентрациясының төмендеуіне алып келеді. Жанама дәлелдеме ретінде, ауруды емдеу мақсатында қолданған антиоксиданттардың оң әсерін айтуға болады.

Генетикалық теория Адам терісінің түсі меланин пигментінің түзілуіне жауап беретін төрт генмен

анықталады. Меланин синтезін жүзеге асыратын ген көп болған сайын, терінің түсі қарая береді. Бұл гендер төрт түрлі хромасомаларда орналасқан. Терісі қара түсті адамдарда осы геннің сегіз аллелі бар(себебі клеткалар диплоидты), ал терісі ақ түсті адамның бірде бір осындай активті аллелі жоқ.

Витилиго ауруы HLA ІІ класындағы HLA- A2, HLA- DR3, HLA- DR4 гендермен байланыстырылады.

Витилиго қазіргі уақытта Қазақстанда кең таралған аурулардың қатарына енуде. Бүкіл еліміз бойынша ауру балалар мен жасөспірімдердің нақты санын анықтау мүмкін емес. Себебі, кейбір ата- аналар балаларын керекті медициналық орталықтарға көрсетпейді, және де дәрігірлер бұл аурудың толық зерттелмеуіне байланысты дәл диагноз қоя алмайды. Бұл ғылыми жобаны жаза отырып, мен зерттеу объектісі ретінде екі қызды алдым. Екеуі де витилиго ауруына шалдыққан. Бірінші қыз- 1995жылғы, ал екіншісі- 1997жылғы. Бірінші қыз бұл ауруға 2002 жылдың шілде айында шалдыққан. Алғашқы ақ дақтар ішкі бөлімінде пайда болып, кейін бет, мойын, қол, аяқ бөліктеріне тарай бастады. Ақ дақтар 4-5 см бастап, үлкен көлемге дейін жетіп жататын формасыз белгілер. Ол көптеген лабораториялық тексерістерден өткен. Алайда, бүгінге дейін ешбір дәрігерлер дәл диагноз қоя алмай отыр. Екінші қыз да дәл осы жағдайға ұқсас. Оның денесінде ақ дақтар 2008 жылдың күзгі айында пайда бола бастады. Көптеген лабораториялық тексерістер және емдер ешқандай нәтиже бермеді. Бүгінгі күні екеуінің де жағдайы қалыпта.

Бұл аурудың пайда болуын көптеген себептермен байланыстыруға болады. Алайда әзірше оның нақты себебі және дәлелі жоқ. Сондықтан мен өзімнің ойыммен ғана бөлісіп кеткім келеді. Яғни, көптеген аурулар ана құрсағында жатқаннан бастап пайда болады. Анасының психологиялық және физиологиялық жағдайы тікелей іштегі жатқан

28

баласымен байланысты. Анасы кішкене ғана психологиялық күйзеліске түссе, баласына үлкен зардабын тигізетіндігі дәлелденген. Мысалы, анасы аяғы ауыр кезінде белгілі бір жағдайларға байланысты стресске ұшырады делік. Соның нәтижесінде оның қанына көп мөлшерде картизол гормоны бөлінеді. Ал бұл гормон стрессті басып, қалыпты жағдайға келтіріп ғана қоймай, кері әсерін тигізіп кетуі мүмкін.

Ғалымдар адамның хромасомасында кейбір гендер ұйқы және ояу жағдайында болатындығын анықтады. Белгілі бір себептерге байланысты (cыртқы және ішкі факторлар) бұл гендер сөніп, ұйқыға кетуі мүмкін, немесе жанып, активті жұмыс атқаруы мүмкін. Яғни, анасының стресске ұшырауы нәтижесінде, оның белгілі бір гендерінің сөніп, ұйқыға кетуіне әкеледі. Және де осы гендердің баласына берілуі әбден ықтимал.

Бұл гендерді қабылдаған бала организмінде әртүрлі өзгерістер байқала бастайды. Бастапқы уақытта балада ешқандай ақаулар байқалмайды. Алайда сыртқы ортаның сәл ғана әсерінен, бүкіл организмде өзгерістер басталады. Сыртқы ортаға мысалы, стресстік жағдай, иммунитеттің төмендеуі, қажу және т.б. жатқызуға болады. Жоғарыда айтып кеткен хромосомадағы ұйқыдағы гендер оянып, организмге кері әсерін тигізе бастайды. Мысалы, бұл жағдайда аутосенсибилизация процессі басталады, яғни меланинге және меланин түзуші клеткаларға қарсы антиденелердің түзілуі. Осының нәтижесінде тері пигментациясы бұзылып, витилиго ауруына алып келіп соқтырады.

Менің негізгі мақсатым, бұл- ғалымдардың осы ауруға назарларын аударып, зерттеп, емдеу жолдарын қарастырып, Қазақстандағы қаншама шарасыз балдарға және олардың ата- аналарына қол ұшымды беру.

УДК 616.248:615.373ДЕМІКПЕМЕН АУЫРАТЫН НАУҚАСТАРДЫҢ ИММУНОГРАММАНЫҢ

КӨРСЕТКІШТЕРІАкимбекова Э.М., Акпарова А.Ю.

Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия Ұлттық Университеті.

Демікпе (Бронхиалдық астма) ғаламдық проблема болғандықтан, көп ғасырлар бойы зерттеушілердің назарын өзіне аударады [1].

Демікпе кең таралған аурулардың бірі болып табылады. Ол қалай бала кезінде және солай өмірдің кез-келген мерзімінде пайда бола алады. Оның даму жайындағы ғылыми болжамдарды оптимистік деп санауға болмайды[2]. Әлемдегі демікпемен ауыратын науқастардың саны 1998 жылы 155 млн. адамға бағаланды [3]. Ал Қазақстандағы демікпемен ауыратын адамның саны 1999-2007 ж. ж. (100 мың адамға) 60 мың адамға тең болды.

GINA (2007) бойынша демікпенің анықтамасы: “ Демікпе – бронхылардың кері обструкциясының болуы, бронхылардың шырышты қабықшасындағы қабыну процесінің болуы, бронх жолдарының жоғары сезімталдығының болуы сияқты белгілер тән, тыныс алу жолдарының созылмалы қабыну ауруы .”

Зерттеу мақсаты – демікпе кезіндегі иммунологиялық көрсеткіштердің өзгеруін зерттеу.

Материалдар мен әдістер.Негізгі иммунологиялық көрсеткіштер Астана қаласының онкологиялық

диспансердің пульмонологиялық бөлімінде ем алған, демікпемен ауыратын көрсеткіштер Астана қаласының онкологиялық диспансердің пульмонологиялық бөлімінде ем алған, демікпемен ауыратын 30 адамда зерттелген. Олардың ішінде 19 әйел және 11 ер адам болды. Науқастардың орта жасы 38 жас болды.

Науқастардағы әртүрлі ауырлық деңгейіне байланысты, яғни, жеңіл персистирленген, орта және ауыр деңгейде, әрбір топта 10 адамнан зерттеу жүргізілді.

29

Иммунологиялық өзгерістерді бағалау үшін 5 мл мөлшерде қан алынды, антикоагулянт – гепарин. ρ = 1,077 г/мл фиколл – верографин тығыздық градиентінде лимфоциттер бөлініп алынды. Beckman Coulter фирмасының FC-500 Cytomics цитофлюорометрде нәтижелерді ескере отырып, HLA-DR+ және CD3+, CD4+, CD8+, CD19+, CD56+ сияқты лимфоциттердің беттік антигендеріне моноклоналды антиденелердің панелін қолдануымен тікелей емес мембрандық иммунофлюоресценция тәсілімен лимфоциттердің субпопуляциялық сараптама жүргізілді.

Қан сарысуының A, M, G иммуноглобулиндерінің концентрациясын иммуноферменттік әдіспен анықтады. Фагоциттердің функциясын спонтанды нұсқада (ЛПС E. Coli ) Парк әдісімен НСТ- тестте бағалады [4]. Сау адамдардың бақылау тобы 18-45 жас арасындағы 32 адамнан құралды.

Нәтижелері. Иммунологиялық тексеру үшін біз 18-47 жас арасындағы демікпемен ауыратын

науқастарды іріктеп алдық. Бұл қажеттіліктің себебі – бұл жас арасындағы топтарда иммундық жүйесінің функционалдық белсенділігі бір деңгейде болады.

Болжамдық және диагностикалық мақсаттар үшін абсолюттік жасушаларға қарағанда, қан жасушаларының құрамындағы салыстырмалы көрсеткіштер ақпаратты болып саналады. Қан жасушаларының абсолюттік көрсеткіштері биологиялық ырғақтарға, тамақ қабылдау уақытына, физикалық және эмоционалдық жүктемелердің ықпалына ұшырайды. Салыстырмалы көрсеткіштер (пайыздық қатынас) тек ағзаның иммундық реакцияның процестерінде ғана елеулі өзгереді [5].

Иммундық жүйе демікпенің дамуындағы сияқты, аурудың патологиясында да маңызды рөл атқарады деп саналады [6].

Науқастардың иммундық статусындағы ең анық өзгерістер ауыр дәрежелі демікпемен ауыратындарда анықталды. T –және B-белсендірілген жасушалардың (HLA-DR) көрсеткіштері жоғарылаған, табиғи киллерлердің (CD56+) абсолюттік мөлшерінің төмендеуін байқадық. Нейтрофилдердің фагоцитарлық белседілігі бұзылған, сіңірілген бөлшектердің саны төмендеген.

HLA-DR мембраналық молекулалар T-хелперлерге антигендерді, соның ішінде аллергендерді де таныстыруда тікелей қатысады. Атопия кезінде CD3+ HLA-DR+ салыстырмалы мөлшерінің көбеюі моноциттердің, B- лимфоциттердің, сонымен қатар бұл рецепторды экспрессиялайтын T- лимфоциттердің (CD4+, CD8+) белсенуімен ассоциацияланады [7].

Аурудың орташа дәрежелі науқастарда табиғи киллердің (CD56+ - жасушалар) абсолютті және салыстырмалы мөлшерінің төмендеуі, T- белсендірілген және B- лимфоциттердің (CD19+) пайыздық мөлшерінің жоғарылауы байқалды.

Осымен, ауыр және орташа дәрежелі ауыртпалығы бар науқастарда T- (CD3+HLA-DR) жоғарылауы анық байқалды. Жеңіл персистерленген демікпемен ауыратын науқастармен салыстырғанда бұл топтардағы B- лимфоциттердің (CD19+) мөлшері де жоғары болды(1,2- сурет).

30

1-сурет. Демікпемен ауыратын науқастардағы лимфоциттердің негізгі популяцияларының салыстырмалы мөлшері.

2-сурет. Демікпемен ауыратын науқастардағы лимфоциттердің негізгі популяцияларының абсолютті мөлшері.

Иммунитеттің гуморалді тізбегінің көрсеткіштерін бағалаған кезде, жеңіл персистерленген ағымды астмамен ауыратын науқастарда Ig M мөлшері 2 есе жоғары болғаны анықталған.

Ауыр дәрежелі демікпемен ауыратын науқастарда нейтрофилдердің фагоцитарлы белсенділігінің төмендеуі байқалған (латекс). Жеңіл персистерленген демікпемен ауыратындармен салыстырғанда, ауыр ағымды демікпемен ауыратын науқастарда сіңірілген бөлшектердің орташа саны 2 есе төмен болды.

Осымен, өткізілген зерттеудің нәтижесінде біз аурудың ауырлық дәрежесіне қарай демікпемен ауыратын науқастарда иммунологиялық дисфункцияның көрсеткіштерін

31

алдық. Перифериялық қандағы T- белсендірілген лимфоциттердің мөлшерінің жоғарылауы, NK- жасушалардың абсолютті мөлшерінің төмендеуі (CD56), нейтрофилдердің фагоцитарлық белсенділігінің және сіңірілген бөлшектердің орташа санының төмендеуі сияқты белгілер ауыр ағымды демікпе кезінде байқалады. Қолданылған әдебиеттер1. Глобальная стратегия лечения и профилактики бронхиальной астмы. Пересмотр 2002 г.: Пер. с англ. под ред. А.Г. Чучалина. М.; 2002. 2. Федосеев Г.Б, Трофимов В.И. Бронхиальная астма: Руководство. СПб.: Нормедиздат; 2006.3. Огородова Л.М., Федорова О.С. Европейские данные в поддержку использования теста по контролю над астмой АСТ™: исследование AIRE. Атмосфера 2005; 4 (19): 46–48.4. Булкина О.З., Маркова Т.П. Клинико-иммунологическая характеристика больных с круглогодичным аллергическим ринитом с очагами хронической инфекции рото- и носоглотки // Иммунология.- №1.- 2007. – С. 46-49.5. Trinchieri G., Biology of natural killer cells // Adv. Immunol. - 1989. Vol. 47. - P.187-386.6. Зарембо И.А. Хроническая обструктивная болезнь легких: распространенность и смертность // Аллергология.-2006.- С.39-43.7. Булгакова В.А. Клиническое значение изучения маркеров активации и апоптоза иммунокомпетентных клеток при атопической бронхиальной астме у детей // Педиатрия.-2009.Т.87.-№2.- С.12-18.

УДК 575.113:616.24РОЛЬ ПОЛИМОРФИЗМА ГЕНОВ В РАЗВИТИИ ХРОНИЧЕСКОЙ

ОБСТРУКТИВНОЙ БОЛЕЗНИ ЛЕГКИХАйткулова А.М Научный руководитель- Акпарова А.Ю

Евразийский Национальный Университет им.Л.Н. Гумилева Казахстан г. Астана akbota _ aitkulova @ mail . ru

Одной из актуальных и фундаментальных задач медицинской генетики, является изучение генетической природы мультифакториальных заболеваний(МФЗ). МФЗ можно рассматривать как результат аддитивного взаимодействия генетических и внешне средовых факторов. Идентификация специфичных генов и экзогенных факторов, которые взаимодействуя между собой, формируют норму реакции устойчивости человека к среде обитания и представляют огромный интерес для генетики человека [1,5]. При анализе молекулярно-генетической природы МФЗ выявление ассоциации между полиморфными генами и МФЗ предполагает, что соответствующий ген имеет непосредственное отношение к формированию предрасположенности, так как его продукт прямым или косвенным образом задействован в патогенезе МФЗ [5]. Примером МФЗ, в реализации которого наряду с внешне средовыми факторами, существенную роль играет генетическая компонента, является Хроническая Обструктивная БолезньЛегких(ХОБЛ). ХОБЛ - хроническое экологически опосредованное воспалительное заболевание респираторной системы с преимущественным поражением дистальных отделов дыхательных путей с частично обратимой бронхиальной обструкцией, характеризующееся прогрессированием и нарастающими явлениями хронической дыхательной недостаточности. У предрасположенных лиц вследствие длительной ингаляционной экспозиции аэроирритантов (компонентов табачного дыма, азота, диоксида серы и др.) происходит развитие последовательных и тесно связанных между собой патологических процессов в стенке бронхов и легочной ткани, приводящих к формированию хронического бронхита и эмфиземы легких – основных составляющих ХОБЛ [1,4]. Огромна медико-социальная значимость ХОБЛ, поскольку в структуре заболеваемости она входит в число лидирующих причин по числу дней

32

нетрудоспособности, причинам инвалидности и занимает 4-5 место по смертности [2,3]. По данным Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ), в 2002 году ХОБЛ стала причиной смерти 2 млн. 740 тыс. больных. ХОБЛ является заболеванием, имеющим неуклонно прогрессирующий характер, и через 15-20 лет займет лидирующее положение среди болезней органов дыхания. Ее распространенность растет во всем мире, что связанно с ростом загрязненности окружающей среды и атмосферы. Главной и наиболее важной причиной этого заболевания является курение. Ингалируемый газовый компонент табачного дыма содержит высокие концентрации реактивных диенов и окиси азота, которые могут способствовать развитию ХОБЛ [2,4]. На ряду с этим в формировании ХОБЛ возрастает роль таких экологических факторов, как производственное и бытовое загрязнение воздуха. Кроме того, существенную роль в развитии ХОБЛ играет наследственная предрасположенность и сложная система взаимодействия между генотипом и средой [1,3]. По результатам проведенных работ было установлено, что генетические факторы риска ХОБЛ представляют собой совокупность нескольких генов, играющих ключевую роль в патогенезе заболевания. В частности это гены системы протеолиза-антипротеолиза, антиоксидантной системы, детоксикации ксенобиотиков, медиаторов воспаления, мукоцилиарного клиренса и местного иммунитета [1,4,16]. Воспалительные процессы дыхательных путей при ХОБЛ индуцируются различными поллютантами и газами. При этом повышается активность нейтрофилов и макрофагов, которые выделяют большое количество провоспалительных и противовоспалительных медиаторов [1,2,3]. Мощным провоспалительным цитокином является фактор некроза опухоли (TNF α), который играет важную роль в развитии воспаления, индуцируя синтез каскада интерлейкинов макрофагами. В гене TNF α описано 8 полиморфных сайтов. Генетический полиморфизм промоторного участка гена TNF α, в присутствие аллеля G определяет часто встречающийся вариант TNF α*1, а присутствие аллеля А - более редкий вариант TNF α*2. У больных ХОБЛ отмечено достоверное повышение уровня TNF α в мокроте и выявлена ассоциация мутантного аллеля TNF α*2 с тяжестью заболевания. Однако выраженных ассоциации полиморфных аллелей гена TNF α с ХОБЛ в других исследованиях не было обнаружено [1]. Установлена ассоциация ХОБЛ с полиморфными аллелями промоторного учаска гена IL1B (провоспалительный цитокин). Предполагается, что IL1 и IL1- RN (минисателитный полиморфизм интрона 2 гена рецепторного антагониста IL1) могут влиять на течение ХОБЛ благодаря способности воздействовать на функцию нейтрофилов и хемотаксис. В результате исследований было обнаружено, что у курящих больных ХОБЛ при сочетании мутантных аллелей в генах IL1 и IL1- RN наблюдается более тяжелое течение заболевания [1,12]. Большое значение в реализации воспалительного процесса при ХОБЛ придается витамин D-связывающему протеину (VDBP) [7].Он резко усиливает хемотаксическую активность фактора комплимента 5а для нейтрофилов.2 точковые мутации в экзоне 11 гена VDBP обуславливает 3 изоформы – 1F, 1S и 2. Один или две копии аллеля 2 являются протективными по отношению к развитию ХОБЛ, в то время как при наличии генотипа 1F/ 1F повышает вероятность развития ХОБЛ [15]. Кроме воспаления существенное значение в патогенезе ХОБЛ имеют 2 других процесса – дисбаланс протеолетических ферментов и антипротеаз и оксидативный стресс. Важнейшими компонентами системы антипротеолиза являются α1- антитрипсин (ААТ) и α1- антихимотрипсин (ААСТ). α1- антитрипсин являясь ингибитором сериновых протеаз, в частности нейтрофильной эластазы, позволяет предотвратить повреждение тканей органов дыхания протеолетическими ферментами в местах воспаления. Дефицит ААТ играет существенную роль в развитии ХОБЛ, поскольку может привести к нарушению баланса в системе протеолиза-антипротеолиза в следствие чего избыточное действие ферментов приводит к разрушению тканей легких [6,8]. Ген ААТ отличается высокой полиморфностью. Все аллели, несущие ген ААТ получили название системы ингибитора протеаз (Pi). Полиморфные аллели гена Pi с фенотипом ZZ обуславливали тяжелую эмфизему, т.е у носителей данного фенотипа повышен риск заболевания ХОБЛ. У

33

носителей аллелей MS и MZ наблюдался умеренный дефицит ААТ и утверждение, что лица с этим фенотипом более предрасположены к развитию ХОБЛ, чем с фенотипом ММ, остается спорным вопросом. Среди курильщиков с фенотипом Pi SZ и PiMZ риск развития ХОБЛ повышен [1,6,8]. α1- антихимотрипсин также является сериновым ингибитором протеаз. Полиморфизм гена ААСТ сопровождается снижением уровня ААСТ в сыворотке, что приводит к нарушению ряда функциональных свойств ААСТ и проявляется ранним началом ХОБЛ [7,11]. Важную роль в процессах ремодуляции и репарации при воспалительных процессах играют матриксные металлопротеиназы (ММР). ММР, в частности интерстициальная коллагеназа ММР1 и макрофагальная эластаза человека ММР12 играют важную роль в воспалении дыхательных путей. Установлена существенная роль определенных полиморфных вариантов генов ММР1 и ММР12 в развитии повреждения легочной ткани у курильщиков, а также снижение функции внешнего дыхания у больных ХОБЛ [1,4,13]. Оксидативный стресс также ирает важную роль в патогенезе ХОБЛ. Одним из прямых последствий оксидативного стресса является нарастание вязкости бронхиальной слизи, при этом скорость мукоцилиарного клиренса уменьшается, что способствует развитию обострений ХОБЛ и прогрессированию заболевания [1,2]. Защитной системой организма являются ферменты антиоксидантной системы, которыми являются гем-оксигеназа-1(НМОХ1).В промоторной части гена обнаружен динуклеотидный (GT)n-полиморфизм, влияющий на уровень транскрипции гена.От чего зависит частота GT–поворотов и вероятность развития эмфиземы [10]. Помимо неспецифических механизмов защиты(мукоцилиарный клиренс, кашель),органы дыхания защищены рядом гуморальных факторов бронхиального секрета.В легких образуются дефенсины, проявляющие бактерицидные свойства.Была выявлена ассоциация мутантного аллеля полиморфизма экзона 2 гена В-дефенсина-1 с ХОБЛ.Авторы предполагают, что снижение экспрессии гена-дефенсина-1 играет важную роль в колонизации микроорганизмами легких, что является ведущим модификатором легочной патологии при ХОБЛ [2,9,14]. Генетический полиморфизм ферментов суперсемейства глутатион-Sтрансфераз (GSTА,GSTМ, GSTТ, GSTР) и изоформ, участвующих в детоксикации ксенобиотиков определяют индивидуальную толерантность или привыкание к никотину,одному из факторов развития ХОБЛ [8].Как известно, процесс детоксикации ксенобиотиков, поступающих в организм человека, включает 2 этапа. В первой участвуют ферменты семейства цитохрома Р-450-СУР1А1, СУР1А2, участвующие в детоксикации многих проканцерогенов, находящихся в табачном дыме.Полиморфизм экзона СУР1А1 способствует продукции активного фермента и накоплению свободных радикалов.В интроне гена СУР1А2 однонуклеотидный полиморфизм ассоциирован с повышением каталитической активности фермента.На втором этапе эти промежуточные соединения с помощью ферментных систем N–ацетилтрансферазы, глутатионтарнсферазы превращаются в водорастворимые нетоксичные продукты и выводятся из организма [17]. Таким образом, вышеизложенное позволяет сделать заключение о том, что развитие ХОБЛ, а так же предрасположенность к данному заболеванию определяется полиморфизмом генов. И для диагностики заболевания важно определение не одного полиморфизма, а сочетание полиморфизма различных генов у индивидов, которые увеличивали бы частоту специфических аллелей, являющихся генетическими факторами развития заболевания. Более детальное изучение полиморфизма генов путем идентификации специфичных генов, вовлеченных в патогенез ХОБЛ, анализа взаимодействия генома и окружающей среды при развитии заболевания будут способствовать формированию фундаментальных представлений о патогенетических механизмах развития одного из наиболее распространенных и социально значимых хронических заболеваний органов дыхания. Литература

34

1.Sanford A, Silverman E/ Chronic obstructive pulmonary disease 1: susceptibility factors for COPD the genotype- environment interaction // Thorax 2002 2. Чучалин А.Г.// Хронические обструктивные болезни легких – М; ЗАО издательство БИНОМ -1999 3. Глобальная стратегия диагностики, лечения и профилактики ХОБЛ / перевод с англ.под ред. Чучалина -1998;2003 (GOLD) 4. Lomas D.A, Silverman E.K / The genetics of chronic obstructive pulmonary disease 2001,p20-26 5. Гинтер Е.К / Популяционная генетика и медицина / Вестник РАМН -2001,с-25-31 6.Спицин В, Новорадовский А, Парик Ю// Полиморфизм α 1-антитрипсина // генетика 1989 7. Joos I, Pape P, Sanford A / genetic risk factors for chronic obstructive pulmonary disease-2002 8. Sanford A, Weir T, Spinelli J et al. Z and S mutation of the α 1- antitrypsin gene and the risk of chronic obstructive pulmonary disease// Am. Respir. cell boil-1999 9. Goldman, Anderson, Stolzenberg et al. / human defensin-1 is a salt-sensetive antibiotic in lung that is inactivated in cystic fibrosis -1997 10. He C, Gong P, Hu B et al. Implication for heme oxygenase-1 gene regulation// biochem-2001 11. Ishii T, Matsuse T, Teramoto S et al. DNA polymorphism of the α 1- antichymotrypsin gene regulation in patients with chronic obstructive pulmonary disease // Eur. J. clin-2000 12. Joos I, Mc Inntype L, Ruan G et al. Association of interleukin1 beta and IL-1 receptor antagonist haplotypes with rate of decline in lung function in smokers// Thorax -2001 13. Lim S, Roche N, Oliver B et al. Balance of matrix metalloproteinase-1 and tissue inhibitor of metalloproteinase-1 from alveolar macrophages in cigarette smokers. Regulation by IL-10 -2000 14. Matsushita I, Hasegawa K, Nakata K et al. Genetic variants of human b-defensin-1 and chronic obstructive pulmonary disease -2002 15. Schellenberg D, Pare D, Weir T et al. Vitamin D binding protein variants and the risk of COPD-1998 16. Teramoto S, Ishii T, Matsuse T// Genetic susceptibility to tobacco toxicity and chronic obstructive pulmonary disease-2002 17. Баранов В, Баранова Е, Иващенко Т, Асеев М// Геном человека и гены «предрасположенности»-2000

УДК 581. 1: 582.475

ЗАЩИТНАЯ РОЛЬ ЯНТАРНОЙ КИСЛОТЫ В СВОБОДНОРАДИКАЛЬНОМ ПРОЦЕССЕ.

Алтаева А.СЕвразийский Национальный Университет им. Л.Н.Гумилева, Астана, Казахстан

aliya _ aac @ mail . ru

Свободнорадикальное окисление следует рассматривать как необходимое метаболическое звено в окислительном фосфорилировании, биосинтезе простагландинов и нуклеиновых кислот, иммунных реакциях. В частности, свободные радикалы образуются в процессе перекисного окисления жирных кислот с изменением при этом физических свойств биологических мембран. Патологическое воздействие свободных радикалов связано с их влиянием на структурно-функциональные характеристики биологических мембран, что приводит к нарушениям их естественной транспортно-защитной функции, повышению микровязкости, изменению проницаемости для различных ионов, а, следовательно, изменениям в жизнедеятельности клетки и в дальнейшем – ее деструкции и гибели. Перекисные радикалы затем вступают во

35

взаимодействие с молекулами жирных кислот, образуя высокотоксичные гидроперекиси и новый свободный радикал.

Диеновые конъюгаты, являющиеся первичными продуктами ПОЛ, относятся к токсическим метаболитам, которые оказывают повреждающее действие на липопротеиды, белки, ферменты и нуклеиновые кислоты. Дальнейшими продуктами ПОЛ являются альдегиды и кетоны (малоновый диальдегид и др.), которым принадлежит важная роль в синтезе простагландинов, прогестерона и других стероидов. Взаимодействие диальдегидов со свободными группами мембранных соединений образуют конечные продукты ПОЛ, непрерывное накопление которых дестабилизирует мембраны и способствует деструкции клеток. Дальнейшее увеличение количества свободных радикалов и гидроперекисей липидов должно было бы привести к быстрому разрушению клеточных структур, но в естественных условиях этого не происходит благодаря наличию сложной и многокомпонентной системы биоантиокислителей и естественных антиоксидантов, способных при химическом воздействии ингибировать свободнорадикальное окисление липидов. При нормальных условиях в организме сохраняется равновесие между скоростью ПОЛ и активностью антиоксидантной системы (витамины Е, С, В, супероксиддисмутаза, каталаза, глютатионтрансфераза, глютатионпероксидаза, глютатионредуктаза и др.), что является одним из основных показателей гомеостаза. Избыточное образование продуктов ПОЛ, как отмечено выше, оказывает цитотоксическое действие, что проявляется повреждением мембран эритроцитов, лизосом. При этом изменяется структура мембран клеток, вплоть до их разрыва, ингибируется активность цитохромоксидазы.

Свободные радикалы участвуют прямо или опосредованно в механизмах некроза и апоптоза, т.е. в процессах, регулирующих длительность тканей, органов и систем организма, в процессах старения организма и в конечном итоге, в контроле длительности жизни организма. В организме активность ПОЛ и активность системы антиоксидантной защиты находятся в постоянном равновесии, и скорость перекисного окисления липидов превышает способность антиоксидантной системы гасить избыточное количество свободных радикалов. Такой процесс протекает лавинообразно с увеличением концентрации свободных радикалов, которые затем снова формируют цепи окисления. Эта практически цепная реакция прерывается лишь взаимодействием с антиоксидантами. Это обстоятельство диктует необходимость применения антиоксидантов в комплексной терапии.

Исследования многих авторов показывают, что применение различных антиоксидантов (витамина Е, С, никотинамида, диквертина, тиоктацида и др.) снижает содержание продуктов ПОЛ (диеновые конъюгаты и малоновый диальдегид), повышает активность ферментов антиоксидантной защиты, что оказывает положительное воздействие на стабилизацию организма, сохраняя работоспособность и качество жизни больных, что в конечном итоге отдаляет время инвалидизации и снижает летальность.

Было исследовано комбинационное воздействие оксида хрома, на экспрессию ICAM1 с янтарной кислотой. Результат в контрольном образце показал, что уровень экспрессии ICAM1 меньше, при стимулировании TNF –α экспрессия увеличивалась. Через 2 ч после обработки клеток оксидом хрома (10 µМ) уровень экспрессии ICAM1 менялся не значительно, только к 8 ч и 20 ч экспрессия повышалась. Обработка оксидом хрома через 8 и 20 часов значительно усиливает уровень экспрессии ICAM1. Показано что, янтарная кислота приводит к существенному ингибированию Cr- индуцированной экспрессии гена ICAM1. Эти результаты показывают, что NF kB играет существенную роль для ингибирования ПОЛ - зависимой цитотоксичности в действии с антиоксидантами. Определенно экспрессия ICAM1 происходит через индукцию ПОЛ. В целом предположительно, что оксид хрома сильнее активизирует NF kB в клетках фибробластах, нейроклетках.

36

Таким образом, сохранение редокс-статуса клеток (тканей) обеспечивает как стабилизацию в них редокс чувстительных факторов (NF-kappa-B) и ограничение экспрессии генов, сохранение физиологической функции этой сигнальной молекулы. Предположительно, что протекторное действие янтарной кислоты показывает ее способность регулировать факторы, которые могут воздействовать на экспрессию генов и другие клеточные функции. Предварительная обработка клеток янтарной кислотой под действием токсических металлов приводила к снижению экспрессии генов cIAP10 (которые активизируются ядерным фактором NF-kB), ингибируя NF-kB сигнальные пути.

УДК: 577. 24; 575.

БИОХИМИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ СУПРЕССИИ РНК-ИНТЕРФЕРЕНЦИИ ВИРУСАМИ РАСТЕНИЙ

Ибраева А.Р, Albina_-92@mail.ruЕвразийский Национальный Университет им. Л.Н.Гумилева; Астана, Казахстан;

Абстракт. В регуляции экспрессии генов у эукариотов важную биологическую роль играет молекулярный процесс РНК интерференции (RNA interference (RNAi)). В настоящее время также стало очевидным, что RNAi также является адаптивным защитным молекулярно-иммунным механизмом, направленным против вирусных заболеваний. Антивирусная RNAi инициируется с генерации коротких интерферирующих РНК (short interfering RNAs (siRNAs)), которые используются в последующем распознавании и деградации вирусных молекул РНК. В ответ на защитную реакцию растений, большинство вирусов кодируют специфические белки, способные противодействовать RNAi, и данный процесс общеизвестен как супрессия RNAi. Вирусные супрессоры действуют на различных этапах RNAi и обладают биохимическими свойствами, которые позволяет им эффективно противодействовать защитной системе растений. Современные молекулярные и биохимические исследования нескольких вирусных супрессоров значительно расширили наше понимание всей сложности природы супрессии RNAi, а также заметно углубили наше понимание всей сложности природы взаимодействия между вирусами и растениями.Введение. RNAi первоначально известная как пост- транскрипционное молчание генов (post-transcriptional gene silencing (PTGS)) в растениях, представляет собой молекулярный механизм, который играет главную роль в регуляции экспрессии генов в живых организмах. RNAi в высших растениях, также является естественной молекулярной составляющей устойчивости, которая способна к селективному распознаванию вирусов с их последующей деградацией. Изначальным и пусковым механизмом в RNAi является синтез длинных двухцепочечных молекул РНК (dsRNA)(1). Следующий функциональный шаг RNAi включает в себя действие ферментов Dicer (Dicer-like DCL)-(членов группы РНКазы III), которые катализируют образование коротких интерферирующих молекул РНК (short interfering RNAs (siRNAs)) или микро РНК (microRNAs (miRNAs)) 20-30 нуклеотидов (нт) (2,3). В последующем шаге RNAi, двухцепочечные молекулы siRNAs расплетаются, и одна из цепей встраивается в многокомпонентный эффекторный комплекс (RNA-induced silencing complex (RISC)). Включаясь в RISC, siRNA функционирует в качестве «поисковой матрицы» для распознавания комплементарных нуклеотидных последовательностей специфических транскриптов с их последующим ферментативным гидролизом(3). Комплиментарное спаривание между нуклеотидами siRNA и заданной РНК обеспечивает эффективное и высокоспецифичное обнаружение нужной цели. Экспериментальные данные дают основание полагать, что siRNAs и белки семейства Argonaute (AGO) представляют собой универсальные компоненты RISC(4). В ответ на действие RNAi, вирусы выработали специфические стратегии для

37

противодействия молекулярному механизму иммунной устойчивости растений. Наиболее эффективной и действенной контрмерой против RNAi является вирусная супрессия молекулярного иммунного механизма. Например, многие вирусы кодируют специфические белки-супрессоры (viral supressors of RNAi (VSR), которые способны эффективно блокировать RNAi. Экспрессия VSR вирусами для противодействия защитной системе растений выдвигает вполне конкретное предположение, что изначальной функцией RNAi в растениях было противодействие вирусным патогенам. В большей части экспрессия данных белков не является обязательным фактором для вирусной репликации, однако вирусные супрессоры необходимы для успешной аккумуляции и распространения вирусов в ходе инфекции. К настоящему моменту обнаружено множество вирусных белков, которые обладают супрессорной активностью. Однако описания биохимических механизмов их работы появились в литературе относительно недавно. Последние молекулярные, биохимические и структурные исследования различных VSR позволили детально рассмотреть механизмы супрессии RNAi. Общим свойством всех вирусных супрессоров является их способность к противодействию защитной системе RNAi на её различных этапах. Данное противодействие является ярким примером сложной и интенсивной «эволюционной борьбы» между вирусами и растениями. Коэволюция между вирусными супрессорами и механизмом RNAi растений, также свидетельствует о чрезвычайно сложной природе адаптации вирусов к защитной системе растений. Цель сегодняшней работы заключается в обобщении современных научных данных о молекулярных и биохимических механизмах супрессии RNAi некоторыми вирусами растений.Биохимические свойства вирусных супрессоров RNAi: Potyvirus HC-Pro . Вирусы семейства Potyviridae кодируют супрессор HC-Pro (helper component-proteinase), который служит в качестве классического примера вирусного белка, ответственного за успешное системное распространение вирусов этого семейства в инфицированный организм. Наиболее важной биологической функцией HC-Pro является его участие в супрессии RNAi.. Независимые исследования показали, что белок является стержневым фактором в супрессии RNAi в инфицированных растениях. Дальнейший мутационный анализ вируса показал, что центральный регион HC-Pro необходим для супрессорной деятельности белка. Было так же показано, что экспрессия HC-Pro приводит к дефектам в росте и дифференцировки растений Arabidopsis, предположительно благодаря ингибированию miRNA-ассоциированного гидролиза РНК транскрипционных факторов. Впервые была установлена функциональная схожесть между молекулярными факторами, вовлеченными в процессы роста и дифференцировки с одной стороны, и антивирусной RNAi с другой. Более того, было впервые предложено объяснение причине возникновения симптомов заболевания в инфицированных растениях ввиду экспрессии вирусного супрессора(5). Было обнаружено, что HC-Pro препятствует функциональному метилированию mi/siRNA и связыванию ds siRNA. Недавние исследования выявили функциональную роль участка FRNK в структуре HC-Pro белка для связывания siRNA. Более того, было обнаружено, что данная функция взаимосвязана с селективным связыванием miRNAs и степенью колебания симптомов вирусного заболевании.Tombusvirus P19 . Ранние генетические исследования белка P19, который кодируется геномом вирусов семейства Tombusviridae, выявили вовлеченность белка в процессах репродукции, движения, инкапсидации и векторной трансмиссии вируса. Между тем, позднее было открыто, что P19 является важным патогенным фактором, который необходим для развития симптомов инфекции. Дальнейшие исследования показали решающую роль TBSV P19 в защите вирусной РНК в ходе системной инфекции в растениях N. Benthamiana(6,7). Более того биологическая активность белка зависела от его количества, т.е. успешная инфекция, сила симптомов, а также стабильность вирусной РНК требуют достаточно высокого уровня экспрессии P19. Вероятно наиболее весомым объяснением функции того или иного белка является определение его структуры.

38

Исследования, проведенные двумя независимыми научными группами полученные методом рентгеновской кристаллографии, указали на существование комплекса между димерами P19 и двухцепочечными молекулами siRNA(8,9). Более того, прямое физическое взаимодействие между P19 и вирусными siRNAs было также обнаружено в инфицированных растениях. Тем самым, функция P19 в качестве вирусного супрессора состоит в том, что в ходе инфекции белок P19 связывает обильно циркулирующие вирусные siRNA делая их недоступными для программирования RISC, активность которого необходима для разрушения вирусной РНК. В результате этого происходит аккумуляция вирусных молекул РНК в инфицированном организме. Было также показано, что P19 препятствует процессу защитного метилирования miRNAs. Таким образом, есть основание предполагать, что способность P19 связывать siRNA может также препятствовать работе фермента HEN1, ответственного за метилирование siRNA.Tobamovirus репликаза. Tobacco mosaic virus (TMV) приводит к активации защитной RNAi в растениях, так как вирусная инфекция сопровождается с генерацией вирусных siRNA(10). Более того, единичная аминокислотная замена в TMV репликаза приводит к отсутствию симптомов в течение вирусного заражения. Биохимические эксперименты по изучению взаимодействия TMV репликаза с молекулами РНК указывают, что данный белок имеет способность связывать короткие молекулы siRNA. Более того было показано, что siRNA связывающая способность белка не препятствует активности уже перепрограммированного RISC, указывая на необратимость механизма программирования нуклеазного комплекса. Последние исследования указывают на то, что инфекция TMV препятствует метилированию siRNA ферментом HEN1 метил трансферазой. Однако остается неясным, влияет ли данный супрессор непосредственно на активность HEN1, или же он участвует в процессе демелитилирования уже преметилированных молекул siRNA. Closterovirus P21. Ранние исследования с Beet yellows virus (BYV), продемонстрировали, что белок 21-кДа (P21) супрессирует РНК - индуцированное умалчивание экспрессии белка GFP(11). Супрессия RNAi была также выявлена, используя гомолог P21 кодируемый другими членами семейства Closteroviridae. Более того, в инфицированных растениях BYV P21 обнаруживается в клетке в качестве растворимого белка цитоплазмы, а также в форме нерастворимых белковых тел на периферии клетки. Примечательно, что подобно P19, P21 не воздействует на активность RISC комплекса, но препятствует процессу miRNA метилирования. P21 представляет собой вирусный супрессор RNAi, который подобно раннее обсуждаемым примерам, препятствует программированию RISC, необходимого для нуклеазной деградации вирусной РНК.Небольшие цистеин - обогащенные белки. Цистеин - обогащенные белки, кодируемые вирусными семействами Hordeivirus, Tobravirus, Pecluvirus, Furovirus и Carlavirus, не проявляют существенной родства, однако они обладают структурным сходством и играют важную роль в вирусных инфекциях и функционируют в качестве патогенных вирусных факторов.Tobravirus 16K. В ходе инфекции данный белок играет ключевую роль для эффективной аккумуляции TRV. Более того, было обнаружено, что белок в состоянии частично супрессировать RNAi в клетках Drosophila. Экспрессия 16K ведет к незначительному уменьшению уровня аккумуляции GFP siRNAs, указывая на возможную роль белка в супрессии начальных этапов RNAi в инфицированных растениях. Последнее данные свидетельствует, что TRV-16K, вероятно блокирует RNAi до момента образования dsRNA, так как супрессионная активность белка нивелировалась с увеличением дозы dsRNA. Hordeivirus b . Barley stripe mosaic virus (BSMV) кодирует 17-кДа цистеин - обогащенный белок b, который не является обязательным для репликации и движения вируса, но существенно воздействует на процесс патогенеза. Первый, косвенный признак возможного участия b в супрессии RNAi был получен в экспериментах с использованием мутанта TRV не экспрессирующим p16. Биохимические анализы показали, что BSMV b

39

взаимодействует с ssRNAs, посредством трех Zn-связующих участков на N-терминальной части белка. Более того, РНК связующая способность b белка существенно стимулируется в присутствии Zn ионов. Несмотря на необходимость получения дальнейших биохимических данных, вышеприведенные результаты дают основание полагать, что взаимодействие вирусного белка с РНК является ключевой функцией b в супрессии RNAi.Заключение. Современные молекулярные и биохимические исследования ряда вирусных супрессоров значительно расширили наши знания о вирусных стратегиях супрессии RNAi. Вирусные супрессоры обладают широким спектром биохимических свойств, необходимых для борьбы с RNAi на разных стадиях этой защитной системы. Дальнейшие детальные молекулярные, биохимические и структурные исследования вирусных супрессоров необходимы для более полного изучения механизма молекулярных отношений между защитной системой организма и вирусами. Со временем эти знания могут быть реализованы, для развития эффективных стратегий создания растений устойчивых к вирусным патогенам.

Список литературы:

1. Fire, A., Xu, S., Montgomery, M. K., Kostas, S. A., Driver, S. E., and Mello, C. C. (1998) Potent and specific genetic interference by double-stranded RNA in Caenorhabditis elegans. Nature 391, 806-811.

2. Deleris, A., Gallego-Bartolome, J., Bao, J., Kasschau, K. D., Carrington, J. C., and Voinnet, O. (2006) Hierarchical action and inhibition of plant Dicer-like proteins in antiviral defense. Science 313, 68-71.

3. Ding, S. W., and Voinnet, O. (2007) Antiviral immunity directed by small RNAs. Cell 130, 413-426.

4. Rand, T. A., Ginalski, K., Grishin, N. V., and Wang, X. (2004) Biochemical identification of Argonaute 2 as the sole protein required for RNA-induced silencing complex activity. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 101, 14385-14389.

5. Chapman, E. J., Prokhnevsky, A. I., Gopinath, K., Dolja, V. V., and Carrington, J. C. (2004) Viral RNA silencing suppressors inhibit the microRNA pathway at an intermediate step. Genes Dev. 18, 1179-1186.

6. Qiu, W., Park, J. W., and Scholthof, H. B. (2002) Tombusvirus P19-mediated suppression of virus-induced gene silencing is controlled by genetic and dosage features that influence pathogenicity. Mol. Plant Microbe Interact. 15, 269-280.

7. Scholthof, H. B., Desvoyes, B., Kuecker, J., and Whitehead, E. (1999) Biological activity of two tombusvirus proteins translated from nested genes is influenced by dosage control via context-dependent leaky scanning. Mol. Plant Microbe Interact. 12, 670-679.

8. Ye, K., Malinina, L., and Patel, D. J. (2003) Recognition of small interfering RNA by a viral suppressor of RNA silencing. Nature 426, 874-878.

9. Vargason, J. M., Szittya, G., Burgyan, J., and Tanaka Hall, T. M. (2003) Size selective recognition of siRNA by an RNA silencing suppressor. Cell 115, 799-811.

10. Molnar, A., Csorba, T., Lakatos, L., Varallyay, E., Lacomme, C., and Burgyan, J. (2005) Plant virus-derived small interfering RNAs originate predominantly from highly structured single-stranded viral RNAs. J. Virol. 79, 7812-7818.11. Reed, J. C., Kasschau, K. D., Prokhnevsky, A. I., Gopinath, K., Pogue, G. P., Carrington, J.

C., et al. (2003) Suppressor of RNA silencing encoded by Beet yellows virus. Virology 306, 203-209.

40

УДК 612.017.42

АНТИГЕН БАЙЛАНЫСТЫРАТЫН ЛИМФОЦИТТЕРДІ АНЫҚТАУ ӘДІСТЕРІН ЖЕТІЛДІРУ

Есетова А.А.Л.Н.Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің студенті, Астана

Ғылыми жетекші: Ұқбаева Т.Д.Assel-bt@mail.ru

Қазіргі таңда әртүрлі аурулар диагностикасында иммунологиялық әдістерді кеңінен қолданады [1, 2]. Соңғы жылдары бұл мақсатта перифириялық қанда антиген байланыстыратын лимфоциттерді (АБЛ) қолдану мүмкіндігі туралы мәліметтер пайда болды. АБЛ, көптеген авторлардың пікірінше, жасуша мембранасында орналасқан арнайы рецепторлармен антигенді байланыстыру қабілеті бойынша бір топқа біріктірілген лимфоциттердің гетерогенді популяциясын көрсетеді [3].

АБЛ анықтауды бактериялық (дифтерия, бруцеллез, туберкулез, сифилис, ірің-қабыну және сепсистік аурулар, т.б.) және вирустық (кене энцефалиті) инфекциялары, сондай-ақ, деструкциялық-қабыну үрдістерінің (гломерулонефрит, пиелонефрит, тонзиллит, гепатит, панкреатит, т.б.) диагностикасында сәтті қолданылады [4].

АБЛ тесті үшін эритроциттік реагенттерді дайындау кезінде адам лимфоциттерімен кездейсоқ розеткалар түзбейтін тауық немесе бұқа эритроциттерін қолданады [5].

Алуан түрлі ұлпалық арнайылық АБЛ анықталуы бойынша патологиялық үрдіске жүрек, бауыр, бүйрек (қабық және ми қабаттары) ұлпалары, таңдай бадамы, дәнекер ұлпасы, тік және тоқ ішек, өт көпіршігі, басқа мүшелер мен ұлпалардың қатысуы туралы айтуға болады [6].

Ауыр түрдегі бруцеллез бен өкпе туберкулезін анықтау кезінде сәйкес арнайылықтағы АБЛ анықтау 100 пайызды құрайды [7].

Дифтерия кезінде АБЛ анықтау әдісі ерте, сондай-ақ, кеш диагностика үшін қолданылуы мүмкін. Берілген әдістің бактериологиялық әдіске қарағанда артықшылығына ол антибиотиктерапия мен арнайы иммундық терапиядан тәуелсіз болуы жатады. Сонымен қатар, АБЛ ошақтарда дифтерияны науқастар мен токсигенді дифтерия коринобактерияларының тасушыларын ерте анықтау мақсатында анықтау үшін қолданылуы мүмкін.

АБЛ тестін сальмонеллездік және шигеллездік инфекциясымен ауыр ішек инфекциясымен науқастарда ерте және дифференциалдық диагностика әдісі ретінде Е.А.Славкомен қолданылды. Оның тиімділігі көрсетілді, тест жоғары сезімталдылық, түр және топтық арнайылықпен сипатталады.

Көптеген зерттеушілер еңбектерінің нәтижелері бойынша АБЛ зертханалық жануарларды жұқтыру немесе вакцинациясынан кейін алғашқы күндері және адамдардың ауырғаннан кейін алғашқы күндері анықталады.

Арнайылық антиген байланыстыратын лимфоциттердің тек гомологиялық антигендер мен АБЛ-дің тек гомологиялық антигендермен таңдамалы реакциясымен анықталуының доза тәуелді немесе конкурентті тежелуімен дәлелденген.

Иммунологиялық (T.pallidum арнайылықтағы АБЛ анықтау) және серологиялық әдістер кешенімен превентивті емдеудегі тұлғаларды параллельды зерттеу кезінде алынған мәліметтерді талдау кезінде АБЛ антиденелермен салыстырғанда 11,5 есе жиі анықталған. Бұл мәліметтер сифилистің ерте диагностикасының болашағын анықтайды. Сифилиспен науқастардың барлығында АБЛ анықтау жиілігі 97 % құраса, біріншілік сифилиспен науқастарда 100 % құрады.

Бұл тұрғыдан алғанда, әртүрлі антигендерден эритроциттік диагностикумдерді (ЭД) қолданумен розетка түзу реакциясының (РТР) көмегімен АБЛ құрамының динамикасын зерттеу үлкен қызығушылыққа ие.

41

Микроскоппен бақылағанда немесе бояу жолымен Т- және В-лимфоциттерді ажырату мүмкін емес. Клиникалық тәжірибе үшін қазіргі таңда әртүрлі моноклондық антиденелер арқылы анықталатын лимфоциттердің әртүрлі маркерлерін анықтау үлкен маңызға ие. Алайда, қымбат моноклондық антиденелер мен оларды қолдану үшін құралдардың қымбаттығын ескере отырып, клинико-диагностикалық зертханаларда лимфоциттердің розетка түзуінің әртүрлі модификацияларын қолданатын лимфоциттердің фенотиптеу әдістерін қолданады. Ең қарапайым әдіс Т- және В-жасушаларды анықтау бойынша розетка түзу әдісі болып табылады. Т-лимфоциттердің жасушалық мембранасының бетінде қой эритроциттеріне арнайы рецептор орналасса, В-лимфоциттер бетінде тышқан эритроциттеріне арнайы рецептор орналасқан. Бұл эритроциттер Т- және В-жасушаларына маркер қызметін атқарады: әрбір лимфоцит өзінің бетіне 4-ке дейін және оған сәйкес келетін эритроциттерді қосып, микроскоп астында жақсы ажыратылатын розетка түзеді. Сонымен қатар, Т-жасушалардың популяциясында теофеллин әсеріне төзімді жасушаларды ажыратады, бұл Т-хелперлік субпопуляция және төзімсіз (ТФ-сезімтал) Т-супрессорлық популяция. Егер лимфоциттерді алдын-ала теофиллинмен өңдеп, қой эритроциттерімен байланыстырса, онда розетка түзу реакциясы тек лимфоциттердің Т-хелперлік субпопуляциясымен өтеді. Бұл негізде лимфоциттердің субпопуляциясының пайыздық қатынасы туралы тұжырым жасайды.

Розетка түзу тесті – перифириялық қандағы антиген байланыстыратын лимфоциттерді анықтаудың негізгі әдісі – мембранада Т-, В-лимфоциттер мембранасында қой немесе тышқан эритроциттеріне рецепторлардың барлық субпопуляцияларының болуына және олармен берік байланыс (розетка) түзу қабілетіне негізделген.

Сурет 1. Розетка түзу сызбасы

Розетка түзу әдісімен АБЛ-ды жүргізу үшін келесі ингридиенттер мен жабдықтар қажет: 1. Гепарин; 2. Фиколл-верографин тығыздық градиенті (1,077-1,079 г/см); 3. 0,85 % натрий хлоридінің ерітіндісі; 4. 3 % сірке қышқылының ерітіндісі; 5. 0,1%-дық метилен көк ерітіндісі; 6. 95-96 % этил спирті; 7. пробиркалар, градуирленген және пастерлік пипеткалар, заттық және жабын әйнектер, пипеткалық дозаторлар (0,02 және 0,1 мл-ге), резиналық груша; 8. Горяев камерасы немесе жасушалардың автоматты есептеуіші; 9. Бинокулярлық микроскоп; 10. Көлденең роторы бар центрифуга; 11. Термостат (370С); 12. Тоңазытқыш (40С); 13. Жасушалар есептеуіші; 14. Ареометр.

Зерттеу үшін қанды көктамырдан 3 мл мөлшерде гепариндік пробиркаға алады.Гепарин ерітіндісін дайындау. 1 мл-де 5000 бірліктен тұратын гепаринді натрий

хлоридінің 1:9 қатынасындағы 0,85 % ерітіндісімен араластырады. Зерттелетін науқастан алынған әрбір мл қанға араластырылған гепариннің 0,05 мл мөлшерін алады.

Тығыздық градиентін дайындау. 9,76 г фиколл-400 және 120 мл суды, 20 мл 76%-дық кез-келген рентген-контрасттық препараттың ерітіндісін (урографин, верографин, триомбраст, тразограф) араластырады. Градиенттің үлестік салмағы 1,077 г/мл болады.

Лимфоциттерді бөліп алу. 1:1 қатынасындағы натрий хлоридінің 0,85%-дық ерітіндісімен араластырылған гепариндік қанды 3 мл тығыздық градиентіне қабаттайды және 35 минут 1500 айн/мин центрифугалайды. Интерфазадан лимфоциттерді пастер пипеткасымен жинап, 5 мл 0,85 % натрий хлоридінің ерітіндісімен 1500 айн/мин кезінде 20 минут центрифугалайды. Лимфоциттер өлшемінің концентрациясын Горяев

42

камерасында немесе жасушалар есептеуіші көмегімен анықтап, 1 мл-де 2*106

жасушаларға дейін келтіреді.Глутар альдегидін жасау. 2 %-дық глутар альдегидын 1:7,3 қатынасында 0,85 %

натрий хлоридінің ерітіндісімен араластырады.Үлгілерді бояу үшін 0,05 % метилен көк пен 0,5 % сусыз Na2CO3 тұратын сулы

ерітіндісін дайындайды.Параллельды түрде екі тест орындалады:1. Тәжірибе2. БақылауЗерттелетін науқастың 10 мл мөлшердегі қанын 1 мг гепаринге алып, шайқап,

нөмірлейді. Пробиркаға 3 мл фиколл-верографин құйып, градиентке (фиколл-верографин (триомбраст, тразограф, урографин қолданылуы мүмкін)) пастер пипеткасымен қанды тамызады. Центрифугаға 1,5-2,0 мың айн\мин кезінде 20-30 минутқа қоямыз. Басқа пробиркаға шамамен 5,0 куб физиологиялық ерітінді құйып, пастер пипеткасымен оралған пробиркадан лимфоциттер сақинасын алып, физерітіндіні қырына дейін құйып, центрифугаға 1,5 мың айн\мин кезінде 10 минутқа қоямыз. Үш рет айналдырған соң тұнбаүсті сұйықтықты төгіп тастайды, шамамен 0,5+ 0,4 + физерітінді= 0,7 7 үлгіге қалдырамыз. Кіші пробиркаларды антигендер саны бойынша нөмірлеп, дозатормен әр пробиркаға 0,05 лимфоциттен қосамыз (бақылауда антиген жоқ). Антигендер: 0,05-К, А, В, С, Рп7, Рп15, Hib. 1 тамшы глутар альдегидын жақсы шайқап, әйнек бетіне жағамыз. Үлгі кепкен соң үлгіні 960 спиртте бекітіп, метилен көк немесе Романовский-Гимза әдісімен бояймыз. Жасушаларды Горяев камерасында люминесцентті микроскопия кезінде жүргізеді. Розеткалар санын 700 лимфоцитке санап, Т-лимфоциттердің пайыздық қатынасын шығарады. Розеткаға кемінде 3 эритроцит байлайтын лимфоцитті санайды. Нәтиженің диагностикалық бағалауын тәжірибе мен бақылауда анықталған АБЛ құрамының сенімді айырмасын статистикалық анықтау негізінде жүргізеді. Олардың мөлшері арнайы реагентпен анықталған кезде бақылаушы реагентпен «розетка» түзетін лимфоциттер мөлшерінен асқанда (Р<0,05), анықталған деп саналады. Т-лимфоциттердің абсолюттік мөлшерін анықтау үшін зерттеу күні қанның жалпы клиникалық талдауын жүргізеді [8].

Қалыпты жағдайда перифириялық қандағы Т-лимфоциттің құрамы лимфоциттердің жалпы санынан 50-70% аралығында ауытқиды.

Қолданылған әдебиеттер тізімі:1. Дерябин П.Н., Каральник Б.В., Акатов А.К. Ж.Микробиология, 1988, №1, 94-102 б.2. Дерябин П.Н., Каральник Б.В., Ж.Микробиология, 1985, №6, 87-90 б.3. Чоудхури Мд.Юсуф. Антигенсвязывающие лимфоциты – их взаимосвязь с

субпопуляциями Т-клеток и значение для иммунодиагностики ревматизма. Дисс,, канд., Алма-Ата, 1986, 125 б.

4. Славко Е.А., Дерябин П.Н., Каральник Б.В., Карабеков А.Ж. Определение антигенсвязывающих лимфоцитов как метод ранней диагностики сальмонеллеза и острой дизентерии// Здравоохранение Казахстана, 1999, №5-6, 43-46 б.

5. Прасолова Л.А. Диагностика стафилококковых и синегнойных гнойно-воспалительных и септических заболеваний по выявлению антигенсвязывающих лимфоцитов. Дисс. Канд.мед.наук, Алматы, 1990, 173 б.

6. Чучалин А.Г., Синопальников А.И., Яковлев С.В. и др. Внебольничная пневмония у взрослых: практические рекомендации по диагностике, лечению и профилактике. Пособие для врачей. М.; 2004.

7. Жунусова Г.Б., Каральник Б.В., Динамика первого антигенспецифического этапа иммунного ответа на гоноккоковую вакцину\\Вестник КазНМУ.-Алматы.-2001.-№13.-88-90 б.

43

УДК: 597.554.3:591.151

ЕСІЛ ӨЗЕНІНДЕГІ МӨҢКЕ БАЛЫҚ ПОПУЛЯЦИЯСЫНЫҢ ГЕНЕТИКАЛЫҚПОЛИМОРФИЗМІ ЖӘНЕ ЖЫНЫСТЫҚ ҚАТЫНАСТАРЫ

Жұмағұлова Ақмарал ӘбдіразаққызыЖетекшілер: Ақбаева Л.Х., Көбетаева Н.К.

Биология мамандығының II курс магистрантыЛ.Н.Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті

Қазақстан Республикасы, Астана қаласыakmaral_86@inbox.ru

Есіл өзені балықшаруашылығының болашағы зор өзендердің бірі. Онда балықтардың 20 шақты түрі тіршілік етеді. Соның ішінде қарапайым немесе алтын мөңке балық (Carassius carassius) және күміс мөңке балық (Carassius autarus gibelio) сияқты балық түрлері бар. Айта кетерлігі, күміс мөңке балықтың саны алтын мөңке балықтан әлдеқайда көп немесе басымырақ. Күміс мөңке балықтың алтын мөңке балықтан бірқатар ерекшеліктері бар. Атап айтқанда, денесінің ұзындығы алтын мөңке балықтан гөрі қысқа, түсі күмістей, алтын түстілері де аз кездеспейді. Құрсағының түсі қаралау, арқасы құрсағынан қарағанда әлдеқайда қап - қара; жүзбеқанаттары сары түсті. Күміс мөңке балықтың денесі алтын мөңке балықтан қысқа болғанымен, ол анағұрлым тезірек өседі. Ең ірі дараларының ұзындығы 40 см-ге, салмағы 4 кг-ға дейін барады. Carassius autarus gibelio жыныстарының тең емес қатынасы мамандардың назарын өзіне аударып келеді. Бұл жағдай Орта Азияның, Батыс Сібірдің және Еуропаның көптеген су қоймаларындағы аталған балық түріне тән. Есіл өзенінде Carassius autarus gibelio аналықтары тіршілік етеді, ал аталықтары сирек кездеседі. Тұтас алғанда ауланғандардың ішінде аталықтарының үлесі 5 - 6%-дан аспайды. Аталықтары жоқ болған жағдайда күміс мөңке балықтың популяциясында көбею басқа түрлердің: табан, сазан, торта балық, алтын табан балықтың қатысуымен табиғи гипогенез арқылы жүреді. Айта кетейік, ұрықтың ядролық материалы жұмыртқа плазмасында инактивацияланады және жаңа ағзаның дамуы тек аналық жүйеліліктің бақылауымен ғана өтеді, бұл жағдайда тағы да аналықтар пайда болады. А.М.Кукурадзе мен Л.Ф.Мариаштың [1] мәліметтері бойынша кейбір өзендерде күміс мөңке балықтың өсу қарқыны бойынша ерекшеленетін екі популяциясы бар, атап айтқанда, аталықтар 25% болып, мардымсыз өсетіндердің қатарынан табылады, ал тез өсетін форма аналықтардан тұрады. Басқа тұқы тәрізді балықтар сияқты мөңке балықтарда келесі заңдылыққа ие: майда балықтардың арасында аталықтары көп болса, ірі балықтардың ішінде аналықтары жиі кездеседі. Өсімі аз экологиялық популяциялардың аталықтарын келесі бітім белгілері бойынша ажыратады: біріккенұлпалық жарғақшамен толық қамтылған сәулелер; түссіз құйрық жүзбеқанаты; жылдық сақиналары әлсіз көрінетін майда тегіс қабыршақтары; дене жабыны сілемейленген. Қосжыныстылық пен біржыныстылыққа байланысты Есіл өзеніндегі мөңке балықтың үш бірдей түрлері тіршілік етеді. Қосжынысты кәдімгі (алтын) мөңке балық – Carassius autarus және біржынысты күміс мөңке балық - Carassius gibelio. Бірқатар авторлардың [2,3] жұмыстары мөңке балықтың аталған үш түрінің арасында нақтырағы гибридтері санының көптігі күміс мөңке балықтың арасындағы гибридизацияның жеңіл өтетіндігі жөнінде куәлік етеді. Н.Б.Черфастың [4] мәліметтері бойынша, күміс мөңке балықтың қосжынысты формасының аталықтары денесінің соматикалық клеткаларындағы хромосомаларының орта саны 94 болып табылады, ал

44

біржынысты формадағы аналықтар (өсімі тез күміс мөңке балықтың) соматикалық клеткаларындағы, сондай – ақ гаметаларының хромосомаларының орта саны 141 болып табылатын триплоидтар. К.А.Головинская [5] өмір сүру ортасындағы жағдай жақсы кезде аналықтарының саны, біржынысты форма көп болады, ал жағдай нашарлағанда қосжынысты форманың саны көбейіп, популяцияда аталықтарының саны айтарлықтай көп болады деген пікірді қолдайды. Табиғи сұрыптау күшейген кезде, тіршілік ортасы жиі өзгеріп тұратын жағдайда, мөңке үшін өз түрінің аталықтарын көбейту процесіне қатысқаны тиімді. Себебі, осыдан пайда болған буын өзінің генетикалық әртүрлі сапалылығының арқасында тірі қалуға мүмкіндігі мол. Біздің талдаған мәліметтеріміз Есіл өзеніндегі күміс мөңке балықтың баяу және тез өсетін экологиялық формалары балықтардың симпатрикалық популяцияларын құрайды. Екі форманың өкілдері де бірдей биотоптарда тіршілік етеді, бірақ сыртқы пішіні, өсу қарқыны және өлшемі мен салмағы көрсеткіштері бойынша ерекшеленеді. Тез өсетін экологиялық форманың популяциясында аталықтардан, аналықтардан көбірек кездескен, аталықтардың үлесі 4%-дан аспайды. Аталықтар көбірек кездесетін баяу өсетін популяциялар диплоидты наборы бар аналықтардың үлкен бөлігі ұшырасатындығы жайында және олардың гипогенез арқылы емес, өз түрінің аталықтарының қатысуы арқылы жыныс жолымен көбейетіндігі жайында куәлік етеді. С.В.Межжерин, С.В.Кокодий [6] цитометрикалық талдау жүргізу арқылы, Carassius autarus даралар топтарын диплоидтық және триплоидтық даралардың қоспасы ретінде анықтады. Басқа анықталған триплоидтар, біреуінен басқасы аналық болып шықты және олардың ішінде Carassius gibelio – 1 дараларын айқын диагностикалайтын константты – гетерозиготалы спектрлері бар балықтар жоқ болып шықты. Генотиптік құрамы бойынша анықталған полиплоидтар екі топқа бөлінеді. Бірінші топқа жататындары константты гетерозиготалылықпен сипатталады және Carassius gibelio – 2-нің мөңке балықтардың Carassius gibelio – 1 клонынан айырмашылығы – оларды қосжынысты мөңке балықтан Carassius autarus – тан ерекшелеп тұратын диагностикалық аллельдері жоқ. Екінші топты болжам бойынша Carassius autarus - Carassius gibelio – 2 гибридтері болып саналатын триплоидтылар құрайды. Оның дәлелдері, біріншіден, бұл мөңке балықтардың генотиптік құрылымдары дәл осы өмір сүретін екі форманың гибридтеріне сай. Екіншіден, клондық құрылым жағдайында болмайтын генетикалық полиморфизм орын алады. Үшіншіден, оларда жоғарыда келтірілген локустар бойынша гомозиготалар және гетерозиготалар да кездесіп отырады, бұл олардың қайта будандасуының белгісі болып табылатын рекомбинантты табиғатын көрсетеді. Егер, осылайша Есіл өзенінде мөңке балықтардың көптеген түрлері тіршілік құрса, су қоймасында алтын және қосжынысты күміс мөңке балықтар тіршілік етеді. Олар гибридтеу арқылы алғашында бірін – бірі, ал сосын триплоидты Carassius gibelio – мен гибридтеу арқылы үш ата - аналық түрлерден басқа геном плоидтылығының түрлі дәрежелілігі бар тағы бес гибридті биотиптердің басын қосатын жарқыраған генетикалық қоғамдастықтардың пайда болуына алып келуі мүмкін.

Әдебиеттер

1. КукурадзеА.М., Мариаш Л.Ф. Материалы к экологии серебряного карася Carassius autarus gibelio (Bloch) низовья Дуная // Вопр. Ихтиологии – 1975.-15, вып.3. – С. 456 - 462

2. Межжерин С.В., Лисецский И.Л. Естесвенные гибридизация серебряного (Carassius autarus) и золотого (Carassius carassius) карасей: эволюционный феномен или поглощение одного вида другим? // Доп. НАН Украïни. – 2004. - №9. - С. 162-166

45

3. Межжерин С.В.., Лисецский И.Л. Генетическое структура популяций карася (Cypriniformes Cyprinidae, Carassius L., 1758), населяющих водоемы Среднеднепровского бассейна // Цитология и генетика. – 2004. - 38, №5. – С. 45-54.

4. Черфас Н.Б. Исследование однополой и двуполой формы серебристого карася Carassius autarus gibelio (Bloch) в связи естественным гипогенезом у данного вида: Автореф. дис. ... канд.биол.наук – М., 1968. – 23 с

5. Головинская К.А., Ромашов Д.Д., Черфас Н.Б. Однополой и двуполой формы серебристого карася (Carassius autarus gibelio Bloch) // Вопр. Ихтиологии. – 1965. -5. вып.4. – С. 614 – 629

6. Межжерин С.В., Кокодий С.В. Диплоидно – полиплоидной комплекс Carassius autarus - сarassius карповых рыб (Cyprinidae) в фауне Украины // Reports of National Academy of Sciences of Ukraine, 2007, №12. – P 162-166

УДК 616.248:615.373.085.373СОДЕРЖАНИЕ ОБЩЕГО IGE В СЫВОРОТКЕ КРОВИ У БОЛЬНЫХ

БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМОЙКаримова М.Б.

Студентка 4-го курса ЕНУ имени Л.Н.Гумилева, г. АстанаНаучный руководитель – А.Ю. Акпарова

В последние годы во всем мире отмечается устойчивый рост заболеваний органов

дыхания, среди которых особое место занимает бронхиальная астма (БА) [1]. Число больных БА в мире в 1998г. оценивалось в 155 млн. человек, а в настоящее время составляет около 300 млн. Предполагается, что в течение следующих двух десятилетий распространенность БА существенно возрастет [2].

Уровень заболеваемости астмой стремительно растет и в Казахстане. За последние 5 лет заболеваемость бронхиальной астмой увеличилась в Республике более чем в 2,2 раза. По данным ВОЗ, смертность от неё за последние 8 лет возросла на 30 % [3].

По данным современных эпидемиологических исследований, проведенных в соответствии с рекомендациями Европейского респираторного общества, среди взрослого населения астма регистрируется более чем в 5 % случаев, дети болеют чаще — до 10 % [4]. Высокая частота заболеваемости бронхиальной астмой у детей связана с тем, что у них уровень IgE постоянно растет, достигая пика к 10-15 годам. Затем происходит постепенное снижение синтеза IgE по мере увеличения возраста [5].

В сыворотке крови IgE очень мало (0,001%). Молекулярная масса IgE 190 тыс. Д, в нем содержится 12% углеводов. У IgE Н-цепи имеют четыре Сн-домена. После секреции плазматическими клетками IgE через Сн3-домен связывается со специфическими Fc-рецепторами тучных клеток и базофилов, присоединяясь к ним. При взаимодействии антигена с IgE на поверхности тучных клеток происходит освобождение из них гистамина и других биологически активных веществ, с которыми связано появление аллергических и других воспалительных реакций [6]. Такой процесс наблюдается и при БА. Под влиянием избытка биологически активных веществ повышается проницаемость микроциркуляторного русла, развиваются отек, серозное воспаление, бронхоспазм и прочие проявления патофизиологической стадии. Клинически это проявляется острым нарушением проходимости бронхов и развитием приступа БА [7].

Цель исследования – изучение содержания IgE в сыворотке крови у больных бронхиальной астмой в зависимости от степеней тяжести заболевания.

Материалы и методы.Нами было проведено обследование 30 больных бронхиальной астмой, пролеченных

в пульмонологическом отделении Онкологического диспансера г. Астаны. Больные в 46

возрасте от 17 до 47 лет, мужчин - 36,6%, женщин - 63,4%. Средний возраст больных составил 38 лет.

Обследование включало в себя анкетирование больных, проведение иммунологического исследования крови.

Исследование проводилось у больных с различной степенью тяжести заболевания: легкой персистирующей, средней степени и тяжелой, по 10 человек в каждой группе. Степень тяжести заболевания определялась врачами пульмонологического отделения.

Определение уровня общего IgE проводилось иммуноферментным методом с использованием коммерческого тест-набора (ЗАО «Вектор-Бест»/Кольцово, РФ). Для анализа использовалась свежая сыворотка или хранившаяся при температуре – 4С не более 48 часов. Результаты регистрировались с помощью ИФА-ридера на длине волны 492 нм. Результаты оценивались по кривой оптической плотности и выражались в единицах измерения (в норме уровень общего IgE не должен превышать 150 ед.).

В основе метода ИФА лежит внедрение в систему антиген-антитело специального фермента, который связывается с одним из компонентов и меняет свой цвет. После сравнения окраски полученного комплекса с контрольными образцами делают вывод о наличии определенного антитела и его количестве. Иммуноферментный анализ — относительно простой метод, не требующий больших материальных затрат, но обладающий высокой чувствительностью, что дает возможность проводить исследование при наличии минимального количества подопытного материала. Важную роль иммуноферментный анализ играет в распознавании аллергических реакций, патологий иммунной системы [8].

Результаты и обсуждение.Степень тяжести бронхиальной астмы определяли в соответствии с

международными стандартами (GINA, 2007). У 10 больных (33,3%) была легкая персистирующая астма, у 10 больных - средней степени тяжести (33,3%) и у 10 больных - тяжелая астма (33,3%).

У больных с легким персистирующим течением была преимущественно атопическая астма, а при тяжелом течении заболевания наблюдали инфекционно-аллергическую астму (таблица 1).

Таблица 1. Клинические формы бронхиальной астмы

ДиагнозАтопическая

астмаИнфекционно-аллергическая

Смешаннаяастма

абс. % абс. % абс. %Легкая персистирующая астма

10 33,3 1 3,3

Средней степени тяжести 5 16,7 5 16,7

Тяжелая астма 10 33,3Всего 15 50 14 46,7 1 3,3

IgЕ был достоверно повышен во всех трех группах, но преимущество было у больных с астмой средней степени тяжести.

47

Рисунок 1 - Содержание общего IgЕ у больных бронхиальной астмой

Среднее количество IgЕ в сыворотке крови больных с тяжелой степенью составило 201,2 ± 26,2 МЕ/мл.

У больных со средней степенью тяжести заболевания выявлено достоверное повышение IgE в сыворотке крови. Оно составило 272,1 ± 12,4 МЕ/мл.

При анализе иммунограмм больных с легкой степенью тяжести мы получили повышение IgE в 4 раза по сравнению с контрольной группой. У группы больных БА легкой степени тяжести в сыворотке крови количество IgЕ составило 182,7 ± 43,1 МЕ/мл, у контрольной группы 45,6 ± 1,3 МЕ/мл.

Синтез и секреция IgE регулируется Т-лимфоцитами. Среди цитокинов, контролирующих продукцию IgE, есть два цитокина, оказывающих разнонаправленное действие на его синтез: интерлейкин-4 (IL-4) стимулирует, а интерферон-гамма – угнетает (IFN-γ). Растворимые низкоаффинные рецепторы FcεRII (CD 23) в ассоциации с IL-4 способствуют дифференцировке В-лимфоцитов в IgE-синтезирующие клетки, а INF-γ ингибирует этот процесс [9].

Антиген, поступая в организм, активирует макрофаги и вызывает секрецию ими ряда медиаторов, в том числе и интерлейкина-1 (IL-1), который стимулирует пролиферацию Т-клеток и является главным медиатором развития местной воспалительной реакции при любом типе воспаления. IL-1 способствует дифференцировке «нулевых» Т-хелперных лимфоцитов (Th0) в Т-хелперные клетки первого (Th1) и второго (Th2) класса, причем наибольшая стимулирующая активность IL-1 у больных с атопией связана с Th2-клетками, продуцирующие IL-4, который в свою очередь, обуславливает гиперпродукцию IgE.

Известно, что у больных атопическими заболеваниями отмечается функциональная несостоятельность Тh1-клеточной системы, степень которой, в числе многих других факторов, обуславливает тяжесть течения атопического воспаления и приводит к снижению IFN-γ.

В то же время известно, что продуцируемый Тh-1 клетками IFN-γ является антагонистом IL-4, который, в свою очередь, выступает в роли основного индуктора синтеза IgE. Таким образом, влияние IFN-γ приводит к снижению продукции IgE при атопическом воспалении, что имеет важнейшее значение в регуляции иммунного ответа при атопических заполеваниях.

Представляется возможным считать, что критерием, определяющим тяжесть периода обострения БА, может явиться не только повышенная концентрация типичных провоспалительных медиаторов в сыворотке крови, но и снижение содержания сывороточного IFN-γ, играющего у больных с атопией роль противовоспалительного фактора [10].

48

Таким образом, повышение IgЕ было отмечено во всех трёх группах, что подтверждает атопический механизм развития заболевания, опосредованный IgE и определяет активность аллергического процесса.

Обострение БА характеризуется высоким содержанием в сыворотке крови IgE. Повышенный синтез IgE связан с дефицитом IFN-γ при избытке IL-1α, который обуславливает развитие выраженного атопического воспаления и приступа БА [10].

Литература.1. К.А.Масуев, Д.Г.Казанбеков, К.М.Алиева. Совершенствование методов

реабилитации больных бронхиальной астмой на амбулаторном этапе лечения. Пульмонология 2007; 5: 29

2. И.В.Демко, Н.В.Гордеева, М.М.Петрова, И.П.Артюхов. Бронхиальная астма в г. Красноярске: использование различных методов для оценки уровня контроля. Пульмонология 2007; 2: 68

3. КазИнформ 3.05.2005 www . inform . kz 4. Н.А. Геппе, А.Р. Денисова, Н.И. Соколова. Новое в комбинированной терапии

среднетяжелой и тяжелой бронхиальной астмы у детей. Пульмонология 2007; 4: 125. Л.А.Горячкина, Н.М.Ненашева, М.Ч.Тотикова, Н.В.Шмелева. Особенности

бронхиальной астмы у подростков мужского пола. Пульмонология 2008; 2:186. Е.С. Воронин, А.М. Петров, М.М. Серых, Д.А. Девришов. Иммунология. Москва

2002: 767. В.И. Маколкин, С.И. Овчаренко. Внутренние болезни. Москва 1987: 438. www.infomedical.ru 9. А.А. Тотолян. Иммуноглобулин Е: структура, продукция, биологические эффекты

и диагностическое исследование. Аллергология 1998; 2: 4-710. О.В. Зайцева, А.В. Лаврентьев, С.В. Зайцева, Г.А. Самсыгина. Интерлейкин-1

альфа, фактор некроза опухолей-альфа и интерферон-гамма в сыворотке крови у детей при бронхиальной астме в различные периоды заболевания. Аллергология 2000; 3: 8-12.

УДК 612.017.42БРОНХТЫ ДЕМІКПЕМЕН НАУҚАСТАРДЫҢ ИММУНОКОМПЕТЕНТТІ

ЖАСУШАЛАР АПОПТОЗЫНЫҢ САРЫСУЛЫҚ МАРКЕРЛЕРІНІҢ ҚҰРАМЫН ЗЕРТТЕУ

Маутина М.Г.Астана қ. Л.Н.Гумилев атындағы ЕҰУ, 4 курс студенті.

Ғылыми жетекші Акпарова А.Ю

Ағзаның сыртқы орта жағдайларына реакциялық жауабы жеке генетикалық ерекшеліктерге байланысты екендігі белгілі. Әр түрлі генотиптердің эндогенді және экзогенді факторлармен әсерлесуіне байланысты жеке сезімталдық және бронхты демікпенің дамуы байланысты.

Адам генетикасының жаңа бағыттарының бірі - сыртқы орта әсеріне жауап беретін реакциялардың қалыптасуына жауап беретін гендердің тізбегіндегі түрлерін анықтау болып табылады. Мұндай гендерге ксенобиотиктер детоксикациясының, ДНК репарациясының және апоптоздың бақылау гендері жатады.

Жасушалардың бағдарламаланған өлімінің молекулалық механизмдерін зерттеу биологиялық ғылымның қазіргі кездегі ең күрделі және маңызды мәселесі болып табылады. Бұл мәселенің өзектілігі көптеген аурулардың жасушаның бағдарламаланған өлімінің реттелуінің бұзылуымен байланысты болуымен анықталады. Нақты аурулармен қатар жүретін жасушаның бағдарламаланған өлімінің реттеудің бұзылуының нақты механизмдерін анықтау берілген аурудың патогенезін және этиологиясын анықтауға

49

көмектеседі. Соның салдары ретінде – жасушаның бағдарламаланған өлімінің реттелуінің бұзылуын түзету мүмкіндігі болып табылады [1-3]. Бронхты демікпе кезінде иммунокомпетентті жасушалар апоптозының бұзылуы қабыну ошағындағы сыртқы модулятор гендерінің (ИЛ-5) және bcl-2, bcl-xl, bcl-w, bak (агонистер) сияқты апоптоздың жасушаішілік эффекторлар белсенділігінің артуымен байланысты. Жасушадағы пролиферациялық және апоптоздық белсенділіктің негізгі реттеушісі p53 генінің өнімі болып табылады. Бұл транскрипциялық факторға жатады және проапоптоздық гендерді белсендіреді, сондай-ақ, антиапоптоздық эффекторлардың белсенділігін басып-жаншуға қабілетті [4].

Жұмыстың мақсаты. Бронхты демікпе кезінде иммунокомпетентті жасушалар (p53, bcl-2) апоптозының сарысулық маркерлерінің құрамын анықтау.

Материалдар және әдістемелік құралдар. Біздің зерттеуімізде 30 адам тексерілді. 10 науқаста демікпенің жеңіл түрі, тағы 10

науқаста аурудың орташа формасы, және қалған 10 адамда бронхты демікпенің ауыр түрі деген диагноз қойылды.

Нәтижелер сау және жасы 18-ден 45-ке дейінгі 10 адамнан тұратын бақылау тобымен салыстырылды.

Науқастарға жалпы клиникалық, иммунологиялық тексеру, сондай-ақ, апоптоздың қансарысулық маркерлеріне зерттеу жүргізілді.

Қан сарысуындағы Bcl-2, P53 концентрациялары иммуноферменттік жинақ (BMS244/2 Bcl-2, Bender MedSystems Bcl-2 үшін; BMS256 P53, Bender MedSystems P53 үшін) көмегімен өлшенді. Bcl-2 үшін жинақтың құрамына ұяшықтарда Bcl-2, Р53-ке сорбцияланған арнайы антиденелері бар сәйкесінше микропланшеттер кіреді. Антиденелермен жабылған ұяшықтарды 300µl Wash Buffer екі рет шаяды. Әрбір ұяшыққа 50 µl-ден коньгатты, белгіленген FITS (Bcl-2 үшін), биотин (Р53 үшін) енгізді. Содан кейін, 50 µl ұяшықтарға үлгілерді Sampl Dileunt қосылған 1:10 (Bcl-2 үшін), 1:2 (P53 үшін) қатынасында енгізген. Екі сағаттық инкубациядан кейін байланыспаған коньгатты шайып жойған, ұяшықтарға 100 µl-дей құрамында пероксидазамен (Bcl-2 үшін), стрептавидинмен (P53 үшін) белгіленген екіншілік антиденелері бар коньгаттарды енгізді. Байланыспаған коньгатты 30 минуттық инкубациядан кейін шайып жойған. Содан кейін, субстраттық комплекске 100 µl TMB Substrate Solution қосқан. Ол субстратты комплекспен өзара әрекеттесіп боялған ерітінді түзеді. Ферменттік реакция 100 µl Stop Solution қосқан кезде аяқталды. Анықталатын ақуыз концентрациясын көрсететін бояудың қарқындылығын толқын ұзындығы 450 нм кезінде Microplanshet Reader (BiolabSystem) көмегімен өлшеді. Bcl-2, Р53 концентрациясын дайын ақуыздық препараттар негізінде құрылған стандартты қисық бойынша анықтады.

Зерттеудің алынған нәтижелерінің статистикалық өңдеуін t Стьюдент критериін пайдалану арқылы жасады. Топтарды зерттеу кезіндегі айырмашылықтың дұрыстығын p<0,05-0,01-0,001 санады.

Нәтижелер мен нәтижені талқылауСау адамдардың қансарысуындағы р53 ақуызының құрамы жоғары болып шықты,

бірақ антиапоптоздық әсері бар ген ақуызының (bcl-2) деңгейі өте төмен болып шықты. Керісінше, бронхты демікпемен ауыратын науқастардың қансарысуында bcl-2

ақуызының мөлшері жоғары екендігі, ал р53 концентрациясы төмен екендігі анықталды (1 кесте).

1 кесте. Бронхты демікпемен ауыратын науқастардағы апоптоздың қансарысулық маркерлерінің мөлшері

Зерттелген науқастардың тобы Р53 (U/ml)

p Bcl-2 (U/ml)

p

50

Жеңіл формадағы демікпе, (n=10) 2,3 1,2 Орташа түрдегі демікпе, (n=10) 1,7 1,8 Ауыр демікпе, (n=10) 1,56 <0,05 2,5 <0,05 Бақылау тобы, (n=10) 3,13 1,1

Алынған нәтижелердің сараптамасы бойынша иммунокомпетентті жасушалар (р53 өте жоғары мәні және bcl-2 өте төмен мәні) апоптозының деңгейі жоғары науқастардан тұратын 2 топ құралған - 12 (40%) және апоптоздың төмен деңгейі - 11 (36,7%) науқас.

Апоптоз процесі төмен болып шыққан топпен салыстырғанда - 70,2%, апоптоз белсенділігінің қансарысулық белгілері бар науқастарда перифериялық қандағы нейтрофилдердің мөлшері жоғары болатындығына көз жеткіздік - 75,5% (1-сурет). Лимфоциттердің популяциялық және субпопуляциялық құрамына сараптама жасау кезінде апоптозы төмен топтағы науқастарда табиғи киллерлердің (CD56+-клеткалар) сәл азайғаны, цитоксикалық лимфоциттердің (CD8+) және HLA-DR+- жасушаларының (белсенген жасушалар) артқаны айқындалды және бақылау тобымен салыстырғанда осы көрсеткіштердің сенімді өзгеруі байқалды (2-сурет).

51

0

10

20

30

40

50

60

70

80

снижение р53 иповыш ение bc l-2

повышение р53 иснижение bc l-2

контр.гр.

%

ЛФ

Нейтр

Сурет 1 - Бронхты демікпемен ауыратын науқастардағы апоптоздың қансарысулық маркерлердің деңгейіне байланысты нейтрофилдер мен лимфоциттердің құрамы

0

10

20

30

40

50

60

70

80

C D3+ C D4+ C D8+ C D56+ C D19+ HL A-DR

%

с нижение р53 иповыш ение bc l-2

повыш ение р53 ис нижение bc l-2

контр.гр.

Сурет 2 - Бронхты демікпемен ауыратын науқастардың қансарысулық маркерлердің деңгейіне байланысты перифериялық қанындағы лимфоциттердің салыстырмалы құрамы

Иммунокомпетентті жасушалардың апоптозы төмен топтағы науқастардың Т-цитоксикалық лимфоциттердің, HLA-DR+- жасушаларының, В-лимфоциттердің (СD19+-клеткалардың) абсолюттік мәнінің артқаны көрсетілді (Сурет 3). Лимфоциттердің мөлшері туралы алынған мәліметтер бронхты демікпемен ауыратын науқастардың қан сарысуындағы апоптоздық ақуыздардың мөлшерімен өзара байланысты және сонымен апоптоздың мәнін биологиялық құбылыс ретінде растайды. Апоптозы төмен топтағы науқастарда иммуноглобулин Е артқаны байқалды (сурет 4).

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

C D3+ C D4+ C D8+ C D56+ C D19+ HLA-DR

[109/л

снижение р53 иповыш ение bc l-2

повыш ение р53 иснижение bc l-2

контр.гр.

Сурет 3 - Бронхты демікпемен ауыратын науқастардың қансарысулық маркерлердің деңгейіне байланысты перифериялық қанындағы лимфоциттердің абсолютті құрамы

0

50

100

150

200

250

300

350

400

с нижение р53 иповышение bc l-2

повышение р53 ис нижение bc l-2

контр.гр.

МЕ/мл

Сурет 4 – иммунокомпетентті жасушалар апоптозының алуан түрлі

белсенділігіне ие науқастардағы Е иммуноглобулинінің жалпы құрамы

52

Жүргізілген зерттеулер бойынша келесі мәліметтерге қол жеткіздік: апоптоздың белсенуімен науқастардың перифериялық қанында нейтрофилдер құрамы жоғары және IgE мәні төмен болады. Осы мәліметтерге қарап, бұл топта нейтрофилдік қабыну басым деп айтуға болады. Тх2 иммундық жауаптың белсенуін көрсететін апоптоз белсенділігі төмен топтағы науқастарда IgE мөлшері жоғары болады. Тх2-жасушалар CD30 молекулалар экспрессиясының жоғары деңгейіне ие, мұны Тх1 қарағанда апоптозға тұрақтылығы жоғары фактор ретінде қарастыруға болады. Сондай-ақ, Тх1 клеткалардың FasL өндіру қабілеті анықталды. Сонымен қатар, IgE мес жасушаларда FcsR -мен өзара әрекеттесіп, эндогенді цитокиндердің (ИЛ-4, ИЛ-6, ИЛ-13, ФНОα) индукция жолымен олардың тіршілігін қолдайды (апоптозды алдын алады). Сонымен, бронхты демікпе кезінде про- және антиапоптоздық эффекторлар әсерінен иммнокомпетентті жасушалардың бағдарламаланған өлімінің бұзылуы байқалады. Бұл қабынудың персистенциясына және ауруға сай клиникалық-функционалдық белгілерімен байланысты. Иммунокомпетентті жасушалардың апоптозы төмен топтағы науқастардың Т-цитоксикалық лимфоциттердің, HLA-DR+- жасушаларының, В-лимфоциттердің (СD19+-жасушалардың) абсолюттік мәнінің артқаны дәлелденді.

Әдебиеттер1 Скулачев В.П. Явление запрограммированной смерти. Митохондрии, клетки и органы:Роль активных форм кислорода // Соросовский Образовательный Журнал. -2001.-№6(7). -С.4-11.2 Утешев Д.Б.,Сергеев А.В., Утешев Б.С. Апоптоз: фармакологические аспекты // Экспериментальная и клиническая фармакология. -2000. -№7(61). -С.7-65.3 Самуилов В.Д., Олескин А.В., Лагунова Е.М. Программируемая клеточная смерть // Биохимия. -2000. – Т.65(8). - С.1029-1046. 4 Булгакова В.А. Оценка функциональной активности иммунокомпетентных клеток при атопической бронхиальной астме у детей // Иммунология.-2008.-№5.- С.284-289.5 Аббасова С.Г., Липкин В.М., Трапезников Н.Н., Кушлинскии Н.Е. Система FAS-FASL в норме и патологии. Вопр. биол., мед., фарм. химии. 1999; 3: 3-17.

УДК 616-005.4: 575.113РОЛЬ МОЛЕКУЛЯРНЫХ ГЕНОВ В РАЗВИТИИ ИШЕМИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНИ

СЕРДЦАОмарова Асем

Научный руководитель Акпарова А.Ю.Евразийский национальный университет им. Л.Н.Гумилева, г.Астана

Несмотря на достигнутые успехи в лечении сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ), они продолжают оставаться главной причиной заболеваемости и смертности в мире, унося ежегодно более 17 млн. жизней.

Только в странах Европы от ССЗ в год умирает до 3млн человек, что составляет 48,3% от общей смертности. Уровень смертности от ИБС также высок в таких странах как Финляндия, Северная Ирландия, Англия и Австралия. Так в Казахстане смертность от ССЗ составляет 57% (1).

Среди терапевтических заболеваний распространенность ССЗ в Казахстане составляет 1078,9 случаев на 10,0 тыс. взрослого населения и занимает второе место.

Среди сердечно-сосудистых заболеваний ишемическая болезнь сердца (ИБС) является ведущей причиной ограничения трудоспособности и летальности населения.

Определение генетических факторов риска развития данного заболевания и раскрытие молекулярных механизмов, лежащих в основе массовой гибели кардиомиоцитов имеет большое значение в разработке новых подходов к диагностике и лечению ИБС.

Ишемическая (коронарная) болезнь сердца – хроническое заболевание, обусловленное недостаточностью кровоснабжения сердечной мышцы или, иначе говоря, её ишемий. ( Строна П. А.) В подавляющем большинстве (97-98%) случаев, ИБС является следствием атеросклероза артерий сердца, то есть сужения их просвета за счёт, так называемых, атеросклеротических бляшек, образующихся при атеросклерозе на внутренних стенках артерий. При этом течение заболевания может быть различным, в связи с чем, различают несколько основных клинических форм ИБС. Это — стенокардия, инфаркт миокарда и так называемый постинфарктный кардиосклероз, являющийся прямым последствием перенесённого инфаркта миокарда, сердечная недостаточность, то есть снижение насосной функции сердечной мышцы [2]. Большое значение в развитии ИБС имеют так называемые факторы риска, которые способствуют возникновению заболевания и создают угрозу ее дальнейшего развития.

Социально-культурными (экзогенными) факторами риска ИБС называются те из них, которые обусловлены средой проживания человека. Среди этих факторов риска ИБС наиболее распространены:

▪ неправильное питание (избыточное потребление высококалорийной пищи, насыщенной жирами и холестерином);

▪ гиподинамия;▪ нервно-психические перенапряжения;▪ курение;▪ алкоголизм;▪ риск возникновения ИБС у женщин увеличится при длительном применении

гормональных контрацептивов.Внутренними факторами риска (эндогенными) называются те из них, которые

вызваны состоянием организма больного. Среди них выделяют:

гиперхолестеринемию, то есть повышенное содержание в крови холестерина;

артериальную гипертензию; ожирение; нарушение обмена веществ; желчнокаменную болезнь; некоторые особенности личности и поведения; наследственность; возрастной и половой факторы.

В последние годы значительное количество исследований посвящено поиску наследственных факторов, предрасполагающих к неблагоприятному течению основных сердечно-сосудистых заболеваний. Одно из основных направлений в этих исследованиях - изучение так называемых генов-кандидатов. Среди большого числа генов-кандидатов привлекает внимание ген рецептора (тип 1) ангиотензина II (ГРАТ). Через этот тип рецептора опосредуется не только констрикторное действие ангиотензина II, но и экспрессия факторов роста, пролиферация гладкой мускулатуры, а также стимуляция выброса ИТАП-II. (ингибитор тканевого активатора плазминогена). По современным представлениям дисфункция эндотелия играет значимую роль в патогенезе атеросклероза и его осложнений. Известно 4 основных вида рецепторов ангиотензина II. Наиболее важными являются рецепторы ангиотензина 1 типа, расположенные на эндотелии сосудов и опосредующие все основные сердечно-сосудистые эффекты ангиотензина. Ангиотензин II является одним из самых мощных вазоконстрикторов, что определяет его роль в

патогенезе артериальной гипертонии. Через рецептор АТII 1 типа опосредуется индукция роста клеток. Влияние ангиотензина II на этот подтип рецепторов опосредует увеличение экспрессии таких факторов пролиферации как тромбоцит-зависимый фактор роста (platelet-derived growth factor) и основной фактор роста фибробластов, а также антипролиферативного фактора - трансформирующего фактора роста b 1. Ангиотензин II вызывает также индукцию эндотелина 1 и инсулиноподобного фактора роста. Таким образом, изменения экспрессии или структуры рецептора АТII 1 типа за счет полиморфизма его гена могут приводить к изменениям в регуляции сосудистого тонуса или пролиферации элементов сосудистой стенки, поэтому ген рецептора ангиотензина II 1 типа рассматривается как один из генов-кандидатов, связанных с патологией сердечно-сосудистой системы.(3)В данное время изучено 29 полиморфизмов в 27 генах, которые ассоциируются с ишемической болезнью сердца. При этом полиморфизмы 4 генов (ApoE, PAI01, GPIIIa, UCP2) статистически значимо ассоциировались с риском развития ишемической болезни сердца с поправкой на традиционные факторы риска. Только ε4 аллель гена ApoE ассоциируется как с риском развития ишемической болезни сердца, так и со структурными маркерами атеросклероза. Ген апоЕ человека локализован в 19-й хромосоме, в которой находится также ген В,Е-рецептора. [ Francke ea 1984 ]. Характерно, что один и тот же ген кодирует В,Е-рецептор и детерминирует заболеваемость семейной гиперхолестеринемией . В 19-й хромосоме также расположены гены C-I и C-II. Эти три гена (апоЕ, ген апоС-I и ген апоС-II ) локализованы в хромосоме между р13 и ql3, причем гены апоЕ и апоС-1 находятся близко друг от друга, при этом выделяют общий апоЕ/С-1-генный локус размером в 15000 пн (4)Генетический полиморфизм апоЕ - важная предпосылка для возникновения гиперлипопротеинемии и развития атеросклероза в человеческих популяциях (статистический предиктор), причем у женщин в большей степени, чем у мужчин. Свыше 90% пациентов с семейной дисбеталипопротеинемией были гомозиготными по аллелю апоЕ2 . АпоЕ4 является фактором риска атеросклероза с повышенным содержанием липопротеинов низкой плотности ( ЛПНП) в крови.(19cen-q13.2 Perical-Vance M.A.,1990 ; Perical-Vance M.A.,1991). Изучение факторов предрасположенности к развитию атеросклероза привело к выявлению генетической составляющей данного феномена. Известно, что оксид азота (NO) – основной эндотелиальный фактор релаксации, вызывающий расслабление гладкомышечной мускулатуры сосудов, и таким образом участвующий в поддержании тонуса сосудистой стенки. NO имеет значение и в патогенезе ишемической болезни сердца, поскольку NO угнетает пролиферацию гладкомышечных клеток, а также обладает протективным эффектом в отношении агрегации тромбоцитов, а также ингибирует адгезию лейкоцитов к эндотелию. Описаны и изучаются 4 полиморфных маркера гена NOS3: интрон 18 локус А27С; интрон 23 локус G10T; интрон 4 eNOS4а/b полиморфизми аксон 7 Glu298Asp, которые связаны с такими заболеваниями как артериальная гипертензия и ишемическая болезнь сердца. (5)

Были идентифицированы гены, отнесенные к сердечно-сосудистой системе, которые подразделяются на 4 категории:

атеросклероз (липопротеины) атеросклероз (воспаление) вазоконстрикция и вазодилатация ремоделирование сосудов

Нарушения липидного обмена (дислипидемии), в первую очередь повышенное содержание в крови холестерина, триглицеридов и атерогенных липопротеинов (гиперлипидемии, ГЛП) являются важнейшим фактором риска атеросклероза и патогенетически связанных с ним заболеваний сердечно-сосудистой системы (ИМ,

хронических форм ИБС, мозгового инсульта, облитерирующего атеросклероза артерий нижних конечностей и др.).

В настоящее время не вызывает сомнения, что основой развития атеросклероза и в том числе коронарного атеросклероза является так называемая атерогенная дислипопротеидемия, которая заключается в нарушении соотношения в крови холестерина во фракциях ЛПВП (липопротеины высокой плотности) и ЛПНП (липопротеины низкой плотности). Это нарушение состоит в уменьшении фракции антиатерогенных ЛПВП, и увеличении фракции атерогенных ЛПНП. Частицы ЛПВП (липопротеин высокой плотности) содержат целый спектр apoлипопротеинов— А, В, С, Д и Е. Апопротеины выполняют три основные функции: 1) взаимодействуя с фосфолипидами, помогают солюбилизировать эфиры холестерина и триглицериды; 2) регулируют взаимодействие липидов с ферментами - липопротеинлипазой и др.; 3) обеспечивают связывание липопротеинов со специфическими рецепторами клеточной мембраны в местах их усвоения.

Апопротеин Е состоит из 229 аминокислот и участвует в обмене холестерина, обеспечивая связывание липопротеидов с рецепторами ЛПНП. Предполагают, что секретируемый астроцитами апопротеин Е захватывается нейронами (при участии белка, подобного рецептору ЛПНП) и влияет на их функцию. Семь известных на сегодня изоформ апо А-I связаны с мутациями или делецияии отдельных аминокислот (12). В случае апо А-IMilano это приводит к снижению холестерина ЛПВП , а в остальных случаях уровень нормален. Кроме того, описана семья, у которой большая мутация в локусах генов апо А-I и апо С-III привела к полному отсутствию этих апопротеинов в плазме, очень низкому уровню холестерина ЛПВП и раннему развитию ИБС. Процесс депонирования холестерина из липопротеиновых частиц на стенках кровеносных сосудов далеко не единственный патофизиологический процесс, приводящий к образованию атеросклеротических отложений в сосудах. Существует ряд других факторов, определяющих склонность к образованию атеросклеротических бляшек. Эти факторы связаны, прежде всего, с процессами воспаления и иммунного ответа. Так например, цистатионин-бета синтаза (CBS) катализирует преобразование L-серина и L-гомоцистеина в цистатионин. Фермент наиболее обильно экспрессируется в цитоплазме клеток печени и поджелудочной железы. Гипергомоцистеинемия – установленный фактор риска для развития атеросклероза; полиморфизм 833T/C в CBS1 был ассоциирован с ИБС. Маркером начинающегося воспаления является C-реактивный белок( CRP ) – основной белок острой фазы, присутствующий в плазме. он имеет роль в патогенeзе атеросклеротических повреждений, полиморфизм 1059 G > C ассоциирован с атеросклерозом.(6).

Также активно изучается полиморфизм генов противовоспалительных цитокинов IL1A– наиважнейший провоспалительный цитокин, производимый моноцитами и макробактериофагами. Этот цитокин выпускается в ответ на повреждение или некроз клеток. IL-1 стимулирует размножение тимоцитов и B-клеток. Уровень IL-1 в атеросклеротических бляшках увеличен; полиморфизмы в гене IL1A ассоциированы с прогрессирующим периодонтитом. Также известен PPARA, запускаемый альфа рецептор. Воздействие рецепторами PPAR влияют на экспрессию ряда генов вовлечённых в иммунный ответ и воспаление. Полиморфизмы L162V и V227A в PPARA влияют на уровни липопротеинов в плазме и могут повышать восприимчивость к образованию атеросклероза. (7)

На данный момент описаны и активно изучается целый ряд генов-кандидатов факторов системы гемостаза, связных с ИБС. Среди них: ген фибриногена (FGB), ингибитора активатора плазминогена первого типа {РАН), тромбомодулина (THBD), и протеина С (PROC). Изучена и описана взаимосвязь генотипов этих полиморфных маркеров генов-

кандидатов с факторами риска атеросклероза и особенностями клинических проявлений ИБС. (14). Таким образом, ИБС - распространённое заболевание, одно из основных причин смертности, а также временной и стойкой утраты трудоспособности населения в развитых странах мира. В связи с этим проблема ИБС занимает одно из ведущих мест среди важнейших медицинских проблем XXI века. По статистике в Европе ИБС определяют 90 % от всех заболеваний сердечно-сосудистой системы, что характеризует ИБС как одно из самых часто встречающихся заболеваний. Причиной развития ИБС считаются наследственная предрасположенность, так и экзогенные и эндогенные факторы. Полиморфизм генов играет большую роль в предрасположенности к развитию мультифакториальных заболеваний и относится к одной из наиболее серьезных задач современной генетики. Более детальное понимание молекулярных процессов заболевания будет способствовать выявлению групп риска - людей предрасположенных к развитию ИБС. Определение индивидуальных особенностей генотипов поможет выработать стратегии эффективных мер профилактики, ранней диагностики и персонализированного лечения.

Список использованной литературы:1. Булентаева З.А. Роль генов клеточного цикла, апоатоза и детоксикации

ксенобиотиков в развитии инфаркта миокарда // г. Алматы. - 2008г. – С. – 13 2. http: //www. Cardioklub.ru. Ишемическая болезнь сердца (статья № 2)3. Л.О.Минушкина. Гены эндотелиальных факторов и артериальная гипертония:

автореф…. Канд. Мед наук.- Москва,2005-С.1-34. И.Ю. Торшин, О.А. Громова. Сосудистые заболевания сердца, мозга и

молекулярные гены. Часть 2: роль молекулярных генов в системе гемостаза и формировании атеросклероза: автореф. ..проф.д.м.н.- Москва,2006, С.4

5. Ю. А. Карпов. Ишемическая болезнь сердца в сочетании с артериальной гипертонией: выбор оптимальной терапии: автореф….проф.- Москва, 2006-С.2-9

6. В.И. Волков, С.А. Серик: . Ишемическая болезнь сердца и сахарный диабет: автореф. …д.м.н., к.м.н. -Украина г. Харьков, 2007 года, на стр. 7-8

7. Третьяк Е.Б.: Реферат по материалам статьи S. Neubauer «The failing Heart – an engine out of fuel» The New England Journal of Medicine Vol. 356, No.11, March 15, 2007

8. Iwai C., Akita H., Kanazawa K. et al. Arg389Gly polymorphism of the human beta1-adrenergic receptor in patients with nonfatal acute myocardial infarction // Am Heart J. 2003;146: 1: 106–109.

УДК: 577. 24; 575. 633. 11.

РОЛЬ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО ПОВРЕЖДЕНИЯ ДНК И КЛЮЧЕВЫХ ФЕРМЕНТОВ РЕПАРАЦИИ ДНК В АПОПТОЗЕ АЛЕЙРОНОВОГО СЛОЯ ЗЕРНА

ПШЕНИЦЫСмайлов Б.Б., Алтыбаева Н.А., Бисенбаев А.К.

ДГП «Научно-исследовательский институт проблем биологии и биотехнологии» КазНУ им. аль-Фараби, Алматы, Казахстан

Во время прорастания алейроновые слои зерна пшеницы синтезируют и секретируют ряд гидролитических ферментов (включая α - амилазу). Индукция синтеза этих гидролаз зависит от присутствия в ткани гибберелловой кислоты (ГК). Гиббереллин - зависимый синтез этих гидролаз тормозится природным антагонистом этого фитогормона - абсцизовой кислотой (АБК) [1]. На последующих стадиях онтогенеза клетки алейронового слоя зерна элиминируются. Предполагается, что гибель алейроновых клеток программирована, т.е. генетически детерминирована (апоптоз) [2,3].

Ранее нами выявлены и описаны морфо-биохимические признаки ПГК эндосперма и алейронового слоя зерна пшеницы [4, 5]. Установлена важная роль активных форм кислорода (АФК), таких как супероксид (.О), пероксид водорода (Н2О2), и антиоксидантных ферментных систем (супероксиддисмутаза, аскорбатпероксидаза, каталаза и др.) в механизме реализации ПГК алейронового слоя зерна пшеницы [6].

Известно, что основные радикалы, образующиеся в клетках - это радикалы кислорода (супероксид, пероксид водорода и гидроксильный радикал), монооксид азота, радикалы ненасыщенных жирных кислот, радикалы, образующиеся в процессе энергетического окислительного метаболизма [7]. В последнее время все больше свидетельств накапливается в пользу следующей парадигмы, что в основе апоптоза клеток может, лежат повреждение наследственного вещества (ДНК) свободными радикалами кислорода. Показано, что один из основных факторов, ведущих к повреждениям ДНК и мутациям – это окислительный стресс [8]. Кислородсодержащие радикалы (супероксид, пероксид водорода, радикал гидроксида) которые образуются при окислительном стрессе, индуцируют разнообразные повреждения ДНК (oxoG, 8–оксиаденин, формамидопиримидин, тиминовые гликоли и т.п.). Устраняются такие повреждения с помощью нескольких путей репарации. Одним из ключевых и самым универсальным путем репарации повреждении отдельных нуклеотидов является эксцизионная репарация оснований, которая инициируется совместным действием ДНК – N – гликозилаз и АР – эндонуклеаз [9 ].

Можно предположить, что ГК зависимая генерация радикалов кислорода может привести к разнообразным повреждениям ДНК характерным для окислительного стресса (oxoG, 8–оксиаденин, формамидопиримидин, тиминовые гликоли и т.п).

Целью представленной работы являлось изучение особенности экспрессии, физико-химических характеристик ДНК - N – гликозилаз алейронового слоя зерна пшеницы специфичных к окислительным повреждениям ДНК.

АП эндонуклеазы так же как и ДНК– N – гликозилазы/АП лиазы вызывают одноцепочечные разрывы вблизи поврежденного основания двухцепочечной ДНК. Одноцепочечные разрывы в составе суперспирализованной ДНК превращает ее в открытую циклическую или линейную форму, которую можно выявить с помощью электрофореза в агарозном геле. Данный подход был использован для выявления активности АР - эндонуклеаз и ДНК – N – гликозилаз на обработанных KMnO4 и формиловой кислотой суперспирализованной ДНК (плазмида Bluescript - Alk).

Присутствие ГК в дозе 1мкМ в инкубационной среде существенно увеличил активность Ca2+-зависимой АП - эндонуклеазы. При этом наблюдалась слабая активация Mg2+ зависимой АП – эндонуклеазы. Присутствие ионов Mg2+ и Ca2+ приводило к ГК зависимому увеличению активности АП - эндонуклеазы. При этом ЭДТА и ЭГТА в дозах 10мМ полностью тормозил активность этих ферментов. Установлен гормональный характер регуляции активности этих ферментов. Показано, что под действием ГК в клетках алейронового слоя зерна пшеницы происходит существенное активация Ca2+

зависимой АП – эндонуклеазы специфичной к апуриновым и апиримидиновым сайтам плазмиды. Действие абсцизовой кислоты на активность этих ферментов имела противоположный характер. Внесение в среду инкубации АБК (5мкМ) значительно снижало ГК зависимую активацию АП – эндонуклеаз.

Эти данные указывают на то, что ГК проявляет активирующий эффект на стимуляцию активности Ca2+ и Ca2+/Mg2+ зависимых форм АП-эндонуклеазы, не оказывая существенного влияния на активность Mg2+ зависимой формы этого фермента. Можно думать, что ГК - зависимая активация кальций - зависимой АП-эндонуклеазы необходимо для репарации поврежденных оснований вызванных радикалами кислорода.

Как отмечалось выше, один из основных факторов, ведущих к повреждениям ДНК и мутациям - это окислительный стресс [7]. Кислородсодержащие радикалы (супероксидные и гидроксильные). которые образуются при окислительном стрессе, индуцируют разнообразные повреждения ДНК (oxoG, 8-оксоаденин,

формамидопиримидины. тиминовые гликоли и т.п.). Устраняются такие повреждения с помощью нескольких путей репарации. Одним из ключевых и самым универсальным путем репарации повреждений отдельных нуклеотидов является эксцизионная репарация оснований (ЭРО), которая инициируется совместным действием ДНК - N-гликозилаз и АП - эндонуклеаз. ДНК - гликозилазы катализируют N-гликозилазную реакцию. В результате реакции возникает АП - сайт, которая на следующем этапе ЭРО служит субстратом для одной из АП - эндонуклеаз клетки. АП - эндонуклеазы также выщепляют З' - концевые ненасыщенные альдегиды, образованные ДНК-гликозилазами.

Можно предположить, что наблюдаемая выше ГК зависимая активация АП - эндонуклеаз является следствием N-гликозилазной реакции ДНК - N – гликозилаз.

Зависит ли активность ДНК - N – гликозилаз от присутствия ГК и АБК в инкубационной среде? Какие в формы ДНК - N – гликозилаз активируются? Для выяснения этого вопроса нами была проведена анализ влияния фитогормонов(ГК и АБК) на активность ДНК - N – гликозилаз.

Проведенные нами эксперименты показали, что при инкубации изолированного алейронового слоя в присутствии ГК в дозе 1мкМ в течение 48 часов, приводило к существенному увеличению активности только Ca2+ зависимой формы ДНК - N – гликозилаз, не оказывая существенного влияния на активность Ca2+/Mg2+ и Mg2+

зависимых форм этого фермента. При этом, внесение в инкубационную среду природного антагониста ГК – АБК в дозе 5 мкМ, полностью тормозило активацию ГК индуцируемой формы (Ca2+ зависимой формы ДНК - N – гликозилаз) фермента. Присутствие хелатора двухвалентных катионов – ЭДТА, заметно ингибировало активность ГК индуцированной АП – эндонуклеазы. Присутствие специфического хелатора ионов кальция - ЭГТА в дозе 10 мМ полностью блокировала ГК индуцированную активность АП – эндонуклеазы.

Таким образом, эти результаты показывают, что в присутствии ГК максимальную активность проявляют Са2+ зависимые ДНК - N – гликозилазы алейронового слоя зерна пшеницы.

Совокупность полученных нами результатов позволяют предполагать, что стимулирующее действие ГК на ПГК алейронового слоя зерна пшеницы может включать активацию АП – эндонуклеаз и ДНК - N – гликозилаз. При этом ГК индуцируемые формы АП – эндонуклеаз отличаются по чувствительности к ионам Ca2+, Mg2+. ГК в данной модельной системе активирует Ca2+ и Ca2+ / Mg2+ зависимые формы АП - эндонуклеаз, тогда как из ДНК - N – гликозилаз только Ca2+ - зависимая форма.

Эти результаты могут указывать на ключевую роль ферментов репарации ДНК в гормонально регулируемой ПГК алейронового слоя зерна пшеницы. ГК усиливает ПГК алейронового слоя, это действие ГК сопровождается фрагментацией ДНК на олигонуклеосомные фрагменты. Деградация хроматина до олигонуклеосомных фрагментов происходить на поздних стадиях апоптоза и является одним из основных критериев апоптической гибели клеток. Вероятно, до наступления ПГК внутриклеточная концентрация АФК увеличивается в результате ГК зависимого торможения активности ферментов метаболизма АФК. Снижение активности ферментов метаболизма АФК в ГК обработанных клетках заметно усиливает процесс накопления АФК и соответственно, увеличивается накопления окислительного повреждения оснований ДНК. Возможно, вызванные радикалами кислорода модификации оснований ДНК индуцирует активность ДНК - гликозилаз и АП - эндонуклеаз. Однако, одноцепочечные разрывы вызванные за счет активации этих ферментов, приводит к образованию 3’ – ОН и 5’ – Р свободных концов, которые свою очередь являются субстратами эндо- и экзонуклеаз. Как отмечалось выше, ГК в данной модельной системе индуцирует активацию эндонуклеаз эндогенно локализованных в ядре клетки. Можно предположить, что сопряженная активация ферментов репарации ДНК (накопление одноцепочечных разрывов) и активация ГК зависимой эндодезоксирибонуклеазы является причиной деградации ДНК на олигонуклеосомные фрагменты.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бисенбаев А.К., Таиров М.М., Берсимбаев Р.И.. Участие синтеза белка и стимулирующего действия гибберелловой кислоты на секрецию амилазы из изолированного алейронового слоя зерна пшеницы // Биохимия. - 1992. - Т.57. №12. - С.1834-1840.

2. Bethke P. C., Schuurink R and Jones R. L. Hormonal signaling in cereal aleurone // J. Exp. Bot. -1997. - Vol. 48. P. 13337-13356.

3. Fath A., Bethke P., Lonsdale J., Meza-Romero R., Jones R. Programmed cell death in cereal aleurone // Plant Mol. Biology. - 2000. - Vol.44. - P.255-256.

4. Bissenbaev A.K., Keniev A.M., Bersimbaev R. I. Endogenous deoxyribonucleases involved in nuclear DNA degradation of wheat aleurone cells // Journal of Cell and Molecular biology. - 2004. - Vol. 3. - P. 77-81.

5. Бисенбаев А.К., Кениев А.М., Тазабекова Ж.Ж., Берсимбаев Р.И. Онтогенетический программированная гибель клеток эндосперма созревающего зерна пшеницы// Вестник КазНУ им. аль-Фараби, серия биологическая. – 2003. - №3(21). - C. 40-45.

6. Bissenbaev A.K., Altybaeva N.A., Kolbaeva G.A. Role of reactive oxygene species and antioxidant enzymes in hormone – regulating programmed cell death of wheat aleurone layer // Journal of Cell and Molecular Biology. - 2007. - Vol. 5. - P. 38-43.

7. Jab T.I. Reactive oxygen intermediates as mediators of programmed cell death in plant and animals// Biochem. Pharm. - 1999. - Vol. 57. - P. 231-245.

8. Wang J.V. DNA damage and apoptosis // Cell death and differentiation. – 2001. - Vol.8. - P.1047-1049.

9. Gros L., Saparbaev M.K. and Laval J. Enzymology of the repair of free radicals-induced DNA damage // Oncogene. - 2002. - Vol.21. - P. 8905-8925.

УДК 616.342’33- 009.7:575.113РОЛЬ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ В РАЗВИТИИ ЯЗВЕННОЙ

БОЛЕЗНИСуртаева А.К.

Студент ЕНУ им.Л. Н. ГумилеваНаучный руководитель – Акпарова А. Ю.

Евразийский Национальный Университет им. Л. Н. Гумилева, г. Астана

Язвенная болезнь — хроническое рецидивирующее заболевание, характеризующееся дефектом участка слизистой оболочки и формированием язвы в желудке и/или в двенадцатиперстной кишке. Язвенная болезнь желудка (ЯБЖ) и двенадцатиперстной кишки (ЯБДК) по распространению, тяжести течения, осложнениям, инвалидизации и смертности занимает особое место среди хронических заболеваний пищеварительного тракта. Язвенная болезнь широко распространена во всех странах мира. Распространенность язвенной болезни среди взрослого населения составляет в разных странах от 5 до 15% (в среднем 7-10%) . По данным исследований у жителей Казахстана очень высокая заболеваемость язвенной болезнью за счет инфицирования Helikobakter pylori (HP) составляет в среднем 80 %, причем примерно одинаково как среди мужчин, так и женщин [1]. Ее распространенность среди детей и подростков колеблется от 0,7 до 6,1%, а в структуре гастроэнтерологических заболеваний детского возраста частота язвенной болезни составляет от 1,7 до 16%. Заболеванию наиболее подвержены дети школьного возраста 7—14 лет [3]. Среди больных с дуоденальными язвами мужчины значительно

преобладают над женщинами, тогда как среди пациентов с язвами желудка соотношение мужчин и женщин оказывается примерно одинаковым. У мужчин язвенная болезнь развивается преимущественно в возрасте до 50 лет. В около 15—40% случаях имеет место предрасположенность к заболеванию. В 7% случаев язвенная болезнь желудка может вообще протекать бессимптомно, особенно у людей пожилого возраста [3]. Морфологический субстрат язвенной болезни желудка, как известно, - хроническая язва. К наиболее тяжелым формам язвенной болезни относятся так называемые гигантские язвы желудка, диаметр которых превышает 2,5 см. Частота подобных язв желудка может достигать, по данным разных авторов, 27% [2, 5]. Гигантские язвы желудка значительно чаще пенетрируют в печень, поджелудочную железу, поперечноободочную кишку, а также нередко симулируют злокачественное поражение желудка.В настоящее время принято считать, что этиологическая структура язвенной болезни базируется на трех "китах" [9]: 1) наследственно-конституциональный фактор (групповая специфичность крови (0(1)), ее резус-принадлежность (Rh+), способность секретировать антигены системы АВН, выявление HLA-антигена гистосовместимости В5, В15, В35, нарушение синтеза IgA.); 2) экзогенные факторы: HP, курение, алкоголь, грубые нарушения в питании и длительный прием ульцерогенных препаратов (стероидные гормоны, нестероидные противовоспалительные средства, резерпин и т. д.); 3) эндогенные факторы (нарушение равновесия между агрессивными и защитными факторами, корреляция которых осуществляется нейрогуморальными механизмами, регулируемыми через кору головного мозга, ядра блуждающего нерва, гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую систему, обкладочные клетки желудка). Наследственная предрасположенность является одной из важнейших причин развития язвенной болезни. По разным данным, от 20% до 70% детей с язвенной болезнью двенадцатиперстной кишки имеют родителей или ближайших родственников, страдающих этим же заболеванием. Современная наука располагает данными о многочисленных генетических маркерах язвенной болезни, важнейшими из которых являются [4]: 1) принадлежность к 0 (I) группе крови и сопутствующая ей гиперплазия обкладочных клеток; 2) так называемый несекреторный статус (неспособность выделять со слюной и желудочным соком антигены системы АВН, которые отвечают за выработку гликопротеинов слизистой оболочки желудка); 3) недостаток фукогликопротеинов в желудочной слизи; 4) высокое содержание пепсиногена 1 в крови; 5) высокие показатели содержания ацетилхолина и холинэстеразы в сыворотке крови; 6) гиперплазия G-клеток антрального отдела желудка с гиперпродукцией гастрина; 7) выявление антигенов системы HLA - В5, В15, В35 и др. Наследственная предрасположенность реализуется чаще по отцовской линии (Волков А.И., 1999), однако имеются данные о том, что некоторые формы язвенной болезни, в частности, вариант, протекающий с высоким содержанием пепсиногена 1 в сыворотке крови, сцеплен с Х-хромосомой и передается по материнской линии (Новик А.В., 1992). Также выделяют и другие генетические маркеры предрасположенности к язвенной болезни: отсутствие кишечного компонента и снижение индекса В щелочной фосфатазы, отсутствие 3-й фракции холинэстеразы, способность ощущения вкуса фенилтиокарбамида (Сомова Э.П., Фролькис А.В., 1977; Рабинович П.Д., 1983). Следует также учитывать, что наследуются определенный тип высшей нервной деятельности, особенности личности, антропологические особенности, предрасполагающие к развитию заболевания. При изучении психоэмоционального статуса с помощью личностного теста у больных язвенной болезнью выявляется значительное

повышение показателей по шкалам тревожности, эгоцентризма, претензий, демонстративности. То есть, нервно-психические перегрузки, нарушения психофизических функций могут быть реализующими факторами возникновения язвенной болезни (Комаров Ф.И., Калинин А.В., 1995). Генетическими маркерами развития язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки являются: группы крови О(I), Р(-), Льюис а-в+ и фенотип Gml(-). Это может быть связано с тем, что HP, способный инфицировать метаплазированный эпителий слизистой оболочки, может связываться с фосфолипидами, сканированными гликопротеидами и антигенами Льюиса а-в+, имеющимися у людей с О(1) группой крови, - мембранными адгезивными рецепторами эпителия слизистой оболочки. Язвенная болезнь достоверно реже развивается у обладателей группы крови В(III), Р (+), Льюис а-в-, фенотипа Gml(+) [4]. Одним из важнейших эндогенных (инфекционных) факторов в настоящее время считается HP. Результаты мультицентровых исследований, проведенных в последние годы в разных странах мира, показали, что на долю язвенной болезни, ассоциированной с НР, у взрослых пациентов приходится 56% дуоденальных язв и 38% язв желудка (Cloud К. et al., 1999). Те же авторы, рассматривая воспалительные и иммунные ответы слизистой оболочки желудка на инфекцию HP, выделяют 3 основных механизма. Они отмечают, что при высвобождении бактерией токсинов стимулируется привлечение воспалительных клеток и повреждение ими слизистой оболочки желудка, одновременно инициируется их миграция с помощью индукции клетками эпителия интерлейкина-8 и других цитокинов, вовлекаемых в воспалительный процесс. Вторым важным механизмом в развитии воспаления является повреждение эпителия бактериальными продуктами и стимуляция факторов, способствующих притоку воспалительных клеток. И, наконец, третий, несомненно, важный механизм заключается в иммунной реакции организма хозяина. Наблюдается активация макрофагов и моноцитов факторами хематтракции, продуцируемыми НР. Это приводит к экспрессии на их поверхности молекул второго класса главного комплекса гистосовместимости HLA-DR, что в свою очередь является основным событием развития воспалительной реакции, заключающейся в Т- и В-клеточном ответе иммунной системы. В связи с важностью роли полиморфизма генов человека в развитии язвенной болезни в последнее время этому вопросу уделяется все большее внимание. Наиболее активно изучается генотип хозяина относительно способности к инактивации ингибитора протонной помпы (ИПП). Так, по гену цитохрома Р450 выделяют два фенотипа: быстрых (гомозиготные и гетерозиготные варианты) и медленных инактиваторов [5]. В исследованиях было показано, что эрадикация выше в группе пациентов с наличием медленных инактиваторов [6]. Также активно изучается полиморфизм гена провоспалительного цитокина IL-1β. Это вполне объяснимо, поскольку основополагающую роль в патогенезе язвенной болезни, ассоциированной с HР, играет ответная реакция макроорганизма на инфицирование, а в ответ на любую инфекцию в первую очередь происходит выработка различных провоспалительных цитокинов и факторов роста, запускающих каскад реакций внутри клетки. Кроме того, в многочисленных работах было показано, что IL-1β является одним из самых сильных среди известных ингибиторов кислотной продукции. Гены, кодирующие IL-1β, локализованы на хромосоме 2q13-21. Ген IL-1β содержит 22 экзона, 20 из которых альтернативные (т. е. имеют структурные варианты), и 9 интронов, из которых альтернативных 8. Наиболее изучены биаллельные полиморфизмы IL-1β в позициях –511, –31 и +3953, которые представляют замены единственного нуклеотида. Анализ транскрипционной активности показал, что в позиции –511 цитозин заменяется на тимин (С→T), а в позиции –31 тимин заменяется на цитозин (Т→С). Доказано, что полиморфные варианты гена IL-1β являются высокопродуцирующими IL-1β. У лиц, гомо - (Т/Т) или гетерозиготных (С/Т) по высокопродуцирующему аллелю

IL-1β, продуцируется в 4 или 2 раза соответственно больше этого цитокина, чем у лиц, гомозиготных по немутантному аллелю этого гена. Следовательно, при наличии полиморфного варианта IL-1β у инфицированных HР развивается более выраженное воспаление в слизистой оболочке желудка [7]. Таким образом, являясь сильным естественным ингибитором продукции соляной кислоты, IL-1β при наличии Т-аллеля еще больше подавляет кислотную продукцию. Также изучали частоту встречаемости полиморфных вариантов гена, кодирующего интерлейкин-8 (IL-8), у больных хроническим гастритом (ХГ) и язвенной болезнью двенадцатиперстной кишки, ассоциированных с HР, и влияние полиморфизма гена IL-8 на возникновение и течение этих болезней. Оценивали носительство аллеля IL-8 - 251А с последующим установлением генотипов А/А, А/Т и Т/Т. У большинства больных (68,2%) ЯБДПК обнаружен мутантный гетерозиготный генотип IL-8 -251 (А/Т), что было достоверно чаще, чем у пациентов с ХГ. У больных ХГ значительно чаще встречался мутантный гомозиготный генотип (А/А): 22,7% против 4,6% при ЯБ. Воспалительная инфильтрация и признаки нарушения клеточного обновления в слизистой оболочке желудка были наибольшими у носителей аллели А, особенно у гомозигот [8]. По данным исследований особенностей генотипов HР и полиморфных локусов генов цитокинов (IL-1 и IL-10) у больных язвенной болезнью желудка и двенадцатиперстной кишки, предполагают, что развитие ЯБЖ и ЯБДК может быть ассоциировано с наличием у индивидов определенных генотипов хеликобактера (cagA, iceA, babA и vacA), а также вариантов полиморфных локусов генов ключевых иммуномедиаторов про- и противовоспалительных реакций – IL-1 (IL-1RN(VNTR)- полиморфизм гена IL-1RN, обусловленный изменениями числа копий повторяющихся последовательностей) и IL-10 (IL-10-1082G>A) - полиморфизм гена IL-1B, обусловленный однонуклеотидными заменами в положении -1082. У больных ЯБ достоверно чаще (р<0,05) встречаются штаммы HР с генотипами cagA+ , vacAs1+, vacAm2+, iceA1+ (65%, 76,4%, 78,9%, и 60% соответственно). Установлено, что в группе больных ЯБДК и ЯБЖ превалируют штаммы HР с комбинациями генотипов vacAs1/m2+ iceA1+ cagA+ и vacAs1/m2+ iceA1+ cagA+ babA2+, включающими все исследуемые гены вирулентности HР, при этом достоверно чаще встречаются штаммы HР с комбинацией генотипов cagA+vacAs1+ (р<0,05), определяющих высокую вирулентность хеликобактера. В группе больных ЯБ по сравнению с контролем достоверно чаще встречается комбинация генотипов IL-1B-511*С/*С, IL-1B+3954*С/*С, IL-1RN*1/*1, IL-10-1082*А/*А (p=0,033, OR=11,40, 95%CI 0,63-205,60), при которой, по данным исследователей [Turner, 1997; Hwang et al., 2002; Rad, 2004], повышен риск развития язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, ассоциированной с H.рylori, и достоверно реже − комбинация IL-1B-511*C/*Т, IL-1B+3954*С/*С, IL-1RN*1/*2, IL-10-1082*А/*G (р=0,038, OR=0,25, 95%CI 0,07-0,96), при которой снижена вероятность формирования заболевания [10].

Таким образом, язвенная болезнь является одной из самых распространенных болезней в различных странах мира, занимающая особое место среди хронических заболеваний пищеварительного тракта. Причиной развития язвенной болезни желудка или двенадцатиперстной кишки считаются как наследственная предрасположенность, так и другие экзогенные и эндогенные факторы. Полиморфизм генов является одним из основополагающих факторов, играющих важную роль в развитии язвенной болезни. Предполагается, что развитие язвенной болезни желудка или двенадцатиперстной кишки ассоциировано с наличием определенных генотипов хеликобактера (cagA, iceA, babA и vacA), вариантов полиморфных локусов генов ключевых иммуномедиаторов про- и противовоспалительных реакций – IL-1 (IL-1RN(VNTR)), IL-10 (IL-10-1082G>A), IL -8 (IL-8-251 (А/Т)). Идентификация специфичных генов, вовлеченных в патогенез язвенной болезни, и анализ взаимодействия генома с экзогенными и эндогенными ‘этиологическими факторами заболевания является важной медико-генетической проблемой, решение которой будет способствовать формированию фундаментальных представлений о патогенетических механизмах развития болезни.

Список литературы:

1. Жангабылов А. К. Результаты серологических исследований на выявление инфицированности Helicobacter pylori жителей Алма-Аты. // Международный гастроэнтерологический конгресс, г. Алма-Аты. - 2001 г. - С. 5;2. Горшков А. Н., Мешков В. М., Зарицкая В. А., Тимченко И. В. // Центральная клиническая больница им. Н.А. Семашко МПС РФ, Россия, г. Москва. - 24.09.2009г.;3. http://www.D-bolezni.ru. Язвенная болезнь (статья № 1);4. Альтшулер Б.А., Фогель Ф. и др. Язвенная болезнь.- 1989г., 1979г; 5. Lehmann D.F., Medicis J.J., Franklin P.D. Polymorphisms and the pocketbook: the cost effectiveness of cytochromeP450 2C19 genotyping in the eradication of Helicobacter pylori infection associated with duodenal ulcer // J. Clin. Pharmacol. – 2003. – Vol. 43, N 12. – P. 1316–1323; 6. Sapone A., Vaira D. et al. The clinical role of cytochrome p450 genotypes in Helicobacter pylori management // Am. J. Gastroenterol. – 2003. – Vol. 98. – P. 1010–1015; 7. Sjostedt S., Sagar M., Lindberg G. et al. Prolonged and profound acid inhibition is crucial in Helicobacter pylori treatment with a proton pump inhibitor combined with amoxicillin // Scand. J. Gastroenterol. – 1998. – Vol. 33. – P. 39–43;8. Маев И. В., Говорун В. М., Кучерявый Ю. А., Генерозов Э. В., Лисицина И. А., Буданова Е. А. Генетический полиморфизм интерлейкина у больных хроническим гастритом и язвенной болезнью двенадцатиперстной кишки, ассоциированными с HELICOBACTER PYLORI. // Клинические перспективы гастроэнтерологии, гепатологии.-2008.-№6.-с.1-9;9. В.Ф. Приворотский, Н.Е. Луппова. Язвенная болезнь. Этиология. Часть III.- Россия.- 2006г.

10. Абузарова Э.Р. Особенности генотипов Helicobacter pylori и полиморфных локусов генов цитокинов (IL-1 и IL-10) у больных язвенной болезнью желудка и двенадцатиперстной кишки. //Автореферат. - Казань.-2008г;

УДК 616-036.22:616.36-002

ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВИРУСНОГО ГЕПАТИТА С

Секенова А.Е.Студент(ка) ЕНУ им. Л. Н. Гумилева

Научный руководитель – Акпарова А.Ю.E-mail: alika_se@mail.ru

В последние годы внимание многих исследователей привлекает проблема распространения вирусного гепатита С (ВГС). В настоящее время по приведенным в литературе данным количество инфицированных вирусом гепатита С (НСV) составляет около 3 % мирового населения (170 млн.)[3]. Около 10% зараженных вирусом гепатита С выздоравливают благодаря активности собственного иммунитета, у остальных больных заболевание приобретает хронический характер. Примерно у 25% больных хроническим ВГС рано или поздно развивается цирроз или рак печени [4]. У 3-10 % заразившихся гепатит С протекает без появления желтухи, в результате чего он долго остается нераспознанным. В дальнейшем инфекция носит хронический характер и приводит к развитию у части населения цирроза и рака печени с летальным исходом.

Цель работы- изучение региональных особенностей распространения вирусного гепатита С, определение предпосылок разработки антивирусной вакцины.

Факторами, способствующими прогрессированию гепатита С, являются: злоупотребление алкоголем, возраст старше 40 лет, мужской пол, наличие дополнительной хронической инфекции (вирусный гепатит В, ВИЧ). Ослабление иммунной системы сопутствующими заболеваниями, нездоровый образ жизни приводят к хронизации воспалительного процесса.

Возбудителем гепатита С является вирус, содержащий геном в виде 1 одной молекулы РНК, в которой зашифрована структура 9 белков. Эти белки участвуют в проникновении вируса в клетку, создании и сборке вирусных частиц и переключении на себя некоторых функций клетки. Три белка вируса, участвующие в формировании вирусной частицы, называются структурными, остальные 6 белков выполняют разные каталитические функции при воспроизводстве вирусных частиц, но сами в состав этих частиц не входят и потому называются неструктурными.

Рисунок 1 – Структура вируса гепатита СГенотипы варьируют генетически и делятся на шесть видов, каждый из которых

подразделяется на субтипы 1a, 1b и т.д. Генотип HCV обуславливает степень тяжести острого и хронического гепатита HCV [3].

Таблица 1 - Основные генотипы HCV, их распространенность [3].Генотип Географическое распространениеТип 1a Доминирует в Европе и Северной АмерикеТип 1b Доминирует в США, Япония, ЕвропаТип 2 Доминирует на Дальнем Востоке (Япония, Китай)Тип 3 Встречается в Европе, США, а также и в Индии, Пакистане, Австралии,

Шотландии.Тип 4 Преобладает на Ближнем Востоке и в Северной АфрикеТип 5 Доминирует в Южной АфрикеТип 6 Встречается изолированно в Гонконге (Азия).

Самым распространенным субтипом ВГС в России является 1b (более 70% от общего числа случаев). Тип 1b считается наиболее опасным и плохо поддающимся лечению интерфероном. Следующими по частоте обнаружения в России являются подтипы 1а и 3а, значительно реже обнаруживается подтип 2а.

В Казахстане наиболее чаще обнаруживается 1b генотип (у 80% больных ВГС), реже встречается генотипы 3a и 2 [8].

По данным Wang J . , et al. 2006, при инфицировании генотипом 1а и 1в наблюдается выраженная виремия и повышение активности трансаминаз, что требует применения более высоких доз и продолжительности лечения интерфероном. В тоже время, при

заражении генотипом 4, который преобладает в основном на Среднем Востоке, интерферонотерапия оказывает более эффективное действие [Hagan H ., et al. 2006].

Определение наличия заболевания, его стадии, характера течения основывается на методе ИФА - выявлении в крови антител к вирусным белкам [6], с последующим подтверждением положительных результатов анализа методом иммуноблотинга. Иммуноферментный анализ на гепатиты и другие инфекции основан на реакции антиген-антитело, в результате которой в сыворотке крови обнаруживаются либо антитела (с помощью стандартных антигенов), либо антигены (с помощью стандартных антител) микроорганизмов [7].

При определении в сыворотке анти-HCV-core в разведении 1:1000 и выше, вероятность содержания вируса считается высокой и проведение ПЦР не обязательно. Если детектированный показатель сыворотки составляет 1:200, то в дальнейшем необходимо провести типирование на наличие вирусной РНК. Отрицательные результаты ИФА-диагностики ВГС при наличии клинических проявлений заболевания не исключают инфицирование HCV. В этом случае также возникает необходимость проведения РНК типирования. [9]. Отрицательные результаты ПЦР-диагностики, не коррелирующие с обнаружением антител Ig G, Ig M в сыворотке крови могут быть следствием репликации вируса в иммунных, гемопоэтических клетках, гепатоцитах, либо в мононуклеарных лейкоцитах. Выявление анти-HCV-core Ig M, характеризует активную репродукцию вируса и необходимость антивирусной терапии [Crovatto M. et al.,2000; Serafino A., 1997].

Частота регистрации ВГС среди здоровых доноров в различных странах колеблется от 0,5 до 7% [2]. Причиной такого распространения вируса является недостаточная информированность населения о путях заражения инфекцией, характере течения заболевания и его исходах, недостаточный эпидемиологический надзор, а также отсутствие противовирусной вакцины.

В одной из наиболее развитых стран мира – США - количество инфицированных составляет 3,9 млн. человек. Из-за особенностей скрытого течения болезни до 90 процентов больных даже не догадываются про мину замедленного действия в собственном организме. По данным различных авторов, количество НСV-инфицированных людей на земном шаре составляет от 200 млн. до 1 млрд. Ученые Франции рассчитали, что на протяжении следующих 20 лет ежегодная смертность, обусловленная НСV- инфекцией, увеличится на 150-200%. Ожидается, что пик заболеваемости достигнет высокого уровня в 2018 году [2].

По имеющимся данным с 90-х годов в странах СНГ в основном выявляются случаи острого гепатита С (ОГС). [1].

Проведенный анализ показателей заболеваемости острым ВГС за 2003-2008 гг. показал их снижение c 1,0 до 0,4% на 100 тыс. населения, повышение показателей заболеваемости хроническим ВГС с 2,9 до 8,0%.[5]. То есть, характер эпидемиологического процесса гепатита С в целом не однозначен.

Источниками ВГС являются больные с острой и хронической формами инфекции. Исследования, проведенные в Научном центре гигиены и эпидемиологии им. Хамзы Жуматова (г. Алматы), отмечают, что вертикальным путем заражается 10,3 % новорожденных, количество бессимптомных носителей HCV среди детей до 14 лет составляет 14,3%, среди взрослого населения – 3,4%, беременных женщин – 4,1%, наркоманов – 67,4%, больных ИППП (инфекциями, передающимися половым путем) – 7,4%. [5].

Широко распространено лечение заболевания совместным назначением препаратов интерферона и рибавирина. Интерферон подавляет синтез вирусной матричной РНК и синтез белков вирусной оболочки. Рибавирин, схожий с одним из элементов РНК вируса препятствует его размножению. Но даже при таком 6—12 месячном лечении эффективность медикаментозной терапии составляет всего 33—41%, а при последующем рецидиве заболевания — 21—30% [2].

В наиболее тяжелых случаях острого поражения печени, не поддающегося лечению антивирусными препаратами, единственным спасением для пациента оказывается пересадка печени. Ежегодно в Соединенных Штатах производится в среднем от 2 тыс. до 4 тыс. операций по трансплантации печени, что значительно меньше числа людей, ожидающих подходящего для пересадки органа [4].

Основной целью исследований, проводимых в разных странах, является обнаружение стабильного вирусного белка, специфичного для всех генотипов и подвидов НСV, на который бы вырабатывались нейтрализующие антитела.

Ведется разработка вакцины на основе рекомбинантных молекул ДНК, представляющих собой антиген определенного типа вируса, полученный микробиологическим синтезом; создание субстанций, блокирующих вещества, запускающие синтез вируса. Остаются недостаточно изученными вирусы гепатитов, механизмы репликации вирусного генома и активации противовирусного иммунитета, а также отсутствие адекватных систем тестирования является препятствием для создания эффективных препаратов.

Таким образом, приведенные данные свидетельствуют о неуклонном росте распространенности ВГС во всех странах мира, возрастающем уровне смертности, подтверждают большое медицинское и социальное значение этой патологии. Определяющее значение в распространенности болезни имеют пути передачи инфекции, такие как переливание крови, вертикальный путь от матери к плоду, парентеральное введении наркотиков и др. Несмотря на значительные достижения современной медицины, проблема лечения хронического ВГС остается еще полностью не решенной. Частый переход в хроническую форму, образование гепатокарциномы, дорогостоящее лечение создают предпосылки для создания эффективной противовирусной вакцины.

Литература.1. Артур Губайдуллин.- Враг внутри.- Здоровье — Аналитика — Gazeta.kz

http://wap.gazeta.kz/article/39760/. 2. Ломака Ж.М. Профилактика заражения вирусным гепатитом С в эстетических

манипуляциях // Статья.-2008г. - Херсонский государственный университет.-С. 1-2.

3. А. В. ИВАНОВ, А. О. КУЗЯКИН, С. Н. КОЧЕТКОВ.МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ ВИРУСА ГЕПАТИТА С // Росс.журнал Успехи биологической химии т.45, с. 37-46.

4. Infection By Hepatitis C Virus Prevented By Novel Antibody. By Michael Cohen, University of Massachusets Medical School: Gisselquist D., Perrin L., Minkin S. Parallel and overlapping HIV and bloodborne hepatitis epidemics in Africa. International Journal of STD & AIDS 2004, v. 15, pp. 145—152.

5. Статья в Интернете: Совершенствование технологии эпидемиологического надзора за гепатитом С, // Научный центр гигиены и эпидемиологии им Хамзы Жуматова, г.Алматы.-info-health.kz [10.03.2010].

6. НЕТЕСОВ С.В. ВИРУСНЫЕ ГЕПАТИТЫ // Статьи Соросовского Образовательного журнала.- 1997, БИОЛОГИЯ.-С. 7.http://hepatit-c.narod.ru/lecenie.htm. Российское сообщество больных гепатитом С.8. Чернышева А. В., Махамбетов К. О. Клинико-иммунологическая характеристика хронического вирусного гепатита С // Материалы научно-практической конференции молодых ученых «Актуальные вопросы медицины». - Астана, 2004.-С. 169-170. 9. Сизякина Л. П, Андреева И. И. Справочник по клинической иммунологии.// Ростов-на-Дону.- Феникс. - 2004 г. – С. 107-109.

УДК 576.858.2

ВЫСОКОПАТОГЕННЫЙ ВИРУС ГРИППА ПТИЦ И СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ЕГО ДИАГНОСТИКИ.

Б.Н. Молдыбаева. Евразийский Национальный Университет им. Л.Н. Гумилева г. Астана.

Научный руководитель: д. м. н. Т.Д. Укбаева bahaenu .303@ mail . ru

Эпидемии гриппа происходят ежегодно и не воспринимаются как нечто экстраординарное. Поскольку заболевание вызывается уже знакомыми иммунной системе вирусами, она с ними, как правило, справляется [1]. Другое дело пандемии: в этом случае возбудитель гриппа - вирус с новыми антигенными и биологическими свойствами, молниеносно распространяющийся в мире, поражающий до четверти населения планеты и уносящий десятки миллионов жизней. Этим “прославились” пандемии прошлого века [2,3]. Предвидеть их было невозможно, как, впрочем, нельзя назвать точное время наступления новой. Однако сейчас благодаря постоянному слежению за циркулирующими среди людей, домашних и диких животных вирусами, а также знаниям, полученным с помощью молекулярно- генетических методов, уже можно прогнозировать появление новых вариантов вируса с пандемическими наклонностями. В последние годы претендент на эту роль выявлен: изначально непатогенный вирус птиц H5N1. Этот вирус начал поражать и других животных, в том числе и людей, но пока не может передаваться от человека к человеку [4].

Актуальность С целью оперативного реагирования на возможность появления новых вариантов вируса гриппа птиц, и определения его генетического разнообразия на территории Республики Казахстан необходимо изучение генетической структуры изолятов гриппа птиц, выделенных на территории Республики Казахстан. Отобранные образцы патологического материала должны подвергаться комплексному анализу с целью определения возможной генетической мутации выделенных изолятов гриппа птиц. В связи со сложившейся ситуацией, возникает необходимость в создании четкой структуры программы по мониторингу вируса птичьего гриппа и совершенствование методов его диагностики.

Целью работы было определить наличие в зараженной сыворотке крови, РНК вируса гриппа птиц типа А методом обратной транскрипции и полимеразной цепной реакции. ПЦР–анализ проводят в три этапа в отдельных комнатах (зонах). Все три комнаты (зоны ПЦР-анализа) должны быть изолированы друг от друга. РНК вируса была выделена из сыворотки птиц, предположительно больной вирусом высокопатогенного вируса гриппа птиц.

Работа включала следущие этапы:1. Выделение РНК из исследуемого материала. 2. Проведения реакции обратной транскрипции (получение кДНК на матрице РНК) и

постановка ПЦР (амплификация участка полученной кДНК). Работу проводили на 5 образцов выделенной ранее РНК. 3. Постановка реакции ПЦР – амплификация участка полученной кДНК [5,6]. Таблица 1. Программа для амплификации кДНК вируса гриппа птиц типа А.Цикл Температура Время Циклы0 95°С пауза 1 95°С 5 мин 1

95°С 10 сек

2 4263°С 25 сек72°С 25 сек

3 72°С 1 мин 14 4°С Хранение 4. Электрофоретический анализ продуктов ПЦР-амплификации.

Учет результатов ПЦР-анализа приводятся по наличию или отсутствию на электрофореграмме специфических полос амплифицированной кДНК.

Длина специфического амплифицированного фрагмента кДНК вируса гриппа А - 365 п.н. В дорожке, соответствующей положительному контролю амплификации ДНК, должны присутствовать светящаяся полоса. В дорожках, соответствующих отрицательным контролям, специфическая полоса на уровне положительного контроля 365 п.н. должна отсутствовать.Положительными считаются пробы, которые содержат специфическую полосу 365 п.н. большей или меньшей интенсивности строго на том же уровне, где расположена полоса положительного контрольного образца. Отрицательными считаются образцы, в дорожках которых нет полосы на уровне 365 п.н. Результат электрофоретического анализа на определение ВПГ типа А

Рисунок 1.

На полученной электофореограмме можно четко пронаблюдать положительный результат ПЦР-анализа на высокопатогенный грипп птиц типа А [5,6,7].

Идентификация субтипов Н5 и Н7 вируса гриппа А.Для идентификации субтипов Н5 и Н7 используют образцы кДНК, давшие положительные результаты при скрининговом тестировании на вирусы гриппа А.

Постановка ПЦР Таблица 2.

Программа амплификации кДНК 5 типа гемагглютинина вируса гриппа А

Цикл Температура Время Циклы0 95°С Пауза1 95°С 5 мин. 1

295°С 10 сек.

4258°С 25 сек.72°С 25 сек.

3 72°С 1 мин. 1

44°С Хранение

1 2 3 4 5 К- К+

Таблица 3.Программа амплификации кДНК 7 типа гемагглютинина вирусагриппа А

Цикл Температура Время Циклы0 95°С Пауза1 95°С 5 мин. 1

295°С 10 сек.

4261°С 25 сек.72°С 25 сек.

3 72°С 1 мин. 1

4 4°С Хранение

Учет результатов.Учет результатов ПЦР-анализа проводится по наличию или отсутствию на электофореограмме специфических полос амплифицированной кДНК.Длина специфических фрагментов амплификации кДНК:5 типа гемагглютинина – 235 п.н.7 типа гемагглютинина – 360 п.н.

1. В дорожках, соответствующих положительным контролем амплификации кДНК, должны присутствовать светящиеся полосы на уровне указанном в табл. В дорожках, соответствующих отрицательным контролям» полосы на уровнях положительных контролей (235 п.н. и 360 п.н.) должны отсутствовать.

Далее учитывают результаты амплификации исследуемых образцов.1. Положительными на наличие РНК 5 типа гемагглютинина ВГП А считаются пробы,

которые содержат полосу 235 п.н., располагающуюся строго на том же уровне, что и полоса в дорожке К+5 тип

2. Положительными на наличие РНК 7 типа гемагглютинина ВГП А считаются пробы, которые содержат полосу 360 п.н., располагающуюся строго на том же уровне, что и полоса в дорожке K+7 тип

Обнаружена РНК 5 типа гемагглютинина ВГП АРезультат электрофоретического анализа на определение Н5 ВПГ [7].

Рисунок 2.

1 2 3 4 5 К- К+

Обнаружена РНК 5 типа гемагглютинина ВГП А, так как на электрофореграмме четко видно полосу 235 п.н., располагающуюся строго на том же уровне, что и полоса в дорожке К+5 типа.Результат: Результат электрофоретического анализа на определение Н7 ВПГ А

Рисунок 3

Соответственно ПЦР на наличие РНК 7 типа гемагглютинина ВГП типа А показала отрицательный результат, так положительными считаются пробы, которые содержат полосу 360 п.н., располагающуюся строго на том же уровне, что и полоса в дорожке K+7 тип. А на полученной нами электрофореграмме нет специфических полос амплификации [8].

Выводы: 1). В ходе выполненной работы выявлен вирус высокопатогенного гриппа птиц типа А методом обратной транскрипции и полимеразной цепной реакции.2). Дифференцирован (идентифицирован) субтип Н5 высокопатогенного вируса гриппа птиц типа А.

Список литературы: 1. Lvov D.K. // Sov. Med. Rev. E. Virol. Rev. 1987. стр.15-37. 2. «ЭПИДЕМИОЛОГИЯ ГРИППА ПТИЦ» статья Кологоров А.И., Караваева Т.Б. 3. Львов Д.К., Ямникова С.С., Забережный А.Д. и др. // Вопр. вирусол. 2005. №4. С.4-11. 4. Capua I., Marangon S. (2000). The avian influenza epidemic in Italy, 1999-2000: a review. Avian Pathol. 29(4): 289-2945. Т.В. Гребенникова, Д.Е. Киреев, А.Д. Забережный, Т.И. Алипер «Разработка средств молекулярной диагностики гриппа А» НПО НАРВАК. 6. Хлыстунов А.Г. Правила отбора патматериала для исследования на грипп птиц / А.Г. Хлыстунов, А.В. Шматова. – Красноярск, 2006. – С. 1-2. 7. Государственное санитарно-эпидемиологическое нормирование 1.3 Эпидемиология, Организация работы при исследованиях методом ПЦР материала, инфицированного микроорганизмами I-II групп патогенности. Методические указания МУ 1.3 1794-03 8. Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей «Инструкция по применению тест-системы ГРИПП-ЭФА для выявления и дифференциации вируса гриппа птиц методом обратной транскрипции и полимеразной цепной реакции» Санитарный кодекс наземных животных (МЭБ), ГЛАВА 2.1.14. «ВЫСОКОПАТОГЕННЫЙ ГРИПП ПТИЦ».9. Guo Y, Wang M, Kawaoka Y, Gorman O, Ito T, Saito T, Webster RG. Characterization of a new avian-like influenza A virus from horses in China. Virology. 1992 May;188(1):245-55.)10. Swayne DE, Perdue ML, Garcia M, Rivera-Cruz E, Brugh M. Pathogenicity and diagnosis of H5N2 Mexican avian influenza viruses in chickens. Avian Dis. 1997 Apr-Jun;41(2):335-46.).

К+ 1 2 3 4 5 К-

УДК 61.056.829

ВЫЯВЛЕНИЕ МУТАЦИЙ В ГЕНЕ BRCA1 У БОЛЬНЫХ РАКОМ МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ МЕТОДОМ СЕКВЕНИРОВАНИЯ

А.П. Кравченко, студентка 4 курсаЕНУ им. Л.Н Гумилева, г.Астана

Научный руководитель: к. м. н А. Р. Акильжановаalena .2989@ mail . ru

Несмотря на существование множества эффективных способов распознавания патологии молочной железы, возникает необходимость более раннего исследования на основе всех технологий диагностического процесса [1]. Наследуемые мутации в генах BRCA1 и BRCA2 существенно повышают риск развития рака у их носителей и обусловливают так называемые семейные формы рака молочной железы и яичника, когда в одной родословной обнаруживаются множественные случаи рака данной локализации [2]. Приблизительно 10% всех случаев рака молочной железы связаны с наследуемыми мутациями в генах BRCA1 и BRCA2 [3]. В мире интенсивно изучается спектр мутаций в генах BRCA-семейства, который сильно разнится между отдельными популяциями. Знание спектров мутаций, характерных для страны или региона, позволяет с помощью ДНК-диагностики выявлять группы риска развития заболевания [4]. В России сведения о мутациях BRCA-генов сравнительно скудны, однако немногочисленные публикации позволяют рассматривать мутацию в гене BRCA1 5382insC как преобладающую в Российской популяции [1,2]. В Казахстане ДНК-диагностика находится на стадии развития и совершенствования. В данной работе описываются методы ДНК-диагностики и результаты поиска мутаций в гене BRCA1 у женщин Казахстана больных раком молочной железы. Целью работы является освоение методики выявления мутаций в гене BRCA 1 у больных раком молочной железы методом секвенирования для дальнейшего внедрения современных методов комплексной оценки генетических факторов в клиническую практику Казахстана. Научная новизна и практическая ценность. В настоящее время в Казахстане не проводится диагностика предрасположенности к раку молочной железы. Практическая ценность работы заключается в необходимости выявления предрасположенности к раку молочной железы, как и других заболеваний, на ранней стадии развития, а обнаружение взаимосвязи между риском рака груди и генами BRCA1 и BRCA2 приведет к новым методам снижения риска, выявления и лечения рака груди у таких больных. Материалы исследования: Исследования по выявлению мутаций в гене BRCA1 методом секвенирования были проведены на 10 образцах ДНК женщин с раком молочной железы, выделенных из лейкоцитов крови и 5 образцах ДНК здоровых людей для контрольной группы, выделенных из букальных клеток. Кровь и букальные клетки были получены у пациентов Онкологического Центра г.Астаны с их информированного согласия. Методы исследования:

выделение ДНК из лейкоцитов крови и букальных клеток электрофоретический и спектрофотометрический анализ амплификация отдельных фрагментов гена BRCA1(ПЦР) очистка ПЦР-продуктов путем осаждения ДНК спирт-ацетатной смесью сиквенс-ПЦР, секвенирование фрагментов ДНК

Результаты и обсуждение: Изображение геля показывает высокую концентрацию ДНК в 10 исследуемых пробах крови (Рис.1). Это говорит о том, что выделение ДНК из крови было проведено методически правильно, и образцы готовы для постановки ПЦР.

Электрофоретический анализ ДНК на 10 проб крови.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Рисунок 1 Концентрацию 5 образцов ДНК из букальных клеток для контрольной группы измеряли с помощью прибора Nano Drop1000 (рис.2), так как концентрация ДНК, выделенной из букальных клеток, низкая и с помощью электрофоретического анализа наличие или отсутствие ДНК в супернатанте зафиксировать трудно.

Спектрофотометрический анализ

Рисунок 2 В данном исследовании изучали 2 и 20 экзоны гена BRCA1, так как в данных генах часто встречаются мутации «founder mutation», во втором экзоне 185delAG мутация, в двадцатом экзоне 5382insC.

Электрофоретический анализ на наличие ампликонов в 10 образцах ДНК 20 экзона гена BRCA1 после ПЦР (1,5 % агарозный гель, напряжение 120 V,время 25 мин)

Рисунок 3

М – маркер молекулярного веса от 2000 до 100 п.н К+ положительный контрольК- отрицательный контроль После очистки сиквенс-ПЦР-продуктов расшифровку нуклеотидной последовательности интересующих нас экзонов исследуемого гена проводили в секвенаторе 3730xI DNA Analyzer, на котором заранее задается программа секвенирования. Время секвенирования 40 минут, после чего данные анализируются с помощью пакета программ Seq Analysis 5.3.1 Applied Biosystems.Обнаруженные мутации во 2 и 20 экзонах BRCA1 исследуемой и контрольной группах.

М 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 К+ К-

BRCA1 Мутации Замена аминокислоты

Больные раком молочной железы (10 человек)

Контрольная группа (5 человек)

Кол-во % Кол-во % 2 экзон 95g>T Glu32Val 9 90 5 100

170t>К Leu57Met 1 10 0 0

110a>C Asp37Thr 1 10 0 0

117g>A Lys39Arg 1 10 0 0

88g>A Ala30Asp 1 10 0 0

91c>G Leu31Val 1 10 0 0 20 экзон 5397a>G - 1 10

Номенклатура мутаций согласно обозначению в GenBank референсной последовательности гена BRCA1, номер U14680(BRCA1). В результате наших исследований мы обнаружили 9 гомозиготных полиморфизмов ДНК, все они представлены заменой оснований (95g>T, 5397a>G, 170t>K и т.д), функциональные исследования данных полиморфизмов не проводились и в базе данных Breast Cancer Information Core (BIC) не значимы. Идентификация мутаций важна не столько для заболевших раком пробандов, сколько для их родственников, у которых еще не возникли или не диагностированы опухоли. Внимательное отношение к состоянию молочной железы у родственниц пробандов с мутациями позволяет намного раньше выявить и удалить опухоль, что нередко спасает им жизнь [6]. Выводы1) Проведен информационный анализ известных генетических маркеров BRCA1

(точечных нуклеотидных полиморфизмов) предрасположенности к раку молочной железы.

2) Освоены методики выделения ДНК из крови и букальных клеток, генотипирования мутаций на основе ДНК секвенирования.

3) Изучено 10 женщин больных раком молочной железы на наличие мутаций «founder mutation» во втором экзоне 185delAG мутация и в двадцатом экзоне 5382insC мутация, данные мутации обнаружены не были.

Список литературы: 1. Карпухин А.В., Поспехова Н.И., Любченко Л.Н., Логинова А.Н., Хомич Е.В., Будилов А.В., Сергеев А.С., Захарьев В.М., Гарькавцева Р.Ф., Гинтер Е.К. Частоты однонуклеотидных полиморфизмов и мутаций в гене BRCA1 при наследственно обусловленном раке молочной железы и яичников// Доклады Академии наук. - 2002. - Т. 383. N 12. - С.706-7092. Online Mendelian Inheritance in Man. 113705*. Breast Cancer, Type 1; BRCA13. Bell G.I., Karam J.H., Rutter W.J. Polymorphic DNA region adjacent to the 5' end of the human insulin gene // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 1981. - V.78. - P.5759-5763.4. Gayther S.A., Harrington P., Russell P., Kharkevich G., Garkavtseva R.F., Ponder B.A. Frequently occurring germ-line mutations of the BRCA1 gene in ovarian cancer families from Russia // Am. J. Hum. Genet. - 1997. - V. 60. N 5. - P.1239-1242.5. Piccart M.J., Awada A., Hamilton A. Integration of new therapies into management of metastatic breast cancer// ASCO 1999 Educational book.Atlanta.1999.P.526539.

6. Reddy V.B., Thimmappaya B., Dhar R., Subramanian K.N., Zain B.S., Pan J., Ghosh P.K., Celma M.L., Weissman S.M. The genome of simian virus 40. (1978) Science, 200(4341), 494-502.

УДК 616.002.053.4.089:614

MIRU-VNTR ТИПИРОВАНИЕ МУЛЬТИРЕЗИСТЕНТНЫХ ШТАММОВ, ЦИРКУЛИРУЮЩИХ НА ТЕРРИТОРИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН.

Исабекова Т.М., ЕНУ им.Л.Н.ГумилеваНаучный руководитель: к.м.н., с.н.с. ННЛБКП НЦБ РК Кожамкулов У.А.

Стремительный рост числа больных туберкулезом в последние десятилетия XX века и первые годы XXI во всем мире стимулировал научно-исследовательские работы по изучению генетических структур возбудителя и полному определению нуклеотидной последовательности его генома. Заболеваемость в Республике Казахстан в 2008г. составляла 125,5 на 100 тысяч населения (в 2007г. - 126,4; 2006г. - 132,1; 2005г. - 147,3), а смертность в 2008г. составляла 17,2 на 100 тысяч населения (2007г. – 18,1; 2006г. – 20,4; 2005г. - 20,8). В 2006 году в Республике Казахстан было выявлено около 20000 новых заболеваний туберкулезом, 3000 человек погибло от данного заболевания. Целью данной работы являлось генотипирование мультирезистентных штаммов M.tuberculosis на основе MIRU-VNTR анализа.

Материалы и методы: в работе было использовано 40 клинических штаммов M.tuberculosis от больных с областей Республики Казахстан, а именно СКО (721, 649, 652, 655, 736, 696, 641), ЗКО(2326, 2382, 1193, 232, 1668, 158, 2420, 5150), ЮКО (2814, 1917) и ВКО (745, 698, 767, 762, 760, 754, 673, 755, 765, 741, 718, 704, 768, 675, 742, 680, 757, 672, 693, 763, 749, 751, 689).

Выделение ДНК. Выделение ДНК M.tuberculosis осуществлялось следующим образом: ресуспендировали колонии микобактерий, выращенных на твердых носителях (например, Левенштейна-Йенсена) или гранулы микобактерий, полученных из жидких культур в 200мкл ТЕ-буфера (Трис-HCl и 1mM EDTA). Затем центрифугировали гранулы, полученные из жидких культур 5 мин при 15000об/мин, после удалили супернатант и снова добавили 200мкл ТЕ-буфера (Трис-HCl и 1mM EDTA). Инкубировали в течение 15 мин при 950С, затем центрифугировали при 15000об/мин в течение 1 мин. Разбавили полученный продукт в концентрации 1:50 в дистиллированной воде. Полученный ДНК хранили в холодильнике при -200С и использовали по мере необходимости.

Амплификацию фрагментов генома штаммов Mycobacterium tuberculosis проводили в реакционной смеси, содержащей dH2O, dNTP (дезоксинуклеотид трифосфат), буфер (Литех), primer R(праймер обратный),primer F (праймер прямой), DMSO 5% (диметилсульфоксид), Taq- полимераза мутированная, ДНК.

Смесь dNTP представляет собой водный раствор смешанных солей dATP, dCTP, dGTP каждый в концентрации 1.5 mM и dUTP в концентрации 4.5 mM. Диметилсульфоксид используется в ПЦР для ингибирования спаривания исходных молекул ДНК. Он добавляется к ПЦР смеси перед началом реакции, где он взаимодействует с комплементарными участками ДНК, препятствуя их спариванию и уменьшая количество побочных процессов. Молекулярная формула - C2H6OS. Термостабильный фермент Taq-полимеразу получают из грамотрицательной палочковидной экстремально термофильной бактерии рода Thermus – Thermus aquuaticus. Буфер для проведения ПЦР амплификации состоит из: NaCl 500mM, TrisCl (pH7.9) 100mM, MgCl2 100mM, DTT 10mM

Реакцию проводили в амплификаторе Tetrad 2 Biorad.

Был использован универсальный профиль амплификации, адаптированный для максимального выхода ПЦР-продукта всех исследуемых локусов генома: 950С – 5 мин, 950С – 30c, 950С - 660С – 10c, 720С – 1мин- 30 циклов, 720С – 7мин.

Визуализацию продуктов амплификации осуществляли путем электрофореза в 1,5% агарозном геле с последующей окраской бромистым этидием.

Рис.1. Визуализация продукта ПЦР-амплификации локуса MIRU 26.

На рисунке 1 изображен результат электрофореза продуктов ПЦР-амплификации в 1,5%-ном агарозном геле. М- это маркер, DNA ladder. А1-D12 – это изоляты. Два ярких сигнала на маркере – соответственно 500 и 1000 пар нуклеотидов.

Существует специальная программа Quantity One для анализирования полученных электрофорезных рисунков. В данной работе мы использовали два способа анализа: на программе Quantity One на компьютере, и, проверяли визуальным подсчетом.

Рисунок 2. Анализирование электрофорезных рисунков на программе Quantity One.

В ходе выполнения работ по этапу, был проведен VNTR-MIRU анализ числа тандемных повторов в 12 локусах для 40 штаммов M. Tuberculosis. Для каждого штамма получен аллельный профиль, представленный набором аллельных вариантов по 12 MIRU локусам, где номер аллельного варианта соответствовал числу тандемных повторов в данном локусе. После подсчета числа повторов в каждом локусе, по данным анализа построено филогенетическое древо при помощи web-ресурса MIRU-VNTR-plus (http://www.miru-vntrplus.org/MIRU/).

Необходимо отметить, что получение цифрового профиля имеет огромное значение, так как позволяет судить о схожести штаммов Mycobacterium tuberculosis, или же об абсолютной уникальности штаммов, циркулирующих на территории Казахстана. Схожесть профиля говорит об одном источнике заражения. Более того, цифровой профиль дает возможность определять штаммы по семействам.

Для определения количества тандемных повторов мы сравнивали полученный ПЦР-продукт изолята с ожидаемым выходом длины ПЦР-продукта для референсного штамма Mycobacterium tuberculosis H37Rv. Длину ПЦР-продукта мы получали после проведения гель-электрофореза на компьютере с помощью программы Quantity One. В таблицах 1 и 2 по горизонтали расположены локусы MIRU, по вертикали – количество тандемных повторов. В ячейках – размер продукта, в нуклеотидах.

Таблица 1.Определение количества тандемных повторов по длине ПЦР-продукта для локусов MIRU2, MIRU4, MIRU10, MIRU16, MIRU20 и MIRU23.

2 4 10 16 20 230 402 175 482 565 437 1501 455 252 537 618 514 2002 508 329 590 671 591 2533 561 406 643 724 668 306

4 614 483 696 777 745 3595 667 560 749 830 822 4126 720 637 802 883 899 4657 773 714 855 936 976 5188 826 791 908 989 1053 5719 879 868 961 1042 1130 62410 932 945 1014 1095 1207 67711 985 1022 1067 1148 1284 73012 1038 1099 1120 1201 1361 78313 1091 1176 1173 1254 1438 83614 1144 1253 1226 1307 1515 88915 1197 1330 1279 1360 1592 942

Таблица 2.Определение количества тандемных повторов по длине ПЦР-продукта для локусов MIRU24, MIRU26, MIRU27, MIRU31, MIRU39 и MIRU40.

24 26 27 31 39 400 395 285 498 492 540 3541 447 336 551 545 593 4082 501 387 604 598 646 4623 555 438 657 651 699 5164 609 489 710 704 752 5705 663 540 763 757 805 6246 717 591 816 810 858 6787 771 642 869 863 911 7328 825 693 922 916 964 7869 879 744 975 969 1017 84010 933 795 1028 1022 1070 89411 987 846 1081 1075 1123 94812 1041 897 1134 1128 1176 100213 1095 948 1187 1181 1229 105614 1149 999 1240 1234 1282 111015 1203 1050 1293 1287 1335 1164

Таблица 3.Цифровой профиль по изученным 8 изолятам из ЗКО.

ID 2 4 10 16 20 23 24 26 27 31 39 402326 2 2 3 3 2 13 1 5 3 4 3 32382 2 2 3 3 1 13 1 5 3 3 3 31193 2 2 3 3 1 13 1 5 3 4 3 3232 2 2 3 3 1 13 1 5 3 4 3 31668 2 2 3 3 2 13 1 5 3 4 3 3158 2 2 3 3 2 13 1 5 3 4 3 32420 2 2 3 3 2 13 1 5 3 4 3 35150 2 2 3 3 2 13 1 5 3 4 3 3

Таблица 4.Цифровой профиль по изученным 2 изолятам из ЮКО.

ID 2 4 10 16 20 23 24 26 27 31 39 402814 2 2 3 3 2 13 1 7 3 4 3 31917 2 2 3 3 2 13 1 5 3 4 3 3

Таблица 5.Цифровой профиль по изученным 7 изолятам из СКО.

ID 2 4 10 16 20 23 24 26 27 31 39 40721 2 2 3 3 1 13 1 5 3 4 3 3649 1 2 4 3 2 13 1 5 3 3 2 3652 2 2 3 3 1 13 1 5 3 4 3 3655 2 2 3 3 2 13 1 4 3 4 3 3736 2 2 3 3 2 13 1 5 3 4 3 3696 2 2 3 3 2 13 1 5 3 4 3 3641 2 2 3 3 2 13 1 5 3 4 3 3

Таблица 6.Цифровой профиль по изученным 23 изолятам из ВКО.

ID 2 4 10 16 20 23 24 26 27 31 39 40745 2 2 3 3 2 13 1 5 3 4 3 3698 2 2 3 3 2 13 1 5 3 4 3 3767 2 2 3 3 2 13 1 5 3 4 3 3762 2 2 3 3 2 13 1 5 3 4 3 3760 2 2 3 1 2 13 1 5 3 3 3 4754 2 2 3 3 1 13 1 5 3 4 3 3673 2 2 3 3 2 13 1 5 3 4 3 3755 1 2 4 3 2 13 1 4 3 3 3 3765 2 2 3 3 2 13 1 5 3 4 3 3741 2 2 3 3 1 13 1 5 3 4 3 3718 2 2 3 3 2 13 1 5 3 4 3 3704 2 2 3 3 2 13 1 5 3 4 3 3768 2 2 3 2 2 13 1 7 3 4 3 3675 2 2 3 3 2 13 1 5 3 4 3 3742 2 2 3 3 1 13 1 5 3 4 3 3680 2 2 3 3 2 13 1 5 3 4 3 3757 2 2 3 3 2 13 1 5 3 4 3 3672 2 2 3 3 2 13 1 2 3 4 3 3693 2 2 3 3 2 13 1 5 3 4 3 3763 2 2 3 3 2 13 1 5 3 4 3 3749 2 2 3 3 2 13 1 7 3 4 3 3751 2 2 3 2 2 13 1 4 3 3 3 4689 2 2 3 3 2 13 1 5 3 4 3 3

Рис.3. Дендрограмма, иллюстрирующая степень сродства 40 исследованных штаммов M.tuberculosis.

Результаты: из 40 выявленных MIRU-профилей 8 оказались уникальными, а остальные 32 образовали 3 кластера, включающие от 2 до 23 изолятов. Первый кластер состоит из 7 изолятов: 1193, 232, 652, 721, 741, 742, 754 и имеет следующий цифровой профиль: 2 2 3 3 3 1 13 1 5 3 4 3. Второй кластер значительно больше и включает 23 изолята, а именно: 158, 1668, 1917, 2326, 2420, 5150, 641, 673, 675, 680, 689, 693, 696, 698, 704, 718, 736, 745, 757, 762, 763, 765 и 767, которые имеют цифровой профиль 2 2 3 3 3 2 13 1 5 3 4 3. Третий же кластер состоит всего из двух изолятов: 2814 и 749 с цифровым профилем: 2 2 3 3 3 2 13 1 7 3 4 3. Уникальными оказались следующие: 2382, 655, 672, 768, 751, 760, 649 и 755.

ВЫВОД:

Проведен анализ числа тандемных повторов в 12-ти локусах генома клинических изолятов по методике, признанной стандартом молекулярно-генетического типирования M.tuberculosis, предложенной P.Supply и коллегами. Все полученные результаты анализировались и сравнивались с базой данных www . miru - vntrplus . org . Наиболее полиморфными для данной выборки оказался локус MIRU 20, индекс его полиморфизма равняется 0,3.

По результатам сполиготипирования 85% штаммов, циркулирующих на территории Республики Казахстан принадлежат семейству Beijing, который демонстрирует повышенную лекарственную устойчивость.

На основании полученных MIRU профилей определены 3 генотипа, 8 штаммов имеют уникальный профиль, остальные объединены в 3 кластера, включающие от 2 до 23 изолятов.

С помощью метода MIRU-VNTR-анализа впервые получена информация о молекулярно-генетическом разнообразии клиничеких штаммов M.tuberculosis, что дало возможность определить клинико-эпидемиологическое значение тех или иных штаммов, циркулирующих на территории Республики Казахстан.

Список литературы:1. Медицинская микробиология / Гл.ред. В.И.Покровский, О.К.Поздеев - М.: ГЭОТАР МЕДИЦИНА, 1999. - 1200с.2. Murray J. F. A Century of Tuberculosis// Am.J.Respir.Crit.Care Med. - 2004. - Vol.169. - P. 1181-11863. Определитель бактерий Берджи/Гл.ред.Дж.Хоулт, Н.Криг,П.Снит. - М: Мир, 1997.-317с.4. Tortoli E. The new mycobacteria: an update // FEMS Immunol Med Microbiol. - 2006. - Vol.48. - P. 159-1785. Туберкулез. Руководство для врачей/Ред. А.Г.Хоменко. М: Медицина, 1996. - 496с.

УДК: 576.3.312:14

РНҚ ИНТЕРФЕРЕНЦИЯСЫНЫҢ ӨСІМДІКТЕРДЕГІ ВИРУСТАРМЕН СУПРЕССИЯЛАНУЫНЫҢ БИОХИМИЯЛЫҚ МЕХАНИЗМДЕРІ.

Омаров Р.Т, Мырзабаева М.Т, Абдираимова А.Ж, Молдакимова Н.ЖЛ.Н.Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті

Қазақстан Республикасы, Астана қаласы

Эукариоттарда ген экспрессиясының регуляциясында маңызды биологиялық рөлді РНК интерференция молекулалық үрдісі атқарады (RNA interference (RNAi)). RNAi бұрыннан өсімдіктерде геннің пост транскрипциондық тыныштығы (post-transcriptional gene silencing(PTGS)) деген атпен белгілі және ол тірі ағзалардағы ген экспрессиясының реттелуінде негізгі рөлді ойнайтын молекулалық механизм болып табылады. RNAi жоғары өсімдіктерде табиғи молекулалық тұрақтылық негізі. Сонымен қатар ол вирусты таңдаулы түрде анықтап, оның кезекті деградацияға ұшырауын қамтамасыз етеді.

RNAi-дың бастапқы механизмі, ұзын қос тізбекті РНК молекуласының (dsRNA) синтезі болып табылады (1). Келесі RNAi-дың функционалды қадамы Dicer (Dicer-like DCL) -(РНКаза III тобының мүшелері) ферментінің әсері. Ол өз кезегінде өзіне қысқа РНК молекуласын интерференциялайтын (short interfering RNAs(siRNAs)) және микро РНҚ-ның (microRNAs) 3' жабысқақ ұшы 20-30 нуклеотидтің) әрекетін катализдейді (2). Бұл шағын РНК молекулалары вирустық РНК-ның ұзын репликативті формаларының, және де трансген мен транспозондардың, энзиматикалық гидролиз нәтижесінде түзілуі мүмкін (3). Өсімдіктің вирусы жағдайында, siRNAs тікелей вирустық геномнан түзілуі мүмкін, бірақ соңғы дәлелдеулер, сонымен қатар, РНК тәуелді РНК полимеразаның (RNA dependent RNA polymerases) қатыматынын анықтады.

Өсімдіктерде жүргізілген соңғы зерттеулерде көрсетілгендей, siRNAs-ның ферменттік метилденуі бұл молекулалық олигоурдилация үрдісінен оның келесі деградациялануына дейінгі оның тұрақтылығын сақтауда негізгі рөль атқарады (4). siRNAs-тың метилденуі 3' ұшында болады және бұл ферментативтік модификация метил трансферазамен HUA ENHANCER1 (HEN1) катализденеді (5,6).

Келесі кезекте RNAi, қос тізбекті siRNAs молекулалары ажырайды және тізбектің біреуі көп компонентті эффекторлы комплекске орналасады (RNA-induced silencing complex (RISC)). Ерекше транскриптің оның кезекті ферментативті гидролизі немесе трансляциондық репрессияның комплементарлы нуклеотидтер тізбегін табу үшін siRNA RISC –ке қосылып «іздеуші матрица» қызметін атқарады (3). siRNA нуклеотиді мен

берілген РНК арасындағы комплементарлы қосылу қажетті мақсатты табуда тиімділікпен қамтамасыз етеді. Тәжірибелік мәліметтер, siRNAs және Argonaute(AGO) туқымдасының ақуыздары RISC–ң универсальді компоненттері болып табылатынын айтуға болатынын көрсетіп отыр (7). AGO ақуыздары ерекше консерванты PAZ және PIWI деп аталатын доменнің болуымен сипатталады (8). Құрылымдық зерттеулер, домен PAZ AGO –да тікелей siRNA –мен өзара әрекеттесетінін дәлелдеді (9). Бұған қоса PAZ домен siRNAs – тің 3' ұшымен өзара әрекеттесетіні де белгілі болды. Домен PIWI AGO ақуызында негізгі каталитикалық орталық болып табылады, өйткені ол эндонуклеаздық белсенділікке ие (7).

RNAi әрекетіне қарсы жауап ретінде вирустар өсімдіктердің иммундық тұрақтылығының молекулалық механизміне қарсы ерекше стратегия тапты. RNAi-ға қарсы ең тиімді және қолданбалы контрмера болып молекулалық –иммундық механизмінің вирустық супрессиясы болып табылады. Мысалы, көптеген вирустар RNAi-ды тиімді тоқтатып қоя алатын ерекше ақуыз супрессорларды кодтайды (viral supressors of RNAi(VSR)). Өсімдіктердің қорғаныс жүйесіне қарсы тұру үшін вирустық VSR экспрессиясы себепті болжамдар қозғауда. Ол болжамдар RNAi-дың бастапқы қызметі өсімдіктердегі патогенге қарсы тұру болып табылады (10).

Қазіргі көптеген вирустық ақуыздар VSR деген атпен белгілі, себебі олар бастапқыдан патогендік немесе вируленттіктің факторы ретінде белгілі болды, өйткені олардың экспрессиясы вирустық аурудың түзілуімен белгілер амплитудасын анықтайды (11). Көбіне бұл ақуыздардың экспрессиясы вирустық репликациялардың негіздеуші факторы емес. Бірақ вирустық супрессорлар тиімді аккумуляция және инфекция барысында вирустардың таралуы үшін қажет (12). Қазіргі кезде супрессорлық белсенділікке ие көптеген вирустық ақуыздар табылды. Бірақ олардың жұмысының биохимиялық механизмі әдебиеттерде жақын арада пайда болды. Соңғы молекулалық, биохимиялық және құрылымдық әр түрлі VSR зерттеулер RNAi супрессиясының механизмін толық қарауға мүмкіндік берді. Барлық вирустық супрессорлардың ортақ қасиеті болып RNAi-дың әр түрлі кезеңінде оның қорғаныштық жүйесіне қарсы әсер ету болып табылады. Бұл қарсылық әрекеті вирус пен өсімдік арасында күрделі және қиын «эволюциялық күрестің» интенсивті мысалы бола алады (13). Вирустық супрессор мен өсімдіктердің RNAi механизмі арасындағы коэволюция, сонымен қатар, өсімдіктің қорғаныс жүйесіне вирустың бейімделуінің қиныдылығын дәлелдеп отыр.

Қазіргі шолудың мақсаты молекулалық және биохимиялық RNAi супрессиясының өсімдік вирустарымен байланысын жаңа ғылыми мәліметтерді негізге ала отырып, жалпылау болып табылады.

RNAi вирустық супрессорларының биохимиялық қасиеттеріPotyvirus HC-Pro

Potyviridae тұқымдасының вирусы HC-Pro (helper component-proteinase) супрессорын кодтайды, ол вирустағы мультифункционалды ақуыздың классикалық мысалы. Ол осы вирус тұқымдасының инфицирленген ағзада жүйелі таралуына жауапты. HC-Pro қатысатын көптеген биологиялық үрдістер: вирустық репликация, вирустық полиақуыздық жүйелі және жасуша аралық қозғалысы мен ақуыздың еруі (14). Сонымен қатар, HC-Pro негізгі биологиялық қызметі болып RNAi супрессиясына қатысуы болып табылады. HC-Pro RNAi супрессиясына қатысатыны туралы алғашқы зерттеулер (P1/HC-Pro сиквенсті кодтайтын) Tobacco etch virus (TEV) геномының 5' –ұшы сегментін экспрессиялайтын трансгенді өсімдіктерде басқа вирустармен жұқтырғанда аурудың белгілерінің жоғарылауынан байқалды (15). Келесі тәуелсіз зерттеулер ақуыздың инфицирленген өсімдіктерде RNAi супрессиясының негізгі факторы екендігін көрсетті (15). Келесі вирустық мутациондық анализі, HC-Pro орталық аймағы ақуыздың супрессорлық әрекеті үшін қажет екенін көрсетті, осы уақытта бұл функция үшін оның N –ұшы міндетті емес (16). Маңыздысы, HC-Pro өсімдіктерде RNAi эндогендік супрессоры болып табылатынын rgsCaM ақуызымен өзара әсерлесетіндігі (16).

HC-Pro биохимиялық зерттеулері, оның димерлер мен мультимерлерді қалыптастыру қабілеті RNAi супрессор ретінде функциясына критикалық екендігін көрсетті (15). Сонымен қатар, HC-Pro супрессордың функциясы siRNA тұрақтылығының төмендеуімен байланысты болуы мүмкін, себебі ақуыздың трансгендік экспресссиясы 5' –ұшының siRNAs 21 нт вирустың модификациясының төмендеуіне әкеледі (17). Және де HC-Pro mi/siRNA функционалды метилденуі (17) мен ds siRNA байланысуына кедергі жасайды (33). Жақындағы зерттеулер, FRNK аймағының қызметтік рөлін тапты, яғни HC-Pro құрылымында ақуызбен siRNA байланысуы. Және де бұл қызмет miRNAs селективті байланысуы мен вирустық аурудың белгілерінің амплитуда деңгейімен байланысы белгілі болды (16).

Cucumovirus 2bHC-Pro секілді, Cucumovirus тұқымдасымен кодталатын ақуыз 2b RNAi

супрессорның алғашқы табылғандардың бірі. GFP трансгенімен тәжірибелерде 2b экспрессиясы RNAi қарсы әсер ететіні көрсетілді (17). Кейінгі, темекінің суспензиялық жасушамен және бүтін өсімдіктермен жүргізілген зерттеулер 2b құрылымында ядро жасушасында ақуыздың орналасуына жауапты ядролық сигнал локализациясына(nuclear localization signal (NLS) бай аргининді тапты. NLS мутация ақуыздың супрессорлық белсенділігін төмендетіп,супрессор функциясын іске асыру үшін 2b ядролық локализациясының қажеттілігін көрсетеді (18). Кейінгі зерттеулер, 2b RNAi жасушаның сигналының жасушааралық таралуын ұстайтын s және ядрода ДНК метильдену үрдісін ингибирлейтінін дәлелдеді (18). Қызықтысы, 2b салицил қышқылының көмегімен өсімдіктердің вирусқа төзу механизмін тоқтатуға болатыны анықталды. Бірақ, бұл жағдайдың ақуыздың супрессорлық функциясына қандай қатысы бар екені әзір белгісіз (19).

Соңғы зерттеулер siRNAs типінің 2b экспрессия генерациясы DCL4, DCL2, DCL3 ферментерімен катализденетін 21, 22 және 24 нт жиналуын төмендетеді (ә3).

Соңғы зерттеулер, басқа көптеген белгілі вирустардың супрессорларға қарағанда, 2b тікелей AGO1 in vitro және in vivo жағдайында RISC комплексінің каталитикалық орталығы болып табылатын өзара әсерлесетінін дәлелдеді (20). Сонымен қатар, 2b мен AGO1 арасында өзара әсерлесу РНК-ның нуклеаздық комплекстің ферментативті гидролизінің ерекше ингибирленуіне алып келеді.

Вирустық супрессорларға қатысты соңғы жаңа молекулалық және биохимиялық зерттеулер RNAi супрессиясының вирустық стратегиясы туралы біздің білімімізді кеңейтуге септігін тигізді. Вирустық супрессорлар RNAi –мен әр түрлі кезеңінде бұл қорғаныс жүйесімен күресуге қажет кең спектрлі биохимиялық қасиеттерге ие.

Вирустық супрессорлардың келесі толық молекулалық, биохимиялық және құрылымдық зерттеулер ағзаның қорғаныш жүйесі мен вирус арасында молекулалық қарым –қатынас механизмін толық зерттеу үшін қажет. Уақыт өткен сайын вирустық патогенге төзімді өсімдіктерді шығарудың тиімді жолын табу үшін бұл саладағы зерттеулердің маңызы өте зор.

Қолданылған әдебиеттер:1. Fire, A., Xu, S., Montgomery, M. K., Kostas, S. A., Driver, S. E., and Mello, C. C. (1998)

Potent and specific genetic interference by double-stranded RNA in Caenorhabditis elegans. Nature 391, 806-811.

2. Deleris, A., Gallego-Bartolome, J., Bao, J., Kasschau, K. D., Carrington, J. C., and Voinnet, O. (2006) Hierarchical action and inhibition of plant Dicer-like proteins in antiviral defense. Science 313, 68-71.

3. Ding, S. W., and Voinnet, O. (2007) Antiviral immunity directed by small RNAs. Cell 130, 413-426.

4. Diaz-Pendon, J. A., and Ding, S. W. (2008) Direct and indirect roles of viral suppressors of

RNA silencing in pa thogenesis. Annu. Rev. Phytopathol. 46, 303-326.5. Moissiard, G., Parizotto, E. A., Himber, C., and Voinnet, O. (2007) Transitivity in

Arabidopsis can be primed, requires the redundant action of the antiviral Dicer-like 4 and Dicer-like 2, and is compromised by viral-encoded suppressor proteins. RNA 13, 1268-1278.

6. Vaistij, F. E., and Jones, L. (2009) Compromised virus-induced gene silencing in RDR6-deficient plants. Plant Physiol. 149, 1399-1407.

7. Li, J., Yang, Z., Yu, B., Liu, J., and Chen, X. (2005) Methylation protects miRNAs and siRNAs from a 3'-end uridylation activity in Arabidopsis. Curr. Biol. 15, 1501-1507.

8. Park, W., Li, J., Song, R., Messing, J., and Chen, X. (2002) CARPEL FACTORY, a Dicer homolog, and HEN1, a novel protein, act in microRNA metabolism in Arabidopsis thaliana. Curr. Biol. 12, 1484-1495.

9. Yang, Z., Vilkaitis, G., Yu, B., Klimasauskas, S., and Chen, X. (2007) Approaches for studying microRNA and small interfering RNA methylation in vitro and in vivo. Methods Enzymol. 427, 139-154.

10. Rand, T. A., Ginalski, K., Grishin, N. V., and Wang, X. (2004) Biochemical identification of Argonaute 2 as the sole protein required for RNA-induced silencing complex activity. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 101, 14385-14389.

11. Cerutti, L., Mian, N., and Bateman, A. (2000) Domains in gene silencing and cell differentiation proteins: the novel PAZ domain and redefinition of the Piwi domain. Trends Biochem. Sci. 25, 481-482.

12. Song, J. J., Liu, J., Tolia, N. H., Schneiderman, J., Smith, S. K., Martienssen, R. A., et al. (2003) The crystal structure of the Argonaute2 PAZ domain reveals an RNA binding motif in RNAi effector complexes. Nat. Struct. Biol. 10, 1026-1032.

13. Song, J. J., Smith, S. K., Hannon, G. J., and Joshua-Tor, L. (2004) Crystal structure of Argonaute and its implications for RISC slicer activity. Science 305, 1434-1437.

14. Li, F., and Ding, S. W. (2006) Virus counterdefense: diverse strategies for evading the RNA-silencing immunity. Annu. Rev. Microbiol. 60, 503-531.

15. Brigneti, G., Voinnet, O., Li, W. X., Ji, L. H., Ding, S. W., and Baulcombe, D. C. (1998) Viral pathogenicity determinants are suppressors of transgene silencing in Nicotiana benthamiana. EMBO J. 17, 6739-6746.

16. Scholthof, H. B. (2005) Plant virus transport: motions of functional equivalence. Trends Plant Sci. 10, 376-382.

17. Scholthof, H. B. (2007) Heterologous expression of viral RNA interference suppressors: RISC management. Plant Physiol. 145, 1110-1117.

18. Cronin, S., Verchot, J., Haldeman-Cahill, R., Schaad, M. C., and Carrington, J. C. (1995) Long-distance movement factor: a transport function of the potyvirus helper component proteinase. Plant Cell 7, 549-559.

Секция «Биотехнология»

УДК 616:616.94

О НЕКОТОРЫХ АСПЕКТАХВЛИЯНИЯ НИТРОЗОДИМЕТИЛАМИНА НА ОРГАНИЗМЫ

Б.М. Айкешев, Г.Е. Саспугаева, Р.Р.Бейсенова, М.К.Сапарбаев, М.Р.Хантурин, Евразийский Национальный Университет им. Л.Н.Гумилева

г. Астана, Казахстан, aikeshev @ gmail . com

Данные микроядерных тестов в экспериментах на лабораторных крысах, на яйцах курицы показали генотоксичность нитрозодиметиламина [1,2,3].

По результатам наших экспериментов методом микроядерного тестирования было определено, что при хронической интоксикации частота появления микроядер выше, чем при острой интоксикации. Во второй группе животных (хроническая интоксикация НДМА) этот показатель составлял 4,5±0,1 (p<0,001), в третьей группе 3,9±0,1 (p<0,001), а в первой группе 2,9±0,07 (рисунок 10).

Рисунок 1 - Уровень микроядер при интоксикации нитрозодиметиламином.

Таким образом, результаты наших экспериментов показали, что НДМА обладает значительным мутагенным эффектом, образование микроядер свидетельствует о двухцепочечном разрыве молекумы ДНК.

Чтобы проверить механизм воздействия НДМА на геном нами была предпринята попытка прямого воздействия на ДНК. В эксперименте использовалась бактериальная ДНК- плазмиды, которые непосредственно обрабатывались НДМА. К 5 мкг плазмиды добавлялось 1,35 мМ, 6,75 мМ и 0,675 мМ НДМА соответственно, также учитывался контроль. Данные электрофореза показали отсутствие изменений в бактериальной ДНК (Рисунок 2).

Рисунок 2. Данные электрофореза. На пластинке видно одинаковое расположение необработанных и обработанных НДМА плазмид, что говорит об отсутствии непосредственного эффекта влияния данного мутагена на ДНК.

Рисунок 3. В микробиологическом Хgal тесте проросли только колонии сине- зеленого цвета, что говорит об отсутствии модифицирующего действия нитрозодиметиламина на плазмиду.

Культуры трансформированных бактерий, генетический материал которых непосредственно подвергался влиянию НДМА, также не показали мутагенной активности нитрозодиметиламина в Xgal тесте (выращивание трансформированных бактерий на среде с Xgal (5-бром-4-хлор-3-индолил-бета-D-галактопиронозид) (Рисунок 3).

Итак, при интоксикации нитрозодиметиламином уровень появления микроядер в

периферической крови повышался и при хронической, и при острой форме интоксикации, что свидетельствует о воздействии данного токсиканта на генетический аппарат, а в плазмидной ДНК при прямом воздействии на нее НДМА изменений не наблюдалось. По видимому, на уровне организма происходит опосредованное влияние НДМА на геном, посредством образования промежуточных метаболитов, например - продуктов свободнорадикального окисления.

Литература:

1. Бейсенова Р. Р., Позднякова Е.В., Хантурин М.Р.Влияние нитрозодиметиламина на некоторые гематологические и цитогенетические показатели крови, Медицина и экология, 2004, №1(30), С.80-83.

2. Бейсенова Р.Р., Хантурин М.Р. Воздействие производных гидразина и препарата «Салсоколлин» на систему крови, Материалы Международной научно-практической конференции «Современные проблемы экологической физиологии», Алматы, 2008. - С. 38-39.

3. Wolf T, Niehaus-Rolf C, Luepke NP. Investigating genotoxic and hematotoxic effects of N-nitrosodimethylamine, N-nitrosodiethylamine and N-nitrosodiethanolamine in the hen's egg-micronucleus test (HET-MN) // Food Chem Toxicol. – 2003 Apr. – 41(4). – P. 61-73.

УДК 581.1.035:634.11

БИОТЕХНОЛОГИЯ КЛОНАЛЬНОГО МИКРОРАЗМНОЖЕНИЯ ЖАСМИНА

Аубакирова Л.С.Евразийский Национальный Университет им. Л.Н. Гумилева

Казахстан, г. Астана, lyutsiya_market@mail.ru

Актуальными проблемами современной биотехнологии является с одной стороны, поиск новых продуцентов биологически ценных веществ, а с другой – изучение возможности биосинтеза биохимических составляющих клетки. Наиболее перспективными объектами для промышленного культивирования являются растительные клетки.

Jasminum (Oleaceae) – семейство маслинные, листопадные и вечнозелёные кустарники, одревесневающие лианы с очень ароматными цветками; представители рода распространены в тропиках и субтропиках Африки, Азии и Америки; в комнатной культуре обычно встречаются Жасмин многоцветковый (Jasminum polyanthum), Жасмин самбак (Jasminum sambac), Жасмин азорский (Jasminum azoricum), Жасмин низкий (Jasminum humile), Жасмин пахучий (Jasminum odoratissimum), Жасмин лекарственный (Jasminum officinale)

В связи с этим изучение особенностей культивирования изолированных тканей жасмина в условиях in vitro и усовершенствование технологии клонального микроразмножения с использованием различных первичных эксплантов на сегодняшний день является весьма перспективным направлением исследований.

Объектом исследования служили экспланты различных органов жасмина (вегетативные и одревесневшие побеги, пазушные и верхушечные почки). С кроны взрослого кустарника жасмина срезали однолетние побеги, содержащие спящие верхушечные и пазушные почки длиной около 15-20 см., которые помещали в сосуды с водой и выдерживали при комнатной температуре до стадии появления зеленого конуса.

После чего сформировавшиеся побеги использовали для введения их в культуру in vitro. Срезанные побеги в стадии зеленого конуса протирали 96% спиртом, делили на сегменты (1-1,2 см), помещали в марлевые мешочки, которые погружали в насыщенный раствор гипохлорита натрия или в 3% раствор хлорамина. Экспозиция выдерживания в растворе составила 30-45 минут. Далее простерилизованные сегменты трижды промывали стерильной дистиллированной водой, с которых в дальнейшем в асептических условиях удаляли кору и помещали горизонтально на питательную среду Мурасиге и Скуг с добавлением БАП (6-бензиламинопурин) 0,5 мг/л и 2,4-Д (2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота) 0,05-0,3 мг/л или БАП 0,5 мг/л и НУК (α-нафтилуксусная кислота) 2,0 мг/л.

Сегменты инкубировали в термостате при температуре 26° С в условиях темноты в течение 3-4 недель до образования каллусной ткани, после чего переносили на среду для регенерации растений (минеральные соли по МС, БАП - 1,0 мг/л). Культивирование осуществляли в условиях температурного режима 24-26° С при 16-ти часовом фотопериоде (16 часов день + 8 часов ночь). При этом интенсивность освещения составила 3-6 тыс. люкс.

Исследования показали, что при культивировании эксплантов in vitro в течение 3-4 недель на питательной среде МС, содержащей ауксины и цитокинины наблюдается формирование неорганизованно растущей каллусной ткани, состоящей из отдельных участков каллусной массы клеток. При переносе сформировавшейся каллусной ткани в условия светового дня и на среду для регенерации наблюдали образование темно-зеленых участков, из которых в дальнейшем дифференцировались меристематические очаги, дающие начало развитию растениям-регенерантам. Повторное пассирование морфогенной каллусной ткани на среде для регенерации способствовало элонгации и формированию 6-8 побегов на один эксплант.

Сформированные побеги размножали методом активации развития в растении меристем, основанный на снятии апикального доминирования – микрочеренкованием. При этом микропобеги делили на сегменты, содержащие две пазушные почки и культивировали на безгормональной питательной среде с половинным содержанием в ее составе макросолей по прописи WРM или среде Мурасиге и Скуга. В таких условиях культивирования наблюдали активный рост пазушных почек и формирование побегов, характеризующихся нормальной морфологией.

По мере роста микропобегов и достижения ими 3 см в высоту их отделяли от экспланта и помещали на безгормональную питательную среду МС, содержащую половинную норму макросолей.

Таким образом, в результате многоплановых экспериментов нами были оптимизированы условия культивирования жасмина в условиях in vitro и разработана технология клонального микроразмножения данной культуры как через каллусную ткань, так и за счет активации развития пазушных почек.

УДК: 591.5:575.113.004.4

КРИОКОНСЕРВАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ СОХРАНЕНИЯ РЕДКИХ И ИСЧЕЗАЮЩИХ ВИДОВ ЖИВОТНЫХ.

А. Бапсанова, Научный руководитель - Омаров Р.Т.Евразийский Национальный Университет им. Л.Н. Гумилева

Вымирание угрожает сейчас многим видам животных. Сколько из них доживет до наших потомков из XXII века, зависит от наших продуманных действий. Мы не вправе пренебрегать ни одной возможностью, которая бы давала шанс если не выжить, то хотя бы сохранить генетическое «наследство» вида для его последующего восстановления.

Сохранение генетических ресурсов редких видов может осуществляться посредством:- поддержания популяций в природе на охраняемой территории;- создания искусственных популяций в зоопарках и питомниках;- организации банков генетической информации, то есть записи информации о генетической структуре вида (последовательности нуклеотидов в ДНК, генов в хромосомах, числе хромосом и т.п.);- криоконсервации репродуктивных органов, гамет, эмбрионов, клеточных культур соматических, половых, тотипотентных эмбриональных клеток (криобанки).

Уместно напомнить, что еще до середины – конца 70-х годов ХХ века МСОП, организация в принципе сравнительно консервативная, негативно относился к идее разведения редких видов в неволе как средство их сохранения. Поэтому научная общественность обратила свои взоры на такое перспективное направление, как криоконсервация (глубокое замораживание генетического материала).

Все подходы к сохранению генетических ресурсов редких видов предполагают:а) собственно сохранение; б) активное использование; в) в перспективе, восстановление самоподдерживающихся природных популяций на основе сохраненного генофонда.

Долговременное сохранение генетического разнообразия животных и растительных ресурсов одна из основных задач общества. Различают in situ (в национальных парках, заповедниках) и ex situ (в зоопарках, криобанках) программы консервации. В общем случае in situ консервация предпочтительнее как механизм сохранения генетических ресурсов. Для того чтобы вид был удачно сохранен, он должен развиваться и приспосабливаться в меняющейся окружающей среде. Однако ex situ консервация является важным механизмом, чтобы избежать необратимых потерь видов и генов, для воссоздания вида, для страхования наших ресурсов от санитарных катастроф, для поддержания разведения в малых популяциях и для сохранения генетического разнообразия (генов, свойств, видов) в селекционных программах. Ex situ консервация может быть проведена посредством сохранения в живом виде (например, зоопарки) и путем криоконсервации (в жидком азоте).

Во многих странах западной Европы уже созданы национальные банки по сохранению биоразнообразия животных. У нас же в республике работы по сохранению биоразнообразия ведутся только посредством попытки сохранения популяций редких видов животных в дикой природе. Однако не стоит пренебрегать возможностью сохранения их генетического материала. В связи с этим возникает необходимость научно обоснованного расчета норм сохранения тех или иных видов животных и типов биологического материала.

Создание генетических криобанков – вполне реальная задача. Она решает проблему сохранения генофонда на первом (низшем – клеточном) уровне организации жизни и роль ее в системе мер, направленных на сохранение редких видов, сохранения генетических ресурсов Земли нельзя недооценить. За ним – будущее!

УДК: 577.175.14

ЖАҢА БИОРЕТТЕГІШ БИДАЙ ФУЗИКОКЦИНІНІҢ ӘСЕР ЕТУ ҚАСИЕТТЕРІН ЗЕРТТЕУ

Казахский национальный университет им. аль-Фараби,г. Алматы, Республика Казахстан;

Ж.М. Басыгараев

Қазақстанда күннен-күнге экологиялық жағдай күрделеніп бара жатыр. Оның негізгі себебі антропогендік әсерлердің көбеюі. Мысалы: Арал аймағының құрғақтануы, сонымен қатар өзендер мен суларды сапасыз пайдалануы, Қазақстан жерінде шөлейттену мен тұздану процестерінің өтуі. Сол себептен Қазақстандағы экологиялық жағдайларды жұмсарту және өңдеу үшін, экологиялық проблемалардың алдын-алу мақсатының ең өзекті мәселесінің біреуі - Қазақстанның территориясын көгалдандыру және ормандатуды қарастыру керек. Бұл мәселені шешу үшін ең алғаш рет президентіміз Н.Ә. Назарбаев ұсыныс жасап «Жасыл – ел» бағдарламасын жариялады. «Жасыл – ел» бағдарламасын нақты және уақытында орындау үшін және түрлі ағаш өсімдіктерді көбейту үшін жаңа технологияларды енгізу қажеттігі сөзсіз. Көпжылдық өсімдіктерді ұрықпен көбейтуге қарағанда вегетативті жолмен көбейтудің көп тиімділігі бар. Ұрықтан алынған өсімдіктердің әлсіздеу болуына байланысты шығыны көп, ал вегетативті жолмен көбейтілген өсімдіктердің өмір сүру деңгейі әлдеқайда жоғары және екі-үш жыл бұрын жемісін беріп, пайдалануға дайын болады. Олардың бір тиімділігін ерекше айтуға болады. Вегетативті әдіспен алынған өсімдік, егер ол нақты бір климатқа және экологиялық жағдайға бейімделген болса, одан дәл сондай өсімдіктер алынады. Ал ұрықтан алынған өсімдіктер климаттық жағдайға қиын бейімделеді. Демек, бір көпжылдық өсімдіктен жүз емес, мыңдаған осы табиғатқа бейімделген өсімдіктерді вегетативті жолмен көбейтіп алуға болады. Қазақстанда вегетативті көбейтуді кең пайдалануға кедергі болып тұрған жағдай - осы технологияда биореттегіш ретінде ауксиндердің ғана қолданылуы. Ауксиндер шөл даладағы өсетін ұзын тамырлы өсімдіктерді вегетативті көбейтуге жарамайды, ол тек қана қосымша тамырлары бар өсімдіктерді тамырландыруда қолданылады. Екіншіден барлық реттегіштер шетелден сатып алынады, оған қазынаның көп қаражаты жұмсалынады. Осы себептен Қазақстанның экологиялық жағдайын қалпына келтіре алатын, ауксинге жатпайтын жаңа биореттегішті енгізу керектігі сөзсіз. Екінші өзекті экологиялық мәселенің бірі өсімдіктердің стресстік жағдайға төзімділігін арттыратын жаңа технологияларды енгізу. Қазақстанның климаты мен экологиясының қаталдығы өсімдіктерге көп стрестік жағдайды туғызады. Олар топырақтың тұздануы, су тапшылығы және құрғақшылық. Сондықтан өсімдіктің әртүрлі стрестік жағдайларға төзімділігін (толеранттылық қасиетін) арттыратын жаңа әдістердің болашағы зор. Сол себептен біздің жұмысымыздың тағы бір мақсаты біздің жаңа биореттегіштің өсімдіктердің стресс жағдайына төзімділік қабілетіне әсерін анықтау. Біздің жұмысымыздың іргетасын қалайтын зерттеу жұмысы М.А.Айтхожин атындағы молекулалық биология және биохимия институтының ферменттердің құрылымы мен реттелуі лабораториясының ғалымдары алғаш рет бидайдың өнген дәнінен жаңа биореттегішті тапқан. Бірақ осы аталған ғалымдардың әдісі бойынша реттегішті өте аз мөлшерде алуға болады. Бұл әдіспен тазартылған биореттегіш тек қана аз мөлшерде ғана тәжірибеге жететіндей болған. Экологиялық және егіншілік кең алқаптарға жететін препаратты бұндай әдіспен алу мүмкін емес. Осыған байланысты жұмыстың бірінші міндеті жаңа инновациялық технологияны қолдану арқылы биореттегішті препаративті көлемде тазарту болып табылады. Көп мөлшерде биореттегіш тазартып алу үшін жаңа нанотехнологиялық әдісті пайдаландық. Қазақстандағы қатал экологиялық жағдайларды жұмсарту үшін, экологиялық проблемалардың алдын-алу үшін ең өзекті мәселелердің бірі - Қазақстанның территориясын көгалдандыру. Осы себептен өсімдіктерді вегетативті

көбейтуде жаңа технологияны дамытудың қажеттілігі сөзсіз. Ол үшін біз шөл далада өсетін жыңғылдың және тау бөктерінде өсетін ұшқаттың қалемшелерін кесіп, оларды 50 нг/мл БФ бар ерітіндіге 1 тәулікке малып қойдық. Содан кейін қалемшелерді бір күн бұрын алдын-ала қайнатылып, суытылған суы бар ыдысқа салып, оны 4-5 күн сайын ауыстырып отырып, 1 ай мерзімде тексердік. Бір ай мерзімінде қалемшелердің тамырланғанын және жапырақтарының өскенін байқадық. Cонымен қатар таржапырақты жиде және сары акация өсімдіктерін таңдадық. Таржапырақты жиденің тамырындағы түйнекті микроорганизмдер топырақтағы минералдық азоттың мөлшерін көбейтеді. Бұл өсімдіктердің Қазақстан жағдайына пайдасы өте зор. Ерекше көңіл аударатын жағдай, біздің биореттегіш тек қана тамырландыруды ғана емес, жапырақтардың өсуінде реттей алады.

Қорыта айтқанда бидай фузикокцині қалемшелердің тамырлары мен жапырақтарын өсіргізе алады. Яғни, тазартылып алынған қалемшелерден көшетті алу үшін бидай фузикокцинін қолданудың тиімділігі өте жоғары екендігі сөзсіз.

УДК 581. 1. 035:633.11

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ТЕХНОЛОГИИ КЛОНАЛЬНОГО МИКРОРАЗМНОЖЕНИЯ РАСТЕНИЙ.

Руководитель-Турпанова Р.М., Подготовила студентка гр. Бт-32 Бектемирова Р.С.

Евразийский Национальный Университет им. Л.Н. Гумилева, г. АстанаE-mail: Bektemirova _ rezeda @ mail . ru

В последнее время в нашем обиходе все чаще появляются такие слова как клон, клонирование. Вспомнить хотя бы известную на весь мир историю с овечкой Долли. Но клонирование стало не просто данью моде или новому образу жизни людей, а совершенно уникальным способом размножения XXI века. К счастью или, к сожалению, в мировом сообществе запрещено клонировать человека, зато клонирование растений никто не отменял, и всю пытливость ума исследователей клонирования можно сосредоточить именно на них.

Достижения научно-технического прогресса невозможны без внедрения принципиально новых биотехнологий в производство. Значительное место в разработке приоритетных направлений науки занимает метод культуры растительных клеток, тканей и органов. С помощью этого метода предоставляется возможность резко повысить морфогенетический потенциал растительного организма в интересах хозяйственной деятельности человека. Метод позволяет решить ряд практических проблем, таких как получение сортовых линий на основе сомаклональной изменчивости, гаплоидов и гомозиготных растений с применением мутагенов и стрессовых условий; массовое размножение и оздоровленние растений; получение биологически активных соединений и т. д. [1].

В области проблем, решаемых в растениеводстве с помощью метода культуры тканей, вегетативное микрокроклональное размножение растений наиболее подробно изучено и широко внедрено в производство. Во многих странах биоиндустрия микроклонального размножения поставлена на поточную промышленную основу и представлена десятками активно функционирующих предприятий.

Область применения микроразмножения довольно разнообразна и постоянно расширяется. Эта техника в первую очередь применяется для размножения взрослых древесных пород, особенно хвойных, которые очень плохо размножаются другими способами, и для сохранения редких и исчезающих видов ценных лекарственных

растений, которые имеются в наличии в одном экземпляре, также стерильные генотипы. Множественность, быстрота и высокий коэффициент размножения достигает 1 000 000 и позволяют в 2—З раза сократить сроки отбора и получения новых растений в селекционных исследованиях.

В настоящее время насчитывается более 200 видов древесных растений из 40 семейств, которые были размножены в лаборатории (каштан, дуб, береза, клен, осина, гибриды тополей с осиной, сосна, ель, секвойя и др.), а работы в этом направлении ведутся в научных учреждениях Москвы, Санкт-Петербурга, Воронежа, Уфы, Новосибирска, Архангельска, Киева, Одессы и др.[1].

В основе данной технологии лежит уникальная способность растительной клетки in vitro реализовывать присущую ей тотипотентность, т. е. под влиянием экзогенных воздействий давать начало целому растительному организму.

К микроклональному размножению можно отнести массовое бесполое размножение растений в условиях асептики, позволяющее исключить появление генетически измененных форм [2]. Успешному размножению растений in vitro на практике предшествовала работа по технике культивирования изолированного апекса побега. Морель одним из первых начал успешно культивировать апикальные меристемы многих видов растений (картофель, георгины, орхидеи, подсолнечник, гвоздика) [2,4]. Р.Г. Бутенко изучала физиологию изолированных верхушечных почек стеблей периллы, рудбекии, картофеля, сои [5].

Технология клонального микроразмножения, несомненно, имеет ряд преимуществ перед существующими традиционными способами размножения. Во-первых, все получаемые клоны – абсолютные генетические копии исходного «родительского» растения, освобожденные от вирусов. Во-вторых, от одного растения-донора возможно получить огромное количество потомков. В-третьих, растения быстрее развиваются и переходят к репродуктивной фазе, что имеет значение для селекции. Кроме того, в лабораториях такую работу можно проводить круглый год и значительно экономить посадочные площади. Важно, что процесс выращивания также возможно автоматизировать и внедрять в промышленных масштабах [6].

Выращивание в искусственных контролируемых условиях из меристематических тканей позволяет достигать элиминации вирусов и других патогенных микроорганизмов и получать здоровый посадочный материал. С помощью микроклонального размножения мы можем преодолевать период покоя растений и проводить размножение в контролируемых условиях в течение всего года. Это может способствовать увеличению производительности труда и повышению его рентабельности.

На эффективность микроклонального размножения влияет масса факторов различной природы. Это физиологические особенности вводимого в культуру растения, химические и физические условия культивирования. Наиболее важным моментом является выбор материнского растения и экспланта. Успех введения в культуру часто определяется эффективностью стерилизации. Состав питательной среды необходимо подбирать для каждого вида растения. Наиболее часто употребляются среды Мурасиге и Скуга, Шенка и Хильдебрандта, Нича, Гамборга и другие.

Принимая во внимание очевидные выгоды микроклонального размножения растений, многие предприятия заинтересованы в освоении этой технологии. Однако наибольшую трудность в организации биотехнологической лаборатории для микроклонирования представляет высокая стоимость не только оборудования и приборов, но, главное, необходимых реактивов для приготовления питательных сред. Помимо того, работа, проводимая в лаборатории, является одним из самых сложных этапов микроразмножения и требует участия опытных специалистов.

Подводя итог, можно смело утверждать, что клональное микроразмножение является новым перспективным способом вегетативного размножения растений, позволяющим получать генетически однородный, оздоровленный посадочный материал.

Трудно представить, что эта фантастическая технология, известная еще в прошлом веке, сегодня является основой функционирования десятков предприятий во многих странах мира. Например, во Франции 94 % всей продукции цветочных культур получают методом культуры изолированных тканей. В США около 100 коммерческих предприятий получают посадочный материал декоративных, овощных, полевых, плодовых и лесных культур методом клонального микроразмножения. Ведущим производителем оздоровленного посадочного материала цветочных растений является Голландия. Также в России во Всесоюзном научно-исследовательском институте виноделия и виноградарства «Магарач» методом микроклонирования получают из одного одноглазкового черенка 8 тыс. растений в течение четырех месяцев. В специализированных цветоводческих хозяйствах «Элита» получают посадочный материал гвоздики, хризантемы, антуриума Андре, розы, бегонии Элатиор и многих других.

В нашей стране тоже есть положительные сдвиги в этом направлении. На базе Кокшетауского лесного селекционного центра, расположенного в г. Щучинск Акмолинской области, создана лаборатория микроклонального размножения древесных растений, первые опыты по микроклонированию проводятся во взаимодействии с Биотехнологическим Центром Казахского Государственного Аграрного - технического Университета им. С. Сейфулина.

В соответствии с поручением Правительства РК от 03.12.2005г. к указанию Президента РК от 01.12.2005г. Акимом г. Астаны совместно с Министерством сельского хозяйства РК разработан План мероприятий, направленных на улучшение объемов посадки в г. Астане.

В настоящее время селекционный центр проводит работы по созданию высокопродуктивной лесосеменной базы в зоне деятельности: отбору плюсовых насаждений и деревьев, отводу и формированию постоянных и временных лесосеменных участков, лесосеменных плантаций, осуществляет мероприятия по прогнозу и учету урожая, сбору, переработке и хранению семян, выращиванию ценного посадочного материала аборигенных и интродуцированных пород, внедрению в семеноводство современных достижений науки.

Дальнейшее развитие работ по селекционному семеноводству связано с продолжением сортоиспытательных участков, размножением высокопродуктивных и декоративных сортов сосны, созданием клоновых и семейственных плантации повышенной генетической ценности и использовании сортовых семян для воспроизводства лесов и плантационного лесовыращивания.

Глава государства Нурсултан Абишевич Назарбаев при посещении селекционного центра в 2008 году с удовлетворением отметил инициированную руководством (Директор – Тетерин Фёдор Михайлович, Зам. директора – Дубынин Геннадий Борисович) Программу на выращивание посадочного материала с использованием новейших достижений и разработок в области технологии выращивания на микроклональном уровне размножения древесных растений, и расширении зоны обслуживания в Восточном и Западном регионах Казахстана.

Кокшетауский ЛСЦ должен стать в Казахстане основой базой для получения селекционно-улучшенного семенного и посадочного материала, как основных лесообразующих пород, так и перспективных интродуцентов для озеленения и защитного лесоразведения.

Все планируемые мероприятия по Кокшетаускому ЛСЦ направлены на развитие семеноводства на генетико-селекционной основе, внедрении научных разработок в производство, восстановление ценных природных насаждений, защитного лесоразведения и озеленения.

Не вызывает сомнения тот факт, что микроклонирование будет совершенствоваться и осваиваться все большим числом крупных предприятий. Ведь не смотря на то, что это довольно затратный процесс, выгода от него очевидна. Кроме того клонированные плодовые и овощные культуры не имеют ничего общего с генно-

модифицированными продуктами и абсолютно безопасны для потребления. Хочется надеяться, что в скором будущем микроклональное размножение растений станет привычной и повсеместно используемой на благо человека и природы технологией[9].

Литература:1. КатаеваН.В., БутенкоР.Г. Клональное микроразмножение растений. М.: Наука,

1983. 96 с. 2. МорельЖ. Борьба с вирусными болезнями с помощью культивированных

тканей//С.-х. биология. 1967. Т.2. С. 622-628. 3. ТрофимецЛ.Н., ОстапенкоД.П., БойкоВ.В. и др. Оздоровление и ускоренное

размножение семенного картофеля: (Метод рекомендации) М.: ВАСХНИЛ, 1985. 36 с.

4. Morel G., Martin C. Guerison de dahlias atteints d'une maladie a virus//C. r. Acad. sci. I). 1952. Vol. 235. P. 1324—1325.

5. БутенкоР.Г. Культура изолированных тканей и физиология морфогенеза растений. М.: Наука, 1964. 270 с.

6. ШевелухаВ.С. Сельскохозяйственная биотехнология. М., 1998,416с.7. МуромцевГ.Ц. Основы сельскохозяйственной биотехнологии. Москва,1990.8. ШевелухаВ.С. Регуляторы роста растений. М.,1990, с 192.9. ШевелухаВ.С. Сельскохозяйственная биотехнология 2-е издание. – М., 2003.

УДК 633.65:631.527

ҚАНТ ҚЫЗЫЛШАСЫ СЕЛЕКЦИЯСЫНЫҢ БИОТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ ӘДІСТЕРІ.

Жұмағұлова Ақмарал ӘбдіразаққызыЖетекші:б.ғ.к., доцент Әмірханова М.Б.

Биология мамандығының II курс магистрантыЛ.Н.Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті

Қазақстан Республикасы, Астана қаласыakmaral_86@inbox.ru

Қант қызылшасы біздің еліміздің егістігіндегі ең маңызды техникалық дақылдардың бірі. Әйтсе де, қазіргі кездегі алып қант өндірісі тамыржемістің қантсыздығынан және түсімнің төмендеуінен туындайтын дағдарыстан қасірет шегіп отыр. Басқа да егістік дақылдары атап айтқанда бидай, картоп секілді, қант қызылшасын егудің де тиімді екенін әлемдік тәжірибе көрсетеді. Мысалы, 1990 жылы Германия астық дақылдарының 56,6%-ін айдалған жерден алды, ол ел табысының 9,5%-ін құрады. Сол уақыттарда қант қызылшасының 5,3%-ы айдалған жерден алынды және ол ел табысының 4,3% үлесін құрады. Қант өндірісін көтеру – өте күрделі технологиялық процесс, ол егілген қант қызылшасы сұрыптарының өнімділігіне және төзімділігіне, алынған шикізаттың сапалы өндірісіне байланысты. Жоғары қаттылықты және салмағы үлкен тамыржемісті қант қызылшасының төзімді сұрыптарын алуға бағытталған селекциялық жұмыстарда, қант жинауды арттыруда агротехникалық шаралармен қатар егілу ауданы да негізгі рөл атқарады. Қант қызылшасының селекциялық процесі өте күрделі және қиын, сонымен бірге екіжылдық айқас тозаңданушы дақыл. Сонымен қатар, жаңа сұрыптар үш талапты қанағаттандыруы тиіс: жоғары өнімділікті, әртүрлі фитопатогендерге төзімділікті және қоршаған ортадағы экстремальді жағдайларды. Биотикалық және абиотикалық стрестерге төзімді селекциялық мәселелерді шешуде биотехнологиялық әдістер үлкен рөл атқарады. Өсімдік селекциясының ағзалық деңгейден жасушалық деңгейге алмастырылуында, сонымен қатар орасан көп өсімдік ағзалары жасушаларында, селективті ортадан керекті түрдің

іріктелуінде микробиологиялық әдістер қолданылады. Жасушалық сұрыптаудың алғышарты болып қант қызылшасының ұсақ дисперсті суспензиялық культурасы табылады. Өсімдіктің суспензиялық культурасын алудың негізгі әдісі – каллусты ұлпаны қоректік ортада фрагменттеу және өсіру болып табылады. Каллусогенез индукциясының экспланттық сапасы ретінде шие бұтақтарын және қант қызылшасының әртүрлі инбредті линияларындағы өркен гүлсидамдары сегменттері қолданылды (Әмірханова және т.б. 1985 ж). Мурасиге және Скугтың қоректік ортасында таза өсімдік материалын араластыру, қосымша 2 мг/л БАП, каллус ұлпаларының түзілуін туғызды. Каллусогенез қарқындылығынан әртүрлі инцухт-линиялар ерекшелене бастады. Жоғары бейімділікті иеленуші А-52 және ССП линия эксплантаталарында тұтас каллус индукциялары жиі байқалды. Каллустық культураның өсімталдық және цитоморфологиялық сипаттамасын ұлпалық тегі, өсу жағдайы және қоректік орта құрамы анықтайды. Сонымен қатар, каллус культураларының консистенциялары: 1 – борпылдақ, жеке жасушаларға тез ыдырайды; 2 – орта берік, гетерогенді, меристемалық ошақтан тұрады; 3 – берік, қысқарған камбий және тамыр аймақтарынан тұрады (негізінен трахеидтәрізді элементтерден). Салыстырмалы борпылдақ каллус культураларының алынуына әртүрлі тәсілдер әсер етеді: 2,4-Д құрайтын ортада өсіру; Са++ иондарын қоректік ортадан жою және т.б. Линия ССП алынған біздің каллусты жасушамыз борпылдақ консистенцияға және құрылымы бойынша гетерогенді болды. А-52 инбредті линиясындағы каллус берік, гомогенді және жарықта тез жасыл түске енді. Қант қызылшасының суспензиялық жасушасы ССП инбредті линиясының каллусты ұлпасынан алынды (Әмірханова, 1988). Каллустің түйірін колбаға Мурасиге және Скугтің келесі үстемелерді құрайтын сұйық ортасымен араластырды: 0,1мг/л 2,4 Д, 0,1мг/л НУК және 0,5 мг/л БАП. Тотығу процесін болдырмау үшін қоректік ортаға аскорбин қышқылын 5 мг/л концентрациясын үстемелейміз немесе қосамыз. 100 мл қоректік орта үшін каллусты ұлпа есептен 2-3 г шикі массаны алды. Екі аптадан кейін алынған бірінші суспензия жаңа қоректік ортаны пассирледі. Суспензиялық культураның цитологиялық талдауы, өлшемі және пішіні бойынша оның жасушасының гетерогенділігін көрсетті.Үлкен ядролы ұсақ жасушалармен қатар, төменгі ядро – цитоплазмалық қатынастарымен ерекшеленетін вакуольді жасушалар да кездеседі. Жиі кездесетін 6-20 (50%) жасушадан тұратын жасушалық агрегат, суспензиялық культураның агрегаттық дәрежесін анықтады. Бір жасушалылар және 2-5 жасушаның агрегаты барлық өсіру бірлігінің 27% құрады. Жүздеген жасушалардан тұратын ірі агрегаттар бірлік болды. Қант қызылшасы суспензиясының тіршілікке қабілеттілігін анықтау әдістемесінде, тірі жасушаны 0,003% концентрациялы көк метиленмен бояды. Суспензиялық культураның өсу фазасына тәуелдене отырып, тірі жасушалар үлесі 67%-тен 93%-ке өзгерді. Осылайша, мұнан былайғы қант қызылшасы селекциясын жасушалық деңгейге көшіру жүзеге асты және қант қызылшасы суспензиялық культурасының сипаттамасы алынды.

Қолданылған әдебиеттер

1. Амерханова М.Б., Рахимбаев И.Р.Клональное микроразмножение инцухт – линий сахарной свеклы.Извести АН КазССР 1985, №2, стр. 90-91.

2. Амерханова М.Б.Суспензионная культура сахарной свеклы. V съезд ВОФР тез.докл., Минск, 1998, стр.1.

УДК 628.516:631.46:622.323

МҰНАЙМЕН ЛАСТАНҒАН ТОПЫРАҚТЫ МИКРОАҒЗАЛАР КӨМЕГІМЕН ТАЗАРТУ

Кадеева М.Н.Л.Н.Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің студенті, Астана Ғылыми жетекші: Жаманкара А.К. Maral-bt89@mail.ru

Қазақстан дүние жүзі бойынша мұнай державасы болып саналатын елдердің қатарынды. Мұнай қоры бойынша дүние жүзінде 13-ші орынды иеленсе, ал мұнай шикізатын өндіру көлемі бойынша 18-ші орынды алады. Европа және Азия елдері ішінде Қазақстан Ресей, Ұлыбритания, Норвегиядан кейінгі төртінші орында тұр. Территориямыздың 1 млн 700 мың шаршы шақырымын мұнай және газ қоры алып жатыр. Қазіргі таңда 208-ден астам мұнай газ кен орындары ашылған. Басым көпшілігі Батыс Қазақстан облысы аумағында шоғырланған [1].

Мұнай және мұнай өнімдерін өндіру, өңдеу және тасымалдау жердің топырақ қабатының құнарлығына кері әсерін тигізеді. Құнарлы топырақ мол өнім екені белгілі. Сонымен бірге біздің планетамызда топырақ маңызды басқа да роль атқарады. Жердің топырақ жамылғысында және оның гумустық қабатында тірі организмдердің және олардың биогенді энергиясының негізгі бөлігі орналасқан. Осыдан «топырақ-организмдер» экологиялық жүйесі биосфераның қалыптасуының, тұрақтылығының және өнімділігінің бас механизмінің бірі болып табылады.

Қазақстан Республикасының энергетикалық жоспары алдағы ұзақ уақытта «қара алтынды» өндіру көлемін жоғарылатуды көздейтіні белгілі. Бұл мұнай құбырларының кеңеюі мен мұнай және мұнай өнімдерін тасымалдау мөлшерінің көбеюіне әкеледі. Сондықтан, жаңа апаттар мен мұнай және мұнай өнімдерінің төгілу қауіптілігін жоққа шығаруға болмайды. Топырақ қабаты болып жатқан процестер мен өзгерістер туралы ақпаратты жинап, қоршаған ортаның өзіндік индикаторы болып табылады. Топырақтың антропогендік деградациялануы негізінен мұнай өндіретін, тасымалдайтын және өңдейтін аймақтардың мұнай және мұнай өнімдерімен ластануымен байланысты. Мұнай және мұнай өнімдері биосфераны ластайтын заттар ішіндегі негізгілерінің бірі болып табылады.

Мұнай және мұнай өнімдерімен ластану жаңа экологиялық жағдай тудырады, табиғи биоценоздың терең өзгерісіне және толық трансформациясына әкеледі. Ластанған топырақ жалпы ерекшелігі: топырақ мезо және микрофаунасының түрлік және сандық шектелуі. Топырақтық мезофаунаның жаппай жойылуы: апаттан соң үш күн аралығында топырақ жануарларының көп түрлері өліп, немесе ластанбаған топырақпен салыстырғанда 1% ғана құрайды. Оларға ең улы әсерді мұнайдың жеңіл фракциясы тигізеді [1, 2].

Аз уақыт ингибирленгеннен соң ластану әсеріне жауап ретінде топырақтың микроорганизмдер кешенінің тез көбеюі мен белсенділігінің артуы байқалады. Ең алғаш көмірсутекті тотықтырғыш бактериялар саны ластанбаған топыраққа қарағанда тез көбейеді. Көмірсутектерді залалсыздандыру процесіне қатысатын «арнайы» топтар пайда болады.

Микроорганизмдердің максимум мәні ферменттер санымен байланысты. Микроорганизмдердің ең көп мәнге жетуі негізінен мұнайдың табиғи деградациялануының екінші сатысында байқалады.

Топырақта мұнай және мұнай өнімдерінің ыдырау барысында микроорганизмдер саны ластанбаған топырақтағы микроорганизмдер санына жақындайды. Бірақ көмірсутек тотықтырғыш бактериялар саны көпке дейін үлкен мән көрсетеді.

Экологиялық жағдайдың өзгерісі өсімдік организмдерінің фотосинтездеу белсенділігін тежейді. Ең бірінші топырақ балдырларының өсуіне әсерін тигізеді. Сондай тежегіштердің бірі болып шикі мұнай және минералды сулар болып табылады.

Жоғары өсімдіктердің фотосинтездеу функциясының өзгерісі, соның ішінде дәнді-дақылдар. Кейбір жұмыстар ластанған топырақта көп ферменттер белсенділігінің төмендегенін көрсетті. Ластану нәтижесінде каталаза, уреаза, гидролаза, протеаза, нитратредуктаза, ферменттерінің белсенділігі төмендейді. Дегидрогеназа белсенділігі артады. Топырақ қабатының ластануы оның тұрақты функцияларын бұзады: физико-химиялық қасиетін өзгертеді, биохимиялық процестердің сипаттамасын, микробиотаның белсенділігін төмендетеді. Осыған байланысты топырақтың мұнай және мұнай өнімдерімен ластану өзекті проблемасы қарастырылып, топырақ қабатының жағдайына экологиялық баға беріліп, оны шешу жолы келтіріледі [3]. Мұнай және мұнай өнімдерімен ластанған топырақтың өзіндік тазару және қайта қалпына келу процестері өте ұзақ, көптеген ғалымдардың айтуы бойынша шамамен 20-25 жыл уақыт аралылығында жүзеге асады екен. Мұнай өнімдерін топырақтан тазартудың әлемдік тәжірибеде қолданылатын әдістері экстракция, физикалық адсорбция, пиролиз, өртеу және т.б әдістер экономикалық және экологиялық жағынан тиімсіз болып келеді. Сондықтан бұл проблемаға байланысты жүргізілген бірнеше зерттеулерге қарамастан, аймақтың табиғи жағдайларының ерекшеліктерін есепке ала отырып тазарту әдістерінің тиімді түрін қажет етеді.Қазіргі уақытта тазартудың тиімді тәсілінің бірі көмірсутектерді тотықтырушы микроағзалар көмегімен тазарту болып болып табылады. Зерттеуіміздің мақсаты Қаражанбас кен орнының мұнайымен ластанған топырақты көмірсутектерді тотықтырушы микроағзалар көмегімен тазарту. Қаражанбас кен орны Маңғыстау облысының территорниясында Бузачи түбегінде, шамамен Ақтау қаласының 200 км қашықтықтағы солтүстік бөлігінде орналасқан. Кен орны 1974 жылы шамамен 303 метр тереңдікте мұнай кені табылғаннан кейін ашылған болатын Бұл өлке биоклиматтық сипаты бойынша сұр-қоңыр топырақты шөл зонасына жатады. Зерттеу нысаны Қаражанбас кен орнының мұнайымен ластанған топырағы және көмірсутектерді тотықтырушы микроағзалар. Мұнаймен ластанған топырақтан көмірсутектерді тотықтырушы микроағзаларын бөліп алу культураларды жинақтау тәсілі арқылы орындалды.Энергия және көміртек көзі ретінде Қаражанбас кен орнының шикі мұнайы пайдаланылды. Мұнайдың құрамы 20% тығыздықта 0,949, масс. Күкірт 1,68; смола 21,6; асфальтендер 5,3. Көмірсутекті ингрдиенттер бойынша мұнайдың құрамы,масс.%: парафиндік-71; нафтендік – 15,1: ароматтық-13,9. Мұнайдың салқындау температурасы -20 0 -25 0. Топырақтағы мұнай және мұнай өнімдерінің мөлшерін анықтау гравиметриялық әдіспен орындалды. Ол үшін мұнайды хлороформмен экстракциялайды, содан кейін хлороформды сығындыдан гексанмен экстракциялайды.

Аналитикалық зерттеулер тың сынамалы топырақтарда жүргізілді. Сынаманы алу уақыты мен лабораторияға түсу уақыты арасы 2-3 күн. Топырақтың биологиялық белсенділігі мен оның өзіндік тазаруын қалдық мұнай және мұнай өнімдерінің болуына, топырақтың ферменттік белсенділігіне, демалу қарқындылығына, микроорганизмдердің маңызды физиологиялық топтарының санына және химиялық құрамына қарап бағалайды.

Топырақтағы мұнай және мұнай өнімдерінің массалық концентрациясын «ФЛЮОРАТ-02» сұйықтық анализаторныда өлшенді.Өлшеуге арналған топырақты

сынама Гравиметрия әдісі, мг/кг «ФЛЮОРАТ-02» сұйықтық анализаторы, мг/г

1 34,4 0,0367

2 23,3 0,0244

3 20,5 0,0217

4 4,2 0,00425Дегидрогеназа 24 сағ ішінде 1 г-ға ТТХ мг

Сынамалар 1 2 3 4

0,078 0,039 0,033 0,008

Уреаза 24 сағ ішінде 5г-ға NH3 мг

Сынамалар 1 2 3 4

0,026 0,042 0,047 0,053

Көмірсутегі тотықтырғыш микроорганизмдер. 100 мл Ворошилова-Дианова (В-Д) қоректік ортасын араластырғыш колбаларға 250 мл көлемде құяды. Содан соң Қаражанбас кен орнынан алынған шикі мұнайдан 3 мл қосу керек. Ортаға Қаражанбас кен орны маңынан алынған ластанған топырақтың 5г салып, колбаны араластырғыш (170 айн/мин) аппаратқа 27-29оС температураға 7 күн шамасындағы уақытқа қояды. Көмірсутек қосылысының ортада болуы микроорганизмдер үшін жалғыз қорек көзі болып табылғандықтан, көмірсутекті тотықтырғыш микроорганизмдердің жақсы өсуіне себеп болады. 7 күннен соң колбадан топырақтық суспензияны тура тығыз В-Д қоректік ортаға себу жүргізілді. Көмірсутегі тотықтырғыш микроорганизмдер эколого-трофикалық микроорганизмдер топтарының ішіндегі ең маңыздыларының бірі, себебі әртүрлі биотоптарда толық тотықсызданған көмірсутегі молекулаларын зат алмасу процесіне қатыстырады. Дәлірек, олардың мұнай және мұнай өнімдерін ыдыратуда маңызды роль атқарады. Сондықтан, көмірсутектерді тотықтырғыш микроағзалар функционалды белсенділігінің интенсивтілігі биотоптарда маңызды практикалық мәнге ие және мұнай және мұнай өнімдерімен ластанған топырақтың қайта қалпына келуі тікелей байланысты. Кейбір микробиологиялық зерттеулердегі мәліметтер бойынша көмірсутектерді тотықтырғыш бактериялар ластанған топырақта бірінші жарты жылдық ішінде максималды мәнге дейін жетеді. Зерттеу кезінде ластанған сынамада 1 г топыраққа 1,89×105 түзілген колония бірлік мәні, яғни басқа сынамаларға қарағанда бір дәрежеге жоғары мән көрсетуі, ластану дәрежесінің жоғары екендігін және табиғи жағдайда КТ микроорганизмдерінің өзіндік тазарту процесін белсенді түрде бастап кеткенін көрсетеді Сонымен, мұнайдың табиғи ыдырауында КТ бактериялардың алатын орны өте зор. Соған байланысты топырақты тазарту шараларында метаболиттік белсенділігі жоғары, мұнай және мұнай өнімдерін жақсы ыдырата алатын сол топырақтың құрамындағы микроорганизмдер штамын бөліп алу шараларының практикалық маңызы зор [1, 3].

Пайдаланған әдебиеттер тізімі:1. Справочник месторождения нефти и газа Казахстана. – А. 2005г – 55 б.2. Орлов Д. С., Амосова Я .М. Методы оценки нефтезагрязненных почв//

Биотехнологические методы охраны окружающей среды. Тезисы докладов. – Самарканд, 1988 ж. 57 б.

3. Халимов Э. М., Левин С. В., Гузев В.С.// Экологические и микробиологические аспекты повреждающего действия нефти на свойства почвы//Вестник Московского ун-та, серия: Почвоведение, 1996.-№2.-59 б.

УДК 581.19ҰЛПАНЫҢ ІN VITRO МӘДЕНИЕТІН БҰРШАҚТЫҢ СЕЛЕКЦИЯСЫНДА

ҚОЛДАНУ

Ж.Қ. КҰЛАҚПАЕВА М.Қозыбаев атындағы СҚМУ магистранты, Ж.А. Нокушева аға оқытушы

Петропавл қ. Қазақстан Республикасы

Өсімдіктердің іn vitro жасуша және ұлпа мәдениеті қазіргі уақытта қарқынды дамып, ауыл шаруашылығы ғылымы мен тәжірибесі қолданысында кең орын алуда.

Қазіргі уақытта бұл әдістерді селекциялық - генетикалық зерттеулерде қолдану өнімділіктің жоғарылауымен және кейбір ауыл шаруашылығы дақылдарының сапасын арттырумен байланысты бірқатар мәселелерді шешуге мүмкіндік берді. Әсіресе бұл әдеттегі селекция мен генетика әдістері мүмкін емес немесе қандай да бір қиыншылықтар кездесетін саласының мәселелеріне қатысты (1).

Каллус ұлпаларының бәрі бірдей, біркелкі болады деп түсіну қателік. Каллустар морфрологиялық белгілері және өсу қарқындылығы мен көгеру қабілеті жағынан да әр түрлі болады (2).

Қандай да селекциялық бағдарламаның басты тәжірибелік тапсырмасы өсірілетін ауыл шаруашылығы дақылдарының сорттарын таңдап алу немесе қажетті белгілерін жақсарту мақсатында генетикалық өзгергіштіктің диапазонын кеңейту болып табылады. Регенерант - өсімдіктердің арасындағы түрлену бар өзгергіштіктің шегін кеңейтіп, селекциялық жұмыстарда сәтті қолданылады. Сондай-ақ, in vitro дақылында ерекше жағдайдан in vivo жағдайында жөнді өзгермейтін жасушалар пайдасына қызмет ететін диплоидты таңдаудың арқасында мүлдем бола алмайтын мутация түрлері алынады (3).

1-кесте. Бұршақтың каллусты клондарынан алынған регенерантты өсімдіктердің тірі қалуы мен өнімділігіСорт Іn vitro

уақыты, тәулік

Регенерантты өсімдіктердің саны

Тірі қалуы %

Жалпы тұқым саныТопыраққа

отырғызылдыАдаптацияланды

Неосыпающийся 1 90-360 8 4 50,0 32361-720 15 6 40,0 42

Таловец 50 90-360 21 6 28,6 30361-720 13 4 30,8 24

Кестеде көрсетілгендей регенерантты өсімдіктердің басым бөлігі стерильді емес ортада адаптация процесі кезінде тіршілігін тоқтатты. Сондықтан, өсімдіктердің тіршілікке қабілеттілігі 28 – 50% арасында ауытқып отырды. Нәтижелер анализі тіршілік ету қабілетіне генотип те, регенерантты өскіндер алынған каллусты ұзақ өсіру де әсер ете қоймайтынын көрсетті. Іn vitro жағдайында 90 тәулікпен 720 тәулік аралығына дейін өсірілген. Неосыпающийся 1 сорты өсімдіктерінің тіршілікке қабілеттілігі 50 % құрады.

Ұзақ қайталап өсірілетін дақылдар каллусында регенерантты өсімдіктердің максималды саны Неосыпающийся 1 сортынан алынған. Регенерантты өскіндердің жеткілікті көлемінен, азғантай ғана регенерантты өсімдіктер пайда болған. Таловец 50 сортымен салыстырғанда Неосыпающийся 1 сортының бір бұршақ өсімдігінің тұқым түзуі 90-360 тәулікте 8 тұқымнан, Таловец 50 сортында 5 тұқымнан түзілді. Неосыпающийся 1 сортында 361-720 тәулікте 7 тұқымнан, ал Таловец 50 сортында 6 тұқым түзілген.

Тірі қалған және өсуін жалғастырған регенерант өсімдіктер морфологиялық жағынан өзара күрт ерекшеленді. Ол сабақ ұзындығы, жапырақ тақтасы, аралық байламдар саны, бұршақ саны, өсімдіктегі тұқым салмағы сияқты белгілерге байланысты болды. Регенеранттардың басым бөлігі аралық байламдары небары 10-15 см құраған төмен сабақты болды. Өсімдіктер екі-үш бұршақ пайда болғып, 1-2 өнімді байлам түзіліп, тез гүлдеді. Бұршаққындағы жалпы бұршақ саны беспен сегіздің арасында ауытқып отырды.

Тұқымдар жиі солғын және қалыптаспаған болған. Тұқымдық ұрпағының өсімдіктерінің регенеранттары фенотип жағынан бастапқы генотиптерден ерекшеленбеген, тозаңдану және тұқым байлануы жоғары болған.

Кейбір регенеранттар ары қарай өскенімен, мүлде гүлдемеген немесе стерилді болған. Басқа регенерант өсімдіктер морфологиялық жағынан жақсы дамыған, қуатты дамумен сипатталып, молынан гүлдеп, тұқым байлаған.

Бақыланған регенерант өсімдіктің морфологиялық өзгешеліктері өсіру жағдайының күрт өзгеруімен байланысты морфоз болуы мүмкін.

Осылайша, ұзақ ауыстырылып өсірілетін бұршақтың дамыған тамырлы регенерант өсімдігін алу мүмкіндігі көрсетілген. Жоғарыда аталған сорттардың арасында Неосыпающийся 1 сорты адаптациялану жағынан және тұқым түзу жағынан басымдылық танытқан.

Әдебиеттер1. Бутенко Р.Г. Биология клеток высших растений in vitro и биотехнологии на их

основе - М.: ФБК-Пресс, 1999 2. Уәлиханова Г.Ж. Өсімдіктер биотехнологиясы – Алматы: «Дәуір», 20093. Скаукрофт У.Р. Сомаклональная изменчивость: миф о клональном единообразии - М.: Агропромиздат, 1990

УДК 575.113:581.19:578.08

ИЗУЧЕНИЕ МЕТОДИКИ КРИОСОХРАНЕНИЯ ГЕНОФОНДА РАСТЕНИЙ.

Ли М.Евразийский Национальный Университет им. Л.Н.Гумилева

г. Астана, РКe-mail:modnicy@mail.ru

Цель: Акцентирование внимания общественности на проблеме сохранения генофонда растений и краткий обзор наиболее прогрессивных методов криоконсервации.

Актуальность темы: В связи с ухудшением экологической обстановки в настоящее время остро стоит проблема сохранения биоразнообразия растительного мира. В этом отношении актуальность использования методов криоконсервации, дающих возможность длительного сохранения генофонда ценных видов растений, не вызывает сомнения. Особую важность приобретают вопросы сохранения популяций диких форм, признанных мировым источником генов устойчивости для селекции плодовых культур, а также уникальных сортов, выведенных в нашей республике. В мировой практике в дополнение к традиционным способам сохранения генетических ресурсов широко используются различные методы криоконсервации образцов гермоплазмы in vitro. Криосохранение – это глубокое замораживание и хранение клеток, тканей и органов растений при сверхнизкой температуре (-196°С). На небольшой лабораторной площади может депонироваться значительное количество образцов гермоплазмы. Для глубокого замораживания вегетативно размножаемых видов, к которым относятся плодовые и ягодные культуры, чаще всего используются апикальные меристемы, выделяемые из асептических растений, и покоящиеся почки. После длительного хранения в дьюарах с жидким азотом осуществляется регенерация целого растительного организма, являющегося генетической копией исходного растения./1/ В настоящее время ведутся работы по усовершенствованию методов криосохранения. В Институте физиологии растений им. К.А. Тимирязева Российской академии наук под руководством А.С. Попова разработаны способы криосохранения меристем земляники, картофеля, моркови, т.д., а также проводится изучение криоповреждений в процессе криосохранения in vitro ./4/ Работы по усовершенствованию методов криоконсервации меристем винограда, картофеля проводятся на Украине в Институте проблем криобиологии и криомедицины. В США криоконсервация уже давно является основным способом сохранения генетического материала плодовых, ягодных культур и винограда. Создана Национальная система сохранения гермоплазмы растений, в которой с 1983 г. используется хладохранение in vitro, а с 1987 г. - методы криоконсервации. Собирается и хранится гермоплазма растений со всего мира при температуре жидкого азота –196˚С. В Казахстане исследования по криогенному хранению растений in vitro начаты в 2002 году в Институте физиологии, генетики и биоинженерии растений под руководством академика НАН РК, профессора И.Р. Рахимбаева.Методы: В настоящее время глубокое замораживание клеток тканей и органов получило широкое распространение в медицине и животноводстве. Трудности криосохранения гермоплазмы растений связаны с особенностями строения их клеток, отличающихся большими размерами, сильной вакуолизацией и, следовательно, большим содержанием воды. В связи с этим, развитие криогенного способа хранения растительного материала было связано, прежде всего, с разработкой методов, позволяющих избежать механического повреждения мембран внутриклеточными кристаллами льда и чрезмерного обезвоживания клеток, возникающего при формировании льда. В настоящее время разработаны несколько эффективных способов криоконсервации растительных тканей in vitro: метод инкапсуляции-дегидратации, метод витрификации, метод медленного программного замораживания.Метод медленного замораживания заключается в постепенном охлаждении растительных тканей в программируемом замораживателе (фризере) до -40°С. После достижения этой температуры ткани переносят в жидкий азот (-196°С). При достаточно медленной скорости охлаждения формирование льда начинается во внеклеточном пространстве, клетки успевают потерять часть свободной воды и, таким образом, предотвращается кристаллизация воды внутри клеток. Меристемы предварительно обрабатывают криопротекторами, повышающими вязкость внутриклеточных растворов и ослабляющими повреждения клеток. На жизнеспособность апикальных меристем, криосохраненных с помощью этого метода, большое влияние оказывает скорость охлаждения. Для различных видов растений эта скорость варьирует от 0,1 до 0,8 градусов в минуту. Для каждой культуры необходимо подобрать оптимальную скорость замораживания.

В последние годы широкие перспективы открываются для использования методов витрификации и инкапсуляции-дегидратации, как наиболее доступных, относительно простых в исполнении и не требующих приобретения дорогостоящего оборудования. Большое развитие эти методы получили в работах Б. Рид и Э. Бэнсон с коллегами для целого ряда плодовых, ягодных и других сельскохозяйственных культур.Метод инкапсуляции-дегидратации основан на технологии, используемой для получения искусственных семян. Апикальные меристемы заключают в альгинатный гель, что позволяет обезвоживать и подсушивать ткани, тем самым предотвращается образование кристаллов льда внутри клеток. После частичной дегидратации инкапсулированные в альгинат апикальные меристемы помещают в криопробирки и быстро погружают в жидкий азотМетод витрификации. При использовании метода витрификации растительный материал обрабатывают высококонцентрированными растворами криопротекторов и быстро погружают в жидкий азот. В результате витрификации происходит затвердевание воды в аморфном состоянии, что предотвращает образование внутриклеточных кристаллов льда. Высокие концентрации криопротекторов, применяемых в данном методе, могут быть токсичными для клеток, поэтому для предотвращения повреждений и гибели клеток длительность обработки должна строго контролироваться./2/ В большинстве методик криосохранения особенно важным этапом является предварительная обработка растительных тканей. Предобработка тканей может включать: химическую обработку с использованием осмотических или проникающих криопротекторов, холодовую акклиматизацию пробирочных растений, обработку высушиванием в потоке воздуха или с использованием высушивающих веществ. Предобработка используется для того, чтобы растения выдержали воздействие токсичных криопротекторов и процедуру замораживания. Главная задача предобработки – обезвоживание клеток и стабилизация клеточных мембран.Диметилсульфоксид (ДМСО) наиболее часто используют для химической предобработки клеток и тканей. Он применяется как для предварительного выращивания, так и во время криосохранения. Наиболее общепринятой предобработкой клеток растений является культивирование меристем на среде с 5% ДМСО в течение 48 часов. Это было определено в исследованиях Карта с сотрудниками на меристемах клубники.Для предобработки клеток, тканей или пробирочных растений часто используют осмотически активные соединения (сахароза, манит) или регуляторы роста, такие как абсцизовая кислота (АБК). В ранней работе Уизерса и Стрита было показано, что прекультивирование клеток на среде с высоким осмотическим потенциалом улучшает их выживание.Закаливание пробирочных растений используют в качестве предобработки для криосохранения многих видов растений умеренного климата. Продолжительность периода закаливания может варьировать от одной недели до нескольких месяцев. Для предварительной акклиматизации побегов in vitro используют как низкую положительную температуру (4-5˚С), постоянную в течение всего периода закаливания , так и режим с изменяющейся в течение суток температурой./3/Выводы: Таким образом, криоконсервация генетических ресурсов становится единственным возможным способом успеть сохранить генотипы ряда видов живых существ перед их полным исчезновением в природе. Криоконсервация является не только надежным, но и экономически рентабельным способом сохранения генофонда, т.к. уменьшаются затраты на поддержание коллекций в полевых условиях. В свою очередь, динамично развивающиеся методы криосохранения дают возможность длительного сохранения жизнеспособности образцов и их генетическую стабильность, предотвращают риск поражения различными инфекциями и гибель от воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды.

Список использованной литературы: 1. Валиханова Г.Ж. Биотехнология растений. Алматы, Конжик, - 1996 . - С. 257-263.2. Reed B. M. The basics of in vitro storage and cryopreservation // National Clonal Germplasm Repository, Corvallis, O.R. USA. – 2001. – 34 p.3. Withers L.A., Street H.E. Freeze preservation of cultured plant cells: III. The pregrowth phase // Physiol. Plant – 1977. - V.39. – P.171-178.4. Попов А.С. Криогенное хранение культур клеток растений // Культура клеток растений. М., 1981. - С.150-162.

УДК 03.00.16

СОДЕРЖАНИЕ НИТРИТОВ В ПРОДУКТАХ ПИТАНИЯ

Лишанлаева К.А.Евразийский национальный университет им. Л.Н.Гумилева

Астана, Казахстан,E-mail.kamilla-l.@inbox.ru

Нитраты – соли азотной кислоты, которые являются источником азота для микроорганизмов и растений. Когда поступление нитратов превышает потребности органического синтеза, и они начинают накапливаться в корнях, листьях, в плодах различных сельскохозяйственных культур. Многие виды сельскохозяйственных культур непосредственно употребляются человеком, а кормовые культуры идут на корм скоту. Как известно в ассимиляции нитратов ключевую роль играет фермент нитратредуктаза,которая восстанавливает нитрат до нитрита. Далее нитрит через нитритредуктазу, гидроксиламинредуктазу и глютаматсинтазу включается в аминоксилоты. В случае избытка нитратов нитритредуктаза не успевает восстанавливать нитрит и в результате накапливаются и нитраты и нитриты.

[H] Амины RNH2

NO3- NO2

- RNH-NO2

Гемоглобин крови Нитрозамины

(канцерогены)

Метгемоглобин (не способен переносить О2) РАК

Головокружение, отдышка, смерть от удушья

Рис. 1.Биологическое действие нитрата.

Нитриты взаимодействуют с гемоглобином крови и окисляют в нем 2-х валентное железо в 3-х валентное. В результате образуется метгемоглобин – производное гемоглобина, лишенное способности переносить кислород. При этом нарушается нормальное дыхание клеток и тканей организма (тканевая гипоксия). Наблюдается покраснение, затем цианоз слизистых оболочек и кожи, одышка и метгемоглобинемия. Особенно чувствительны к действию нитритов и нитратов дети раннего возраста, что связано со слабым функционированием у них ферментативной системы. Поэтому, проблема нитратов в

биосфере приобретает в настоящее время важное научное и практическое значение. Актуальность ее решения приобрела особую значимость в связи с широкомасштабной химизацией земледелия. Избыток нитратов в почве практически всегда приводит к избытку нитратов в растениях. Нитраты не оказывают токсического воздействия на растения. Применение необоснованно высоких доз азотных удобрений, неудовлетворительное качество азотных удобрений, неравномерное их распределение по поверхности поля при их внесении, чрезмерное увлечение поздними подкормками сельскохозяйственных культур удобрениями также являются причинами, вызывающими чрезмерное содержание нитратов в урожае сельскохозяйственных культур, сырье и продукции. Содержание нитратов различно не только в отдельных культурах, но и в сортах. Распределение нитратов тесно связано с видом растения. Так, нитраты практически отсутствуют в зерне злаковых культур и в основном сосредоточены в стеблях и листьях. Зеленые культуры накапливают большое количество нитратов, как правило, в стеблях и черешках листьев. Среди семейств, охватывающих овощные культуры, наибольшей способностью к накоплению нитратов отличаются капустные, тыквенные, сельдерейные, пасленовые. Наибольшее количество нитратов накапливают редька белая, свекла столовая, салат, шпинат, редис. А такие культуры, как томат, перец сладкий, баклажан, чеснок, горошек, отличаются низким содержанием нитратов. Среди многих причин, обусловливающих накопление нитратов в растении, следует выделить следующие: видовая и сортовая специфика накопления нитратов; условия минерального питания. Видовые различия растений по накоплению нитратов зачастую обусловлены локализацией нитратов в отдельных органах растений. Выяснение особенностей локализации нитратов в разных органах и тканях представляется важным как для понимания механизмов перераспределения и запасания нитратов в ходе онтогенеза, так и диагностики качества продукции овощных и кормовых культур. Следующим источником нитратов и нитритов являются колбасные изделия. Уровень нитратов в колбасных изделиях выше, чем в исходных продуктах, вследствие добавления нитратных солей в ходе изготовления колбас. Нитратные соли используются для придания соответствующей окраски получаемым продуктам. В ряде зарубежных стран соли азотной кислоты используются в качестве консервантов. Нитраты и нитриты добавляют в готовую мясную продукцию с целью улучшения её потребительских свойств и для более длительного хранения (особенно в колбасных изделиях). В сырокопчёной колбасе содержится нитритов 150 мг/кг, а в варёной колбасе - 50-60 мг. Образование нитритов в этих продуктах зависит от обсемененности их микроорганизмами и условий хранения. Чем меньше кислотность, тем благоприятнее условия для размножения микрофлоры, а значит, и синтеза нитритов. Но, как ни странно, пока большинство населения, теоретически осуждая добавки нитратов в колбасные изделия, продолжает ежедневно употреблять их в пищу, без предварительной обработки (например, без кипячения, при котором выходят нитраты и нитриты из колбас). Из нитратов, ежедневно попадающих в организм взрослого человека, 70% поступает с овощами, 20% – с водой и 6% – с мясом и консервированными продуктами.Целью исследования является количественное определение нитритов в растительных продуктах (помидор, огурец, укроп, сладкий перец), выращенных в закрытом грунте(теплица) и открытом, а также содержание нитритов в колбасных изделиях до и после термообработки.

Материалы и методикаДля определения нитрита в растительных продуктах использовали метод окрашивания с N-(1-нафтил)-этилендиамин дигидрохлоридом (НЭДА)и сульфамиламидом. При pH 2-2,5 азотистая кислота образует с сульфаниламидом диазониевое соединение:

SO2NH2

NH2 HCl

+ HNO2

SO2NH2

N NCl

Последнее вступает в реакцию сочетания с НЭДА с образованием азоткрасителя пурпурного цвета:

SO2NH2

N NCl

+

NH(CH2)2NH2N N NH(CH2)2NH2

SO2NH2

+ H Cl

Из экстракта брали 200 мкл и добавляли 0.5 мл НЭДА и 0.5 мл сульфаниламид. Время окрашивания составляло 10-15 мин. После окрашивания смесь доводили водой до 3 мл. Интенсивность окрашивания измеряли на спектрофотометре “Spekol” при длине волны 543 нм.

Результаты исследований и их обсуждение

В наших исследованиях мы использовали овощи, выращенные в открытом грунте и теплицах. При этом определяли нитратредуктазную активность в свежей и высушенной продукции. Результаты исследований приведены в таблице 1.

Содержание нитритов в растительной продукции Таблица 1Биоматериал

(200μι)NO2 (мг/г)

Открытый грунт Закрытый грунтСвежий Высушенный

Контроль(вода) 0,000 0,000 0,000Помидор 0,043 0,095 0,165Огурец 0,049 0,039 1,148Перец сладкий 0,076 0,102 0,339Укроп (стебель) -/- 0,058 0,102Укроп (лист) -/- 0,011 0,011

Как видно из таблицы 1, наибольшее количество нитритов обнаруживается в растительных образцах закрытого грунта, как в свежих, так и в высушенных. Наиболее высокое содержание наблюдалось в огурце, и составила ~1,15 мг/кг сухого веса, тогда как в свежем огурце она составляла всего лишь 0,039.Вероятно, это связано с выращиванием растений на богатых органикой и азотным питанием

грунтах, и неблагоприятными, особенно в зимний период, условиями синтеза нитратов.

Содержание нитритов в колбасных изделиях Таблица 2Биоматериал

(200μι)NO2 Снижение в

процентах(%)Свежие(мг/г)

После термообработки

в микроволновой

печи (мг/г)Контроль(вода) 0,000 0,000 -/-«Лукъяновская» 0,215 0,094 56%Ветчина «Фирменная»

0,185 0,160 13%

Салями «Киевская»

0,049 0,043 12%

«Венгерская» 0,188 0,097 49%«Халал» (мусульманская)

0,780 0,446 43%

«Чесночная» 0,044 0,033 25%«Русская» 0,171 0,095 45%

Данные таблицы 2 показывают, что наибольшее содержание нитритов оказалось в колбасном продукте сорта «Халал», который внешне имел сочный розовый цвет, и в отличие от других изделий выглядел более привлекательно. Вероятно, эту окраску придает именно нитратные соли, которые используются для придания красной окраски. И наименьшее содержание нитритов выявлено в сортах «Киевская» и «Чесночная», которые в отличие от остальных не имели товарного вида. После обработки продукции в микроволновой печи в течение 2 минут во всех колбасных продуктах количество нитритов значительно понизилось, и нитриты вместе с соком и парами были извлечены из продуктов. Наибольшее снижение наблюдается у сорта «Лукьяновская», которая по консистенции была более рыхлой, водянистой и по окраске – бледно-розовой. Результаты проведенных исследований доказывают, что в настоящее время в связи с возрастающей химизацией всех отраслей сельского хозяйства, возрос риск отравления продуктами питания. И чтобы обезопасить себя от «нитритных» продуктов необходимо использовать кулинарную обработку(мойка, кипячение, бланширование и тд.).

УДК 581. 1: 582.475

ҚОШҚЫЛ ЭХИНАЦЕЯ ӨСІМДІГІНІҢ КАЛЛУСТЫҚ КУЛЬТУРАСЫ БИОМАССАСЫНЫҢ ӨСУІНЕ ТЕМПЕРАТУРАЛЫҚ РЕЖИМНІҢ ӘСЕРІ.

Мукиянова Г.С., Арыстанова Ш.Е.Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия Ұлттық Университеті, Қазақстан, Астана

E-mail: gulka-astana.@mail.ru

Өсімдіктер жасушалары мен ұлпаларының культурасы негізінде экономикалық тиімді биологиялық белсенді заттардың өндірістік жағдайда алынуы өнімділіктің төмендеу болуымен шектеледі. Екінші реттік метаболиттер синтезі in vitro жүйесінде бірқатар факторлармен бақыланады, олардың бірі – температура. Жасушалық культуралардың өсуі мен биосинтезіне температура әсері жайлы мәліметтер сәйкес келмейді. Температураның өзгеруі өндірілетін қосылыстардың сандық қана емес, сапалық құрамын өзгерте алады.

Жұмыстың мақсаты. Гидрооксикорий қышқылы мен оның туындылары, флавоноидтар, суда еритін полисахаридтер және т.б. биологиялық активті заттардың продуценті қошқыл эхинацея өсімдігінің каллустық культурасы биомассанының температуралық режимнің өзгеруіне тәуелділігін зерттеу.

Кіріспе

Эхинацея туысы – күрделігүлділер немесе Asteraceae тұқымдасына жатады, қазіргі таңда 11 түрін біріктіреді [1]. Медициналық практикаға енгізілген түрлері – қошқыл эхинацея (Echinacea purpurea (L.) Moench), E.angustifolia, E.pallida Nutt. [2].

Echinacea purpurea – тамырсабақты, cабағы тік, ұзындығы 0,6-1,5 м, көпжылдық шөптесін, гүл шоғырлары әдемі қошқыл түсті өсімдік. Өзінің спецификалық дәмі мен иісі болады. Эхинацея гүлінің орталығы қара-қоңыр немесе қызыл-қоңыр түсті бүрден тұрады, айналасында ақ түстен қара-қызыл немесе қошқыл түске дейін өзгеретін жұқа гүл жапырақтары болады. Эхинацея жазда, 2-3 жылдан бастап гүлдейді, тұқымымен көбейеді, оларды ерте көктемде егеді. Эхинацея талғампаз емес өсімдік, ашық немесе жартылай көлеңке жерлерде, сазды, жақсы ылғалданған топырақта өседі. Отаны Солтүстік Америка болып табылады. Дәрілік өсімдік ретінде Германия, Франция, АҚШ-та, ал Молдавия, Ресей, Украина, Қазақстанда жоғары өнімді балды және декоративтік өсімдік ретінде культивирленеді [3].

Қошқыл эхинацея – аса бағалы дәрілік өсімдік, оның осындай шипалық қасиетін Солтүстік Америкадағы үндіс тайпалары бұрыннан бері біліп, дәрілік тұнбалар ретінде жылан мен улы бунақденелілер шаққанда пайдаланған (Bauer and Wagner 1991). Ең алғаш рет бұл өсімдікті медицинаға доктор X.К.Фом енгізді, ол эхинацеяны (1871 ж.) ревматизм, инфекциялық аурулар, жаралар, экзема, сифилис, гангрена, тиф, малярия сияқты аурулардың комплексті терапиясында «қан тазартқыш» даярлау үшін қолданды. Еуропаға XX ғасырдың басында әкелінді. 1920 жылдары эхинацея ең танымалы препаратқа айналды, қазіргі таңда медицинада интенсивті қолданылады. Батыс Германияда эхинацеядан 250 артық фармацевтикалық препараттар дайындалады [3, 4]. Қазақстан нарығында өсімдік текті иммуномодуляторлардың ішінде эхинацея препараттары алдыңғы қатарда тұр, төрт сауда маркаларымен белгілі «Иммунал» (Словения, Lek d.d.) шөпті тамшылары, экстракт және тұнбасы (Naturwaren, Германия). Олардың барлығы адамдардың барлық жас категорияларында созылмалы қабыну ауруларында, радиация, ультракүлгін сәулелері, уытты заттар, химиотерапия, созылмалы антибиотиктер терапиясы салдарынан иммунитет төмендеген кезде нәтижелі болады [4].

Фитохимиялық құрамы. Echinacea туысына жататын өсімдіктердің химиялық талдауы нәтижелері бойынша құрамында биологиялық белсенді заттардың бірнеше тобы анықталды. Оларға полисахаридтер, фенолдар (лютеолин, кемпферол, рутин, кверцетин т.б.), кофе қышқылының туындылары (эхинакозид, цинарин, цикорий қышқылы), алколоидтар (кептірілген тамырларында – 0,006%), гликопротеиндер, сапониндер, эссенциальді липидтер, алкиламидтер, витаминдер, органикалық қышқылдар, макро-микроэлементтер және т.б. жатады [5, 6, 7, 8].

Қанттар мен полисахаридтер. Эхинацея құрамына кіретін барлық қосылыстардың ішінде ең көпжақты зерттелген полисахаридтер болып келеді және осы өсімдіктің барлық мүшелерінде жинақталады. Өсімдіктің иммуностимуляторлық қасиетін көптеген ғалымдар полисахаридтермен байланыстырады. Қошқыл эхинацея тамырында эфирлі май мөлшері 0,01– 0,024%, жапырақтарында – 0,01-0,64%, ал гүл шоғырларында 0,08-0,12% [7].

Қошқыл эхинацеяның тамырында 776 мг – кальций, 314 мг – калий, 129 мг – алюминий, 117 мг – магний, 76 мг – хлор және 48 мг – темір идентификацияланған. Сонымен қатар барий, бериллий, кобальт, марганец, молибден, зат алмасу процестерінің, жыныс бездерінің қалыпты қызмет атқаруына және иммунитетті қалыптастыруға (селен антиденелер мен қанның қызыл түйіршіктерін түзілуін ынталандырады) қатысатын цинк және селен және т.б. элементтер, карбонаттар, сульфаттар, хлоридтер, фосфаттар, силикаттар анықталған [9, 12, 13].

Материалдар мен әдістер. Зерттеуде Алматы қаласындағы Ботаникалық Бақтан алынған тұқымдар

пайдаланылды. Қошқыл эхинацеяның каллустық культурасы асептикалық жағдайда өсірілген үш

апталық өскіндердің жапырақтық экспланттарынан өсірілді. Каллус түзуге арналған

негізгі орта ретінде 100 мг/л миоинозит, 0,4 мг/л тиамин, 2% сахарозасы, 7 г/л «Дифко» агары бар Мурасиге-Скуг қоректік ортасы пайдаланды. Осы орта 2,0 мг/л индолилсірке қышқылы, 0,1 мг/л 2,4-Д, 0,5 мг/л кинетинмен толықтырылды. Агар қосу алдында қоректік ортаның қышқылдығы KOH көмегімен 5.8 жеткізілді. Каллустар қараңғы жағдайда термостатта 19, 22, 25, 28, 31°C температурада өсірілді. Өсу циклі 4 төрт аптаға созылды. Каллустардың өсу көрсеткіштері 6-тәулікте (лаг-фаза), 17-тәулікте (лог-фаза), 28-тәулікте (стационарлық фаза) анықталды. Барлық тәжірибелер 3 мәрте қайталанды. Зерттеу нәтижелері. Алынған мәліметтер бойынша өсу циклінің бастапқы этаптарында қошқыл эхинацея каллустары биомассасының өсуі нақты температуралық тәуелділікті көрсетпеді. Логарифмдік фазада каллустардың өсу процестері төменгі температуларда 19-22°C – та және 31°C температурада баяулады. Стационарлық фазада каллустардың өсу жылдамдығының максималды өлшемі 28°C температурада байқалды. Температураны 19°C төмендеткенде, жасушалық биомасса өсуі 5 есе кеміді, ал 22°C- та орта есеппен 2 есе кеміді. Температураны 31°C жоғарлатқанда, өсу процестері 1.3-1,4 есе тежелді. Қорытынды. Осылайша қошқыл эхинацеяның каллустық культурасын өсіру оңтайлы температурасы 28°C-ты құрайды. Бұл мәліметтерді эхинацея қошқылдың in vitro регенерациясы мен берілген дәрілік өсімдіктің жасушалар культурасы негізінде белсенді заттар биотехнологиясын құрастыру кезінде ескерген жөн.

ПАЙДАЛАНҒАН ӘДЕБИЕТТЕР:1. Жизнь растений. Т. 5. Цветковые растения. М.: «Просвещение», 1981. 512 с.2. Яковлев Г.П., Челомбитько В.А. Ботаника: учебник для фармацевтических

институтов и фармацевтических факультетов медицинских вузов. М.: «Высшая школа», 1990. 367 с.

3. Куренков И.П. Энциклопедия лекарственных растений – М: Мартин, 2007, с.3124. И. Жексембаева, М.Булегенова. М. Садирова // Казахстанский медицинский

институт. №4 (162), июль, 2002 г.5. Еленевский А.Г., Соловьева М.П., Тихомиров В.Н. Ботаника: Систематика высших,

или наземных, растений: учебник для высш. учеб. зав.- 3 изд. – М.: «Академия», 2004, с.364-367.

6. В.Н.Самородов, С.В.Поспелов, Г.Ф.Моисеева, А.В.Середа Фитохимический состав представителей рода эхинацея и его фармакологические свойства // Химико-фармацевтический журнал.-1996.-Т.30, №4.-с.32-37.

7. Моисеева Г.Ф., Беликов В.Г. Иммуностимулирующие полисахариды высших растений // Фармация.-1992.-№3.-С.79-84.

8. Куренков И.П. Энциклопедия лекарственных растений – М: Мартин, 2007, с.384.9. Wagner H et al. Zeitschrift fur phytoterapie. – 1985.- P 4, page 121-126.10. Кукенов М.К., Грудзинская Л.М., Н.Д. Беклемишев и др. Лекарства из растений.,

Алматы, 2002, с.169-170.11. Самородов В.Н., Поспелов С.В., Моисеева Г.Ф. и др. Фитохимический состав

представителей рода (Echinacea Moench) и его фармакологические свойства (обзор) // Хим.-фармац. журн. – 1996. – Т.30. – № 4. – С.32–37.

12. Burger R.A., Torres A.R., Warren R.P., Caldwell V.D., Hughes B.G. Echinacea-induced cytokine production by human macrophages. Int. J. Immunopharmacol. 1997 Jul 19:7 371-9

13. Bauer R. Foster S. // Planta Medica. – 1991. – V. 57, N 5. – P. 447-449.

УДК 619:578:658.512(616-07)

ПРОТЕОЛИТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ МИКРОСКОПИЧЕСКИХ ГРИБОВ ВЫДЕЛЕННЫХ ИЗ КАЗАХСТАНКОГО СЕКТОРА

КАСПИЙСКОЙ АКВАТОРИИ.

Мусина А., Орозалиева Ж.Б., Нечай Н.Л.«Национальный центр биотехнологии» г. Астана

На процесс деструкции нефти интродуцированными штаммами в загрязненных объектах оказывают влияние многочисленные факторы. Внесенные микроорганизмы не всегда выдерживают конкуренцию с естественной микрофлорой, которая может быстро подавлять такие штаммы, и интенсивность биодеструкции оказывается ниже ожидаемой.

В качестве биоиндикаторов сейчас часто используют микроорганизмы. Микроорганизмы — наиболее быстро реагирующие на изменение окружающей среды биоиндикаторы. Их развитие и активность находятся в прямой связи с составом органических и неорганических веществ в среде, так как микроорганизмы способны раз-рушать соединения естественного и антропогенного происхождений. На этом основаны принципы биоиндикации с использованием микроорганизмов. Необходимо иметь сведения о составе, количестве и функциональной активности последних [1].

Цель работы - создание коллекции штаммов фитопатогенных микроорганизмов.Задачи исследований:

4. Выделение из растений и из почвы фитопатогенных грибов с целью определения видов фитопатогенов, поражающих растения на загрязненной территории, введение их in vitro, создание рабочей коллекции штаммов фитопатогенов.

5. Биохимический анализ штаммов, определение патогенности, токсигенности, сравнение со штаммами, выделенными в другом регионе.

6. Формирование коллекции фитопатогенных грибов, поражающих растения на загрязненных территориях Каспийского побережья.

В результате исследований нами было выделено в чистую культуру 40 штаммов микромицетов различных родов. Для дальнейшего изучения создана рабочая коллекция из 15 штаммов грибов родов: Aspergillus sp. (№3-1; 4-8; 8-2; 10-3), Penicillium sp. (№ 2-1, 2-2), Alternaria sp. (№ 1-5; 10-5), Fusarium sp. (№ 4-1; 9-1; 9-8), Trichoderma sp. (№ 6-2; 6-3) и др. штаммы № 10-4; 8-1. Были изучены культурально - морфологические признаки штаммов рабочей коллекции и их протеолитическая активность.Определение протеолитической активности грибов Протеолитическую активность штаммов рабочей коллекции определяли по количеству разжиженной желатины на 7 сутки культивирования. Если желатина разжижается указывают интенсивность разжижения [2].

Протеолитические ферменты катализируют расщепление белков на поли- и олигопептиды, активность внеклеточных протеаз определяют, используя в качестве субстрата желатин, казеин или другие белки. В наших опытах по количеству разжиженной желатины судили об относительной активности протеолитических ферментов грибов разных родов. Количество разжиженной желатины в столбике на 7 сутки культивирования штаммов грибов варьировало в основном от 6 до 55 мм . Наименьшая активность протеолитических ферментов (6мм) отмечалась у штамма Aspergillus sp. № 4-8. Практически все штаммы грибов рода Aspergillus проявляли слабую протеолитическую активность. Исключение составил штамм Aspergillus sp. №10-3- столбик разжижения желатины достигал 41 мм. Л.Н. Курсанов отмечает, что многие виды грибов рода Aspergillus хорошо используют в качестве источника азотного питания белки, которые при этом подвергают гидролизу, другие не гидролизуют и не используют белок. Это различие может использоваться в ряде случаев как систематический признак [56].. Активно в среду выделяли протеолитические ферменты грибы родов Fusarium sp. № 4-1;

9-1; 9-8, Alternaria sp. №1-5; №10-5, Penicillium sp. №2-1; № 2-2, Trichoderma sp. №6-2. Столбик желатины был разжижен полностью. Изменение рН среды до 9 свидетельствует о высокой активности ферментов этих штаммов. Штамм Trichoderma sp. №6-3 был менее активен. Столбик разжижении желатины достигал 41мм. Слабую протеолитическую активность проявили штаммы № 8-1 и 10-4.

Использованная литература:1. Киреева Н. А., Г. Ф. Рафикова Разнообразие спорообразующих микроорганизмов в условиях нефтяного загрязнения почвы/ Тезисы международной научной конференции «Микроорганизмы и биосфера», Москва , 2007 с. 58-59.2. Практикум по микробиолгии // Под.ред. А.И. Нетрусова, М.А. Егорова и.т.д. – Москва. - 2005. - 601 с.

УДК 577.15.02:633.11

ЖАСУШАЛЫ СЕЛЕКЦИЯДА БИДАЙДЫҢ КАЛЛУСТЫ ҰЛПАЛАРЫНДАҒЫ ПЕРОКСИДАЗА ФЕРМЕНТІНІҢ БЕЛСЕНДІЛІГІН

ЗЕРТТЕУ.

Сейтак А, Есенжарова А., Орозалиева Ж.Б. б.ғ.к.«Национальный центр биотехнологии» г. Астана

Қазақстан Республикасы әлемдегі жоғары, сапалы бидайды шығаруына байланысты ең ірі мемлекеттің бірі болып табылады. Қазақстан Республикасының ауыл шаруашылығының негізгі және стратегиялық маңызды бұтағы өсімдік шаруашылығы болып табылады. Солтүстік Қазақстанда бидайды 11,04 млн.га егеді, оның егу ауданы 62% -ға жетеді.

Қазіргі кезде жасушалық селекцияда биотехнологиялық әдістермен сонымен қатар селекциялық жұмыстармен өсімдіктердің иммунитетін индукциялауға қоздырғыштардың белгілі бір түрлерін кең қолданды. Бүгінгі күні жасушалық селекция бағытында бағалы бастапқы түрлерді сұрыптау жолдарымен селективті факторларды қолданылады. Осы жолмен селективтік жағдайда төзімді каллус линияларын алу, олардан ауру қоздырғыштарына төзімді өсімдіктерді регенерациялауға мүмкіндік туғызады. Бүгінгі күні осы жол ең актуалды және перспективті болып табылады, өйткені селекцияның дәстүрлі әдістері бидайдың морфологиялық, физиологиялық күйін бақылап, керекті қоректік заттарын қоса отырып, бидайдың өнімділігіне және сапасына жақсы әсер етеді.

Жұмыстың мақсаты: Селективті ортада бидай сортының каллус ұлпасын өсіріп, ондағы пероксидаза ферментінің белсенділігін зерттеу.

Жұмыстың мақсатына жету үшін келесі зерттеу міндеттері алға қойылды:- Жасушалық селекциясында алғашқы каллус ұлпасын алу;- Пероксидаза ферментінің белсенділігін анықтау;Зерттеу объектісі ретінде бидайдың Ақмола 2 сұрыбы пайдаланылды.

Бастапқы материал ретінде Қазақстан Республикасының Ұлттық Биотехнология Орталығының өсімдіктер селекциясы мен биотехнологиясы зертханасынан сыпайы әкелген зертханалар қызметкерлерінің жаздық жұмсақ бидай сортын қолдандық. Алғашқы каллус ұлпаларын алу стандартты әдіс бойынша жүргізілді. Эксплант ретінде жетілген ұрық тұқымдары алынды. Тұқымдарды сабынды сумен жуып, 10минут ішінде 70% хлораминмен өндеп, автоклавтанған суда ламинар-бокста 1 күнге қалдырдық. Келесі күні ламинар бокста ассептикалық жағдайда тұқымдарды қайтадан 70% хлораминмен өндеп, 3 рет автоклавтанған сумен шайып, агарланған қоректік ортасы бар чашки Петриге отырғыздық.

Оларды жарық жоқ жерде 26°С термостатта культивирлеуге орнатылдық. Каллустардың пайда болуына 4 қоректік орта қолданылды:

1) бақылау Мурасиге және Скуг; 2) МС+0,3% NaCl; 3) МС+0,75% NaCl; 4) МС+1% NaCl; Әр қоректік ортаны 0,5л мөлшерінде дайындадық. Бақылау Мурасиге және Скуга коректіқ ортада жүргізілді. минералдық ортаға макротұздар 25мл, микротұздар 0,5мл, Fe-хелат 2,5мл, тиамин-НCl 0,5мл, мезоинозит -50 мг, 2,4Д-1,5мл, сахароза 15г, CaCl2-0,220мг, агар 3,5г және рН ортасы -5,8. Осы ортаны автоклавта 0,8 атм. 30 мин. ішінде стерилдейді.

Клеткалық селекция. Бір сатылы клеткалық селекцияны жасаған кезде бидайдың ұрықтары Мурасиге және Скуг қоректік ортасына қосылған натрий хлоридінің 0,3% үшін 1,5г, МС+0,75% NaCl ортасы үшін 3,75г NaCl және МС+1% NaCl ортасы үшін 5г NaCl қосылып отырғызылған.

Өсімдік жасушаларында көптеген ферменттер болады. Олар өсімдік организміндегі биохимиялық реакцияларды жүргізуге қатысады. Сол ферменттердің бірі пероксидаза ферменті. Пероксидаза - тірі организмдерде кең тараған фермент. Бұл фермент өсімдіктің тіршілігінде көптеген үрдістерге- өсіп- дамуы, морфогенез, стресс факторынан қорғануға қатысады. Пероксидаза жасушаның белгілі бір факторлардан қорғаныш қызметін атқаратындықтан белсенділігі әсіресе фитопатогендермен зақымданған өсімдіктерде басымдылық көрсетеді. Пероксидаза химиялық табиғаты жағынан оксиредуктаза тобына жататын фермент, яғни сутегі асқын тотығы көмегімен тотығу процесін катализдейді де соның нәтижесінде көк түсті концентрация пайда болады. Тотығу реакциясы келесі сызба-нұсқа бойынша жүреді:

AH2+H2O2-------пероксидаза----------A+2H2O

мұндағы AH2-сутегінің доноры; Ф- тотыққан донор;

Әр түрлі генотиптерге пероксидаза белсеңділігінің артуы әр қалай әсер етеді. Бұл сорттардың патогендерді қабылдау дәрежесіне байланысты. Төзімді генотиптерді іріктеуде жасушадағы пероксидаза белсенділігі төзімсіздермен салыстырғанда жоғары болады.

Зерттеуіміздің мақсаты әртүрлі селективті ортада өсірілген бидай каллус ұлпаларының құрамындағы пероксидаза белсенділігінің өзгеруін анықтау. Селективті агент ретінде – Мурасиге және Скуг қоректік ортасына қосылған натрий хлоридінің әр түрлі концентрациясы қолданылды. Пероксидаза белсенділігін А.Н.Бояркиннің ұсынған әдісі бойынша анықталды. Бұл әдіс өсімдік клеткасы құрамындағы фермент әсерінен бензидиннің тотығу реакциясының жылдамдығына, фотоэлектроколориметрде алдын-ала орнатылған белгілі концентрациялы көк түсті тотығу өнімінің түзілуіне негізделген. Бидайдың Ақмола 2 сортының каллустарынан 200 мг өлшеп алынып, алдын-ала дайындалған рн 4,7 ацетаттық буфері ерітіндісімен біркелкі массаға дейін кәрлен келілерде езілді де, буфердің көмегімен 50 мл колбаға құйылды. 10 минутке шейкер араластырғышқа қойылды. Нәтижесінде пероксидаза ферменті ерітіндіге айналды. Сол ерітінді 1,5 мл эппендоров пробиркаларына құйылып, 3000 айн/минутында 15 минут центрифугаланды. Шығарғасын тұнбадан басқа ерітіндіні, яғни үлгінің үстіңгі бөлігі ферменттің белсенділігін анықтау үшін қолданылды.

Қобдишалар құрал ұясына орнатылып, оптикалық реттеушінің көмегімен жарық ағындары теңестірілді. Басында гальванометрдің тілшесін нөлге теңестіріп, кейін есеп жүргізу үшін гальванометрдің тілшесін оң жаққа ауыстыру үшін оң барабанды бұрамыз (экстинкция Е= 0,125 немесе 0,250). Содан соң сол жақтағы бақылау қобдишасына 2 мл дистелденген су, ал оң жақтағы тәжірибелі қобдишасына 2 мл 3% сутек асқын тотығы құйылды да, сол кезден бастап бірден секундомер іске қосылды. Пероксидаза ферменттінің әсерінен көк түсті қосылыстың түзілуімен бензидиннің тотығу реакциясы жүреді. Оны 5-суреттен көруге болады.

Тәжірибелі қобдишасындағы ерітінді көгереді, гальванометрдің тілшесі оң жақ шеттен нөлдік белгіге бағытталады. Секундомерді гальванометрдің тілшесі нөлге жеткен кезде тоқтатып, кенет мезгіл белгіленеді. Ферменттің белсенділігін анықтағанда гальванометрдің тілшесі нөлге 20-50 секундтан кейін жеткен дұрыс болады.

Ферменттің белсенділігі (А) реакция жылдамдылығымен шартты бірлікпен есептеледі және 1г өсімдік материалына белгіленеді. Есептеуді келесі формула бойынша жүргізеді

А =E (ab) / н сt (1)

мұндағы, А- 1г аспадағы ферменттің белсенділігі;Е- экстинкция (0,125 немесе 0,250); а- ерітіндінің көлемі (50 мл); b- кюветаның реакциондық қоспадағы ерітінді кертартпа дәрежесі; н- өсімдік материалының аспасы; с- кюветтегі ерітіндінің қалың қабаты (2см); t- уақыт, сек. Зерттеу нәтижесі бойынша пероксидаза ферментінің белсенділігінің өзгеруі

каллусты өсіруге арналған қоректік ортаның құрамындағы натрий хлоридінің концентрация мөлшеріне байланысты болды.

УДК: 577.216.3, 577.218

ХАРАКТЕРИСТИКА ЦЕЛЛОБИОГИДРОЛАЗ ГРИБА L. EDODESИ КЛОНИРОВАНИЕ ИХ ГЕНОВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ РЕКОМБИНАНТНЫХ ФЕРМЕНТОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ПРОИЗВОДСТВЕ БИОЭТАНОЛА.

Тайпакова С.М.1 , Искаков Б.К.2, Бисенбаев А.К.1 1ДГП «Научно-исследовательский институт проблем биологии и биотехнологии» КазНУ

им. аль-Фараби, Алматы, Казахстан2ДГП «Институт молекулярной биологии и биохимии им. М.А. Айтхожина», Алматы,

Казахстан

Скачок цен на нефть в 1970-х и осознание того, что мировые запасы нефти ограничены, стимулировали широкий всплеск интереса к поиску альтернативных источников энергии. Многие исследования тех лет ставили перед собой задачу экономически выгодного производства этанола из повсеместно распространенного, биоразложимого и обновляемого сырья. Этанол, по ряду своих свойств, превосходит бензин. В частности, чистый (неразбавленный) этанол сгорает чище и эффективнее, обладает более высоким октановым числом, продуцирует меньшее количество СО2 и загрязняющих атмосферу веществ и, наконец, он менее токсичен для человека, чем бензин (или метанол) [1].

Вполне возможно, что этанол, образуемый из целлюлозы, может стать вполне конкурентоспособной альтернативой бензину, если снизить затраты на производство первого.Основными способами удешевления этого продукта могут быть замена сырья для его производства и кардинальное изменение технологии алкогольной ферментации. Замена сырья заключается в том, что вместо зерна злаков для превращения в этанол будет использоваться возобновляемая биомасса целых растений как травянистых, так и деревьев, включая отходы сельского хозяйства и деревообрабатывающей промышленности.

А так же важнейшим фактором удешевления конечного продукта – биоэтанола, является понижения цены ферментов (целлюлаз, ксиланаз, глюкозидаз) необходимых для разложения целлюлозосодержащего сырья до простых сахаров. Ферменты, осуществляющие биодеградацию целлюлозы в природе, продуцируются в основном микроскопическими

грибами и бактериями. Ключевыми ферментами целлюлазного комплекса, ответственными за глубокий гидролиз кристаллической целлюлозы, являются целлобиогидролазы (ЦБГ, КФ3.2.1.91), основным продуктом действия которых является целлобиоза [2]. Целлобиогидролазы I и II T. reesei являются наиболее изученными ферментами [3]. О свойствах целлобиогидролаз из других грибных продуцентов (особенно термофильных) известно значительно меньше, несмотря на то, что в базах данных имеется довольно большое количество их аминокислотных последовательностей, транслированных из генов.

Целью работы являлось изучение физико-химических свойств целлюлитических ферментов, а также характеристика и клонирование кДНК генов, кодирующих целлобиогидролазы (CEL7A, CEL6B ) гриба Lentinula edodes.

Проведенные исследования показали, что тип целлюлозного субстрата оказывает влияние как на экзоцеллобиогидролазную так и эндоглюконазную активность. Активность эндоглюконаз и экзоцеллобиогидролаз в культуральной среде индуцируется как авицелом (микрокристаллической целлюлозой), так и карбоксиметилцеллюлозой (СМС). Однако механизм и что является истинным индуктором - целлюлоза или ее производные - предмет дальнейшего изучения. Проведены эксперименты по изучению некоторых физико-химических характеристик целлюлитических ферментов. Показано, что оптимальная каталитическая активность фермента максимально проявляется при рН 7, как в присутствии КМЦ, так и авицел. Показано, что оптимальную целлюлолитическую активность данный фермент проявляет при 50ºС. При этом высокая активность сохранялась при 70ºС, что является положительным фактором для использования этих ферментов в производстве биоэтанола.

Как отмечалось выше, ключевыми ферментами целлюлазного комплекса, ответственными за глубокий гидролиз кристаллической целлюлозы, являются целлобиогидролазы, основным продуктом действия которых является целлобиоза.

В последующих экспериментах мы исследовали регуляцию экспрессии целлобиогидролаз на уровне образования мРНК. Для определения регуляции экспрессии генов cel6B и cel7A целлюлозными субстратами, мицелии гриба Lentinula edodes инкубировали в среде с СМС или авицел. Через 8 суток, из мицелиев гриба Lentinula edodes была выделена тотальная РНК и проведена реакция обратной транскрипции (РОТ) и полимеразная цепная реакция (ПЦР) кДНК специфическими праймерами к определенным участкам генов cel6B и cel7A целлобиогидролаз. Установлено, что тип целлюлозы вызывают дифференциальную экспрессию мРНК целлобиогидролаз CEL6В и CEL7А. Показано, что синтез мРНК CEL7А зависит от присутствия в среде СМС и авицел, тогда как индукция синтеза мРНК CEL6В происходила только в присутствии микрокристаллической целлюлозы. Эти данные свидетельствуют о том, что индукция активности и секреции целлобиогидролаз гриба L. edodes происходит на уровне транскрипции мРНК.

Проведен компьютерный анализ нуклеотидных последовательностей мРНК (кДНК) генов целлобиогидролаз cel7A и cel6В гриба L. edodes. На основании анализа нуклеотидной последовательности мРНК (кДНК) - гена cel7A и cel6В, проведен расчет и осуществлен синтез олигонуклеотидных праймеров для амплификации вышеуказанных генов из L. edodes на матрицах соответствующих мРНК с применением реакции обратной транскрипции и полимеразной цепной реакции.

Тотальную РНК выделяли из клеток мицелий гриба L. edodes. После преципитации 3М LiCl препарат несколько обогатился высокомолекулярными компонентами, поскольку низкомолекулярная тРНК осталась в надосадочной фракции. Полученный препарат РНК был использован для амплификация кДНК cel 6B и cel7A с помощью РОТ и ПЦР.

Амплифицированные фрагменты вырезали из геля и элюировали. Выделенные таким образом фрагменты обрабатывали рестриктазами NcoI и SmaI, затем повторно подвергали электрофорезу и элюировали фрагмент кДНК cel7A длиной около 1571пн и cel6B – 1335 пн для последующего лигирования в модифицированный вектор на основе p115TMV. Одновременно вектор p115TMV, также обрабатывали рестриктазами NcoI и SmaI. В

результате лигирования вектора и кДНК целлобиогидролаз получили рекомбинантную ДНК. Качество рестрикции проверяли с помощью электрофореза в 1% агарозном геле.

После лигирования очищенных ампликонов cel7A и cel6В в вектор p115TMV, трансформирования в клетки DH5α, высева на селективную среду и появления колоний было отобрано 6 случайных колоний трансформантов, которые были проверены на наличие вставки при помощи специфических праймеров. Все тестируемые колонии при амплификации дали продукт ожидаемой молекулярной массы. Для определения размера вставок плазмиды были подвергнуты расщеплению эндонуклеазами рестрикции NcoI и BamHI .

Таким образом, нами клонированы фрагменты кДНК cel6В длиной 1335пн, кДНК cel7A длиной 1571пн и геномные ДНК cel6В и cel7A длиной около 2000 пн.

В следующих экспериментах, для экспрессии вышеуказанных генов был выбран вектор pET11d (Clontech). Они обладают необходимыми для экспрессии генов качествами: сильным промотором гена 10 фага Т7, аффинным полигистидиновым маркером, подходящей для вставки емкостью и простотой селекции [4].

Клонированные гены экспрессировались в бактериальных штаммах BL21DE3pLysE Star, BH110 DE3, Rosetta, Origami, Arctic express (DE3)RP содержащей хромосомную копию гена T7 РНК полимеразы и чувствительные к ампицилину, устойчивость к которому имеется у векторов pET-11d cel6B и cel7A. Для переноса генетического материала использовался метод электропорации и ячейки фирмы Eurogentec на аппарате BioRAD Gene Pulser. Индукцию экспрессии генов проводили при концентрации ИПТГ 0,2 мМ и при +30°C в течении 12 часов в жидкой среде LB c ампицилином (100 мкг/мл).

Для проверки результата индуцирования использовался белковый электрофорез (SDS-PAGE), сравнивались белки бактерий до и после индуцирования. Трансформированные клетки экспрессионных штаммов BL21DE3pLysE Star, BH110 DE3, Rosetta, Origami, Arctic express (DE3)RP инкубированные в присутствии ИПТГ синтезировали белок с молекулярной массой 53,5 кДа и 46,4 кДа, что соответствует молекулярной массе целлобиогидролазы типа 7А и 6В. В отсутствие индуктора накопление белка с сответствующей молекулярной массой не происходило. Что свидетельствует об эффективной экспрессиии данных генов. Наилучщая индукция экспрессии была замечена в экспрессионных клетках Rossetta. Во всех случаях искомые белки наблюдались в осадке, тогда как в клеточном экстракте их небыло.

Для идентификации и классификации рекомбинантных ферментов полосы на гель - электрофореграмме, соответствующие изучаемым белкам, вырезали и обрабатывали трипсином. Далее смесь полученных пептидов анализировали методом MALDI-TOF масс-спектрометрии, в результате чего были получены пептидные «фингерпринты» белков. Далее в базе данных SwissProt (UniProtKB) с помощью программы BLAST2 был проведен поиск белков, гомологичных изучаемым целлобиогидролазам. Согласно данным BLAST-анализа, одна целлобиогидрола попала, как и ожидалось, в 7А семью гликозид-гидролаз, а другая в 6В.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Lynd, L. R., H. Jin, J. G. Michels, C. E. Wyman, and B. Dale. 2003, posting date. Bioenergy: background, potential, and policy. Center for Strategic and International Studies, Washington, D.C. [Online.]

2. А.П. Синицын, А.В. Гусаков, В.М. Черноглазов. Биоконверсия лигноцеллюлозных материалов: Учебное пособие. М.: Изд-во МГУ, 1995.

3. Wyman, C. E., and N. D. Hinman. 1990. Ethanol. Fundamentals of production from renewable feedstocks and use as a transportation fuel. Appl. Biochem. Biotechnol. 24/25:735–753

4. Novagen pET system manual (11th edition) // Novagen, 2005.

ӘӨЖ 577.151∕158:546.175'173:591:598.6

ҚОЙ МЕН ТАУЫҚТЫҢ КСАНТИНОКСИДАЗА ФЕРМЕНТІНІҢ НИТРАТТЫ НИТРИТКЕ АЙНАЛДЫРА АЛАТЫН ҚАБІЛЕТІ.

Утеуова Инкар Адилхановна

ЕНУ, г.Астана, Казахстан. E-mail: Sanny_Danek.ru.

Бұрында сиырдың сүтінен өте таза күйінде бөлініп алынған ксантиноксидаза ферменті өте белсенді түрде нитратты (NO3-) нитритке (NO2-) айналдыратыны бірінші рет анықталған болатын (Аликулов и др., 1980). Өсімдіктер мен микрооргнанизмдерде нитратты азоттың көзі ретінде сіңіргенде тек нитратредуктаза деген ерекше фермент ол да құрамында молибдені бар фермент нитратты нитритке айналдырады және нитрит одан ары аммонийге айналып, организм денесінде синтезделетін белоктар, нуклеин қышқылдары және т.б. маңызды қосылыстардың құрамына кіріп кетеді. Ал, жануарларда ондай фермент жоқ, себебі - жануарлар нитратпен қоректене алмайды. Жануарлардағы ксантиноксидазаның нитратты нитритке айналдыратыны қабілеті кейінірек қоршаған ортаның нитратпен ластануының зияндығына жаңа көзқарас алып келді. Нитрат өздігінен адам мен жануарлардың денсаулығына пәлендей зиян емес екені дәлелденген. Бірақ, ол нитритке айналса, үлкен қауіп алып келеді. Ал, нитриттің улылығы мынада:

1. Гемоглобиннің активті орталығындағы темір атомымен нитрит өте белсенді түрде әрекеттесіп, метгемоглобин комплексін түзеді. Оның нәтижесінде бұл белок, яғни гемоглобин оттегіні таситын қабілетінен айырылып, шеттегі жатқан органдар мен ұлпалар оттегінің тапшылығын көреді. Тыныс алу жүйесінің осылай улануын метгемоглобинемия деп атайды. Сөйтіп, метгемоглобинемия оттегінің жетіспеуіне немесе тұншығуға әкеліп соқтырады. Әсіресе бұл нәрестелер мен өте жас балалар үшін өте қауіпті - ол өлімге алып келуі мүмкін. 2. Барлық тірі организмдерде зат алмасу нәтижесінде тұрақты түрде бірінші қатардағы аминдер түзіліп отырады. Мысалы, оларға путресцин, кадаверин, спермидин, триптамин және басқа да аминдер жатады. Нитрит олармен оңай байланысқа түсіп, оның нәтижесінде нитрозаминдер деген қосылыстар пайда болып отырады. Қазіргі кезде нитрозаминдердің өте күшті канцерогендер (рак ауруын тудыратын қосылыстар) екені толық дәлелденіп отыр. Олар осындай қасиеттері жағынан афлатоксин мен бензпиреннен кейін үшінші орынды алады. Нитрозаминдер денеде көп уақыт сақталуы мүмкін және оның әсерінен қатерлі ісік клеткалары пайда болады. Нитраттың қауіпті мөлшерде адам мен жануардың организміне түсуі тағамдық көкөністерге және ішетін суға да тікелей байланысты. Осы себептен қазіргі уақытта адам және жануардың организміндегі нитриттің жануарлар организмінің ішінде пайда болу жолдарына ерекше көңіл бөлінуде. Осы тұрғыдан біз үй малы мен құстарының бауырындағы молибденді ферменттердің нитратты нитритке айналдыра алатын қабілетін зерттеуді ең маңызды мәселелердің бірі деп таптық. Бұрынғы белгілі әдісті пайдалана отырып, бауырдың экстрактындағы молибдоферменттердің нитратты нитритке айналдыратын активтігін тексердік. Әр молибдоферменттің нитратты нитритке айналдыратын активтігін бұрын жетілдірілген әдісті (Аликулов и др., 1980) пайдалана отырып анықтадық (кесте).

Қой мен тауық бауырындағы әртүрлі молибденді ферменттердің табиғи электрон донорларын пайдалана отырып, нитратты нитритке айналдыратын активтігі

Малдың түріФерменттік реакция үшін берілген заттар

+ NO3- + NO3- + гипоксантин

+ NO3-+ ацетальдегид

+ NO3-+ сульфат

Қой 0,0 25,7 0,0 0,0

Тауық 0,0 17,3 0,0 0,0

Жоғарыдағы кестеден көрініп тұрғандай, бауырдың экстракты өздігінен нитратты нитритке айналдыра алмайды. Альдегидоксидазаның субстраты - ацетальдегидті, немесе сульфитоксидазаның субстраты - сульфатты реакция ортасына нитратпен қосып бергенде де нитриттің пайда болуы байқалған жоқ. Яғни, альдегидоксидаза мен сульфитоксидаза ферменттері нитратты нитритке айналдыра алмайды деген сөз. Ал, бауыр экстрактына ксантиноксидазаның субстраты - гипоксантинді бергенде ферменттік реакцияның нәтижесінде көп мөлшерде нитрит түзілгенін байқауға болады, яғни үй малының молибдоферменттерінің ішінде тек ксантиоксидаза нитратты нитритке айналдыруға қабілетті. Қойдың бауырындағы ксантиноксидазаның нитратты нитритке айналдыру қабілеті тауықтікімен қарағанда әлдеқайда жоғары болды. Сонымен, қойдың молибдоферменті - ксантиноксидаза, жер бетінде өмір сүретін жануарлардікі секілді нитратты белсенді түрде нитритке айналдыра алатынын дәлелдедік. Қандай жағдайда балықтың ксантиноксидаза ферменті нитратты нитритке айналдыра алатыны да өте маңызды мәселе. Ол үшін біз ксантиноксидазаның осындай активтігін әртүрлі температура және рН-мәндерінде тексердік (төменгі кестелер).

Қой мен тауық бауырындағы ксантинокидаза ферментінің әртүрлі температурада нитратты нитритке айналдыратын қабілеті

Реакция орталығының температурасы,

оС

*Ксантиоксидазаның нитратты нитритке айналдыруы

Қой Тауық

10 6,3 3,6

20 17,4 9,4

30 25,7 15,8

35 45,4 30,2

40 42,7 27,8

45 26,5 13,2

50 12,4 7,8

55 8,7 3,5

60 0,8 0,4

65 0,0 0,0

* - көрсетілген температурада бір минут ішінде мал бауырының экстракты түзген нитриттің наномольдық мөлшері

Бұл тәжірибелерден алынған нәтижелер мал мен құс түрінің де ксантиноксидаза ферменті нитратты 37оС температурада ең көп мөлшерде нитритке айналдырады екен. Реакция ортасының температурасы 45оC-тан жоғары болғанда ксантиноксидазаның осындай активтігі толық жойылады.

Қой мен тауық бауырындағы ксантиноксидаза ферментінің реакциялық ортаның әртүрлірН-мәнінде нитратты нитритке айналдыруы

Жануартүрі

Реакциялық ортаның рН-мәндері

5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0

Қой 1,2 4,7 11,2 15,3 25,6 22,5 17,4

Тауық 0,4 1,6 4,3 8,6 15,8 12,3 8,6

Қой мен тауықтың ксантиноксидаза ферменті нитратты ең көп мөлшерде нитритке реакция ортсының рН 7,0 мәнінде айналдырады екен. Сонымен, жоғарыдағы кестелердегі нәтижелерді қорытындай келіп, өсімдікпен қоректенетін мал мен тауықтың екеуінің де ксантиноксидаза ферменті физиологиялық жағдайда яғни, үй малының және үй құсының денесінің температурасында және рН-мәнінде нитратты оп-оңай нитритке айналдыра алады деп айтуға болады. Бұл нәтижелерден шығатын ерекше қорытынды – үй малдары мен құстары ішетін су ортасы нитратпен ластанған болса, оның малдың организмінің ішінде нитритке айналуы малдың өзі үшін де, ондай мал етін тамаққа пайдаланатын адам үшін де өте қауіпті деген сөз. Сонымен, жоғарыда көрсетілген нәтижелердің барлығы қойдың органдарындағы молибденді ферменттердің активтігі ешкінікінен әлдеқайда жоғары екені айқын көрсетеді. Осы күнге дейін жиналған ғылыми жариаланымдарға талдау жасасақ, су өсімдіктерімен қоректенетін малдардың молибденді ферменттерінің, әсіресе ксантинокисдаза және альдегидоксидазаның активтіктері құстардікімен салыстырғанда жоғары болатыны қисынды ақиқат екен. Жоғарыда айтып кеткендей, өсімдіктердің құрамында, әсіресе сулы өсімдіктерінде жануарлар үшін бөтен қосылыстар өте көп және олардың көпшілігі биологиялық белсенді заттар, улы қасиеттері де болуы мүмкін. Сол қосылыстарды белсенді түрде биотрансформациялау үшін ксантиноксидаза және альдегидоксидаза секілді күшті тотықтырғыш ферменттердің активтігі жоғары болуға тиіс. Ал, тауық көбінесе сусыз дәндермен қоректенеді және әртүрлі жануарлардың организмдеріндегі көптеген кіші молекулалы қосылыстар бәріне ортақ, яғни бір-бірі үшін бөтен емес. Сондықтан да тауықтың молибдоферменттерінің активтігі қойдікінен әлдеқайда төмен.

Пайдаланған әдебиеттер

1. Аликулов З., Львов Н.П., Кретович В.Л. 1980. Нитрат-и нитритредуктазная активность ксантиноксидазы молока. Биохимия том. 45 № 9, стр 1714-1719.

2. Аликулов З., Львов Н.П., Кретович В.Л. 1983, О нитратдуктазной активности ксантинксидазы молока. В кн: “Биологическая роль молибдена” М. “Наука”. стр 45-49.3. Alikulov Z., Appelbaum S. 2000, Prospects and promises of stydy on molybdoenzymes in fish. Известия Евразийского государственного университета им. Л.Н.Гумилева, том 4, 74-79.

УДК: 504.6:662.61

БИОГАЗ АЛУ ЖӘНЕ ҚОЛДАНУ БИОТЕХНОЛОГИЯСЫЕвразийский национальный университет им.Л.Н. Гумилева, г. Астана, Казахстан

Студент БТ-11 Хансеит Ақерке Жетекші Абаш Алтынгул Сембайқызы

Биотехнология - (био…bios-тіршілік+thechne, (грекше) - өнер, шеберлік және logos - ғылым) - тірі ағзалар (организмдер) мен биологиялық әрекеттеді өндірісте пайдалану.

Биотехнология терминін алғаш рет 1917 жылы венгер инженері Карл Эреки енгізді. Карл Эрекидің пікірінше, «биотехнология - бұл тірі организмдер көмегімен белгілі бір өнімдерді өндіру жөніндегі барлық бағыттардағы жұмыстар» болып табылады.

Қазіргі кезде бұл терминге төмендегідей анықтама береді: Биотехнология - биологиялық процестер мен объектілерді пайдалануға негізделген экономикалық жағынан тиімді, маңызды заттарды өндіру мен жоғарғы өнімді микроорганизмдердің штаммдарын алу, өсімдіктердің сорттары мен формаларын, жануарлардың асыл тұқымын шығарумен айналысатын ғылым мен өндірістің жаңа бағыты.

Яғни, адамға қажетті өнімдерді биологиялық объектілердің көмегімен өнімдерді өндіру. Бұл ретте микроорганизмдер мен өсімдіктер және жануарлар жасушалары, жасуша органоидтері немесе биологиялық белсенді молекулалар қолданылады.

Органикалық өнімдерден биогаз алу - органикалық өнімдердің анаэробты жағдайда "метандық ашу" нәтижесінде жанар газ бөлу қасиетіне негізделген. Метандық ашу нәтижесінде бөлінетін биогаз құрамы - 50-80% метан, 20-30% көмірқышқыл газы, шамамен 1% күкіртсутек, сонымен қатар шамалы мөлшердегі басқа газдардан (азот, оттегі, сутегі, аммиак, т.б.) тұрады. Метантүзуші бактериялар органикалық қышқылдарды қажетті метанға, көмірқышқыл газына айналдырады.

Бұл күрделі жүйелену комплексіне микроорнизмдердің мыңдаған түрлері қатысады. Бірақ олардың негізгісі - метантүзуші бактериялар. Метантүзуші бактериялар қышқылтүзуші ашытқы микроорганизмдер мен салыстырғанда көбеюге ұзақ уақыт қажет етеді және қоршаған ортаның өзгерістеріне қарсы тұру потенциялы төмен. Сондықтан, ашу ортасында алғашында ұшқыш қышқылдар түзулуіне байланысты, метандық ашудың бірінші кезеңін қышқылдық деп атайды. Ары қарай қышқылдардың түзілуі және өнделуі жылдамдығы тенеледі. Сондықтан субстрактының ыдырауы мен газ түзіледі бір уақытта қатар жүреді. Газдың түзілу өнімділігі метантүзуші бактериялардың тіршілік жағдайына байланысты.

Биометаногенездің биохимиясы және микробиологиялық сипаттамасы. Бұл процестің ерекшелігі сол таза культура жағдайында басқа өнім, ал

синтрофиялық бірлестік жағдайында басқа өнім алынады. Мысалы, ірі қара мал қарнында Selenomonas ruminantum глюкозалы лактатқа дейін ашытады. Ал синтрофиялық ассоцияцияда Methanobrevibacter ruminantium ацетат, метан және СО2 түзеді.

Егер клетканы термофильді эубактериямен Clostridium thermoccelum бактериясының таза культурасымен ашытса этанол, ацетат, Н2 және СО2 түзіледі. Синтрофты ассоцияцияда Metronobacteruim thermoantotrophicum ацетат, метан СО2 түзіледі.

Сазды балшық газы "болотный газ" деп аталады. Көк түсті жалынмен жанады, иіссіз, түтінсіз жанады. Ал ағаштың, тезектің жануынан қорашаған ортаны ластайтын түтін бөлінеді.

Биохимиялық тұрғыдан метандық "ашыту" анаэробтық тыныс болып табылады. Органикалық заттардың (сірке қышқылы) электрондары көмірқышқыл газына тасымалданып, метанға дейін тотықсызданады. Метантүзуші бактериялар үшін электронның доноры қызметін сутегі атқарады. 4C6H5COOH + 24H2O → CH3COOH + 4HCOOH + 8H2

(бензоат)12CH3COOH → 12CH4 + 12CO2 (ацетат)4CHCOOH → 4CO2 + 4H23CO2 + 12H2 → 3CH4 + 6H2O4C6H5COOH + 18H2O → 15CH4 + 13CO2 Бактерия түрлерінен Methanobakterium formicicum және Metahanospirillum hungati

басым қатысады. Мысалы, Methanobakterium kadomensis st 23-20 күн жүретін метаногенезді 8 күнде жүргізеді. Ірі қара малдың, үй құстарының көнінің өнелуіне 20 күдей, ал шошқаның сұйық көнінің ашу процесіне 10 күндей қажет. Егер жыл сайын түзілетін сиырдың 300 млн.т тезегін биогазға айналдырса, алынған энергия мөлшері 33 млн.т. мұнайдан алынатын энергия мөлшеріне тенседі. Яғни , 1т сиыр тезегінің құны 0,11т. мұнайға тен. Ірі қара мал және шошқа көндерінің тең мөлшерінен, шошқа көнінен 50%-ға көп биогаз өндіріледі.

Жамбыл облысы Жуалы ауданы "Қошқар ата" ауылында биогаз алу мен қолданудың биотехнологиясы.

Зерттеу барысында дәстүрлі мал шаруашылығымен айналысатын Жамбыл облысы Жуалы ауданының «Қошқар ата» ауылына қажетті биореактордың көлемі, биогаздың өнімі мен қажетті мөлшері анықталды. Үй жануарларының (малдың) санына қарай шикізаттың (көңнің) тәуліктік дозасы (мөлшері) анықталды. ДШ – шикізат дозасы.

Малдың санына қарай ДШ анықтау: Мүйізді ірі қара 1989 х 36 кг = 71604 кг = 71,604 т (тонна) Қой-ешкі 10404 х 4 кг = 41616 кг = 41,616 тЖылқы 459 х 10 кг = 4590 кг = 4,59 тҚұс 5355 х 0,16 кг = 856,8 кг = 0,8568 тБарлығы 118666,8 кг немесе 118,6668 тЯғни бір тәулікте түзілетін шикізаттың дозасы ДШ = 118,6668 т құрайды. Зерттеу жұмысы жаз айларында жүргізілуіне байланысты, қажетті

ылғалдылыққа жеткізу үшін шикізатпен су мөлшерінің арақатынасы 2:1 құрады. Яғни, шикізатқа қосылатын су дозасы ДС = 59333,4 литр.

Мүйізді ірі қара, жылқы, қой-ешкінің көңінің, құс саңғырығының ашу процесінде биогазды көп мөлшерде 10-15 күнде бөлуіне байланысты, реактордағы ашу процесіне мезофилді режим таңдалды. Ашытудың мезофилді режимінде реактордың айналу уақыты 10-20 тәулік құрайды және шикізатты қолданудың тәуліктік дозасы (Д) реактордағы шикізаттың жалпы көлемінің (ШЖ) 1/20-ден 1/10 құрайды. Қондырғыдағы шикізаттың жалпы көлемі реактордың 2/3 көлемінен (РК) аспауы қажет.

Яғни, реактордың көлемі РК = 1,5 х ШЖ тең болады. ШЖ = 10 х Д, ал Д =ДШ+ДСДШ =118666,8 кгДС = 59333,4 лД = 118666,8 кг + 59333,4 л = 178000,2 кг = 178 т.ШЖ = 10 х 178 т = 1780 т.РК = 1,5 х ШЖ = 1,5 х 1780 т = 2670 м³ Яғни, «Қошқар ата» аулында мал санына байланысты биореактордың көлемі

2670 м³ шамасында биогаз қондырғысын орнатуға болады.Биогаздың өнімі малдың түріне байланысты анықталып, жалпы мөлшері есептелді:Мүйізді ірі қара 71,604 т > 2721 – 3688 м³Қой-ешкі 41,616 т > 1894 – 3912 м³Жылқы 4,59 т > 139 – 209 м³Құс 0,8568 т > 40 – 81 м³ Барлығы 4794 – 7890 м³«Қошқар ата» аулында мал көңінің түріне және оның тәуліктік мөлшеріне

байланысты биогаздың тәуліктік өнімінің мөлшері 4794 – 7890 м³ құрады.

«Қошқар ата» аулында орналасқан 176 үй тұрғындарының санының сараптамасы нәтижесінде бір жанұядағы адам саны орта есеппен 4 адам құрады. Жанұяға және шаруашылыққа қажетті биогаздың мөлшері - 49,6-52,6 м³. Бұл көрсеткішті 176 үйге шаққанда - 8729,6 – 9257,6 м³.

«Қошқар ата» аулындағы 176 жанұяға бір тәулікте 8729,6 – 9257,6 м³ биогаз қажет екендігі анықталды.

Қорытынды Ауыл шаруашылық өнімдерінің органикалық массасының белгілі температурада

нәтижесінде биогаз түзілетін ашу процесі жүретін герметикалық жабық ыдысты биогаз қондырғысы дейді. Барлық биогаз қондырғыларының жұмыс істеу қағидалары бір: жинақталған және қажетті ылғалдылыққа жеткізілген шикізат реакторға салынады, онда шикізатты өңдеуді жетілдіруге жағдай жасалады. Шикізаттан биогазды немесе биотыңайтқышты алуды ферментация немесе ашыту деп атайды.

Биогаз қондырғысында органикалық өнімдерді өңдеуде дайындалған шикізаттан (көң) реакторда биогаз және биотыңайтқыш түзіледі. Биогаз тазаланады, сақталады және газ жанарғысы немесе мотор отыны ретінде қолданылады. Биотыңайтқыш сақталады және жем қосындысы ретінде қолданылады немесе топыраққа енгізіледі.

Биогаз қондырғысын қолданудың экономикалық пайдасы:- отын мен электроэнергия үнемделеді;- тыңайтқыш пен гербицид үнемделеді;- биогаз және биотыңайтқышты сатуға болады;- ауылшарушылық өсіміктерінің өнімі жоғарылайды;- үй жануарлары мен құстарға жем қоспалары қолданылады;- биогаз қондырғылары бір жыл шамасында шығымын өтейді;- органикалық қалдықтар жинақталмай, қолданылуына байланысты, ауа

тазартылып, респираторлық және көз аурулары азаяды;- органикалық қалдықтардағы микроорганизмдердің жойылуына байланысты

эпидемиялық жағдай жақсарады;- экологиялық таза тыңайтқыш қолданылуына байланысты экологиялық таза

ауылшаруашылық өнімдерден денсаулық жақсарады;- тезек, көмір, ағаш отынды жинауға, тасымалдауға, кептіруге жіберілетін уақыт,

қаржы үнемделеді және сақтау орны қажет болмайды;- органикалық қалдықтардағы шөп тұқымдарының жойылуына байланысты,

арамшөпті жинауға жіберілетін уақыт үнемделеді. Биогаз қондырғысын қолданудың экологиялық пайдасы:

- ашық сақталатын көңнен түзілетін метанның (парник газы) атмосфераға бөлінуі азаяды;

- көмір, ағаш отындарының жану өнімдері мен көмірқышқыл газдың бөлінуі азаяды;

- жағымсыз иісті азот қосылыстарыммен ауаның ластануы азаяды;- көңмен су ресурстарының ластануы азаяды;- ағаштар (орман) отын ретінде қолданудан сақталады;- химиялық тыңайтқыштарды қолдану азаяды. Яғни, ауыл тұрғындарының тұрмысына және шаруашылығына қажетті

энергия көзімен олардың малдары түзетін шикізат бөліп шығаратын биогаз мөлшері толығымен қамтамасыз ете алады. Бірақ, ауылда анықталған көлемде биореакторлы биогаз қондырғысы орнату ұсынылады. Пайдаланған әдебиеттер тізімі:

1. Сасон А. биотехнология: свершения и надежды. 2. М.; Мир 1987.- 410c3. Нейфах А.А Клеточные и генетические основы биотехнологии - М.: Знание, 1987.-

64c4. Громов Б.В., Павленко Г.В. Экология бактерии Л.:ЛГУ, 1989. -248c

5. Миллер Т. Жизнь в окружающей среде . Том ІІ . М.:Прогресс.1994.-335c6. Стейниер Р.,Эделберг Э., Ингрем Дж. Мир микробов. М.: Мир, 1979.T. 1-3. 7. Шлегель Г. Общая микро биология М.:Мир 1987.563c. 8. Метаболизм микроорганизмов под.ред.Н.С.Егорова М.:МГУ.1986.-256с9. 8.Гусев М.В.: Минеева Л.А микро биология М.:МГУ. 1992.-376с10. Веденев А.Г., Веденев Т.А. Биогазовые технологии в Кыргыстане Бишкек "евро"

2006.-90с

УДК 576.3.312

ПРОИЗВОДСТВО ИММУНОГЕННЫХ БЕЛКОВ В РАСТЕНИИ – ПЕРСПЕКТИВНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ СОВРЕМЕННОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ

А.А.Чистякова, К.Х. Алмагамбетов, Heribert WarzechaЕвразийский национальный университет им.Л.Н. Гумилева, г. Астана, Казахстан

e-mail: anna11171@mail.ru

Растения занимают одно из центральных мест в жизни каждого человека: это и продукты питания, и одежда, и строительный материал, а также важный источник лекарственных веществ, против огромного количества заболеваний. Уже сегодня благодаря достижениям в областях молекулярной биологии и биотехнологии получены растения, в геном которых встроен фрагмент генома патогенного микроорганизма. Такие растения приобретают способность к производству веществ, обладающих вакцинными свойствами, что является большим преимуществом по сравнению с традиционно используемыми методами.

Проекты под общим названием «съедобные вакцины» ведутся достаточно давно. Идею создания трансгенных растительных вакцин впервые высказал в 1992 году американский ученый Х. Мейсон в своей статье «Expression hepatitis B surface antigen in transgenic plants». В статье автор рассказывает о способе получения вакцины против гепатита В на основе трансгенного табака. Рекомбинантный белок (поверхностный антиген (HBsAg) вируса гепатита В) выделенный из табака, при инъекции мышам вызывал у них такой же специфичный иммунный ответ, как и при использовании стандартной трансгенной вакцины из дрожжей. Несколькими годами позже появились еще две «съедобные вакцины» — противохолерная и противокоревая. И та, и другая прекрасно зарекомендовали себя в опытах на животных: после кормления трансгенным картофелем у мышей вырабатывался иммунитет к холере, а после кормления табаком — к кори. Затем был создан трансгенный картофель, продуцирующий HBsAg, и с 1998 года начались эксперименты на добровольцах.

Исследования проводились на базе нескольких университетов США: университета Мэриленда в Балтиморе, института растениеводства Бойса Томпсона при Корнельском университете в Итаке, штат Нью-Йорк, и университета Tulane в Нью-Орлеане. Проведенные эксперименты показали, что «съедобная вакцина» способна вызвать иммунную реакцию у человека. Активность подобной вакцины к гепатиту В была доказана после того как поедание 42 испытуемыми трансгенного картофеля стимулировало выработку антител к HBsAg у 60% добровольцев. Причем чем больше антивирусного картофеля ели испытуемые, тем более устойчивым был результат. В другом исследовании, 10 из 11 добровольцев, получавших в день по 100 гр. сырого картофеля, продуцирующего антигены энтеропатогенной кишечной палочки,

вызывающей различного рода расстройства пищеварения, начали вырабатывать в слизистой кишечника антитела к этому возбудителю. Немного позднее были испытаны «картофельные» вакцины к вирусу Ньюарк (возбудителю диареи) также с обнадеживающими результатами. Всего за истекший период времени для проведения испытаний синтезированных в растениях антигенов было задействовано 82 добровольца.В январе 2006 года в США была получена первая лицензия на продажу первого вакцинного препарата из трансгенных растений в розничной торговой сети.

В результате проведения научных исследований по данному направлению учеными было установлено, что растительный организм в качестве живого биореактора для производства вакцин нового поколения подходит гораздо больше, чем другие живые организмы. Преимущество заключается в том, что в отличие от бактерий и дрожжей растения как высшие эукариотические организмы в состоянии осуществить качественную пространственную укладку протеиновых молекул, так называемый Folding. Это важно для получения таких посттрансляционных модификаций молекул антигенов, которые способны вызвать иммунную реакцию у живого организма после их введения.

Другое преимущество растительных вакцин заключается в том, что происходит колоссальная экономия средств, предназначенных в случае использования традиционных технологий на процесс очистки целевых продуктов. Не секрет, что более половины себестоимости вакцинных препаратов принадлежит длительному и кропотливому процессу их очистки от компонентов живой материи, в которой они были синтезированы. В случае же производства съедобных вакцин ученые добиваются такого состояния, когда растение накапливает целевые вакцинные белки в определенных органах: листьях, корне, плодах или семенах. Не трудно догадаться, что используя живые органы растения с накопленными в них вакцинными веществами можно обойтись без процесса очистки вообще, так как сама живая клетка является уникальной системой сохраняющей вакцинные вещества в первозданном состоянии.

В-третьих, для получения полноценной иммунной реакции организма на антиген необходимо, чтобы достаточная его масса достигла слизистой оболочки кишечника и оттуда лимфатических сосудов, связанных с ним. Этого также можно достичь и другим путем – если ввести вакцину через инъекцию шприцем в кровяное русло. Но для такой процедуры требуются лабораторные условия, и соблюдение стерильности. Растительную же вакцину можно вводить в живой организм без использования стерильных лабораторных условий и специального инструментария – достаточно употребить растение ее содержащее в пищу. Прочная целлюлозная оболочка в состоянии предохранить живое содержимое клетки от действия желудочного сока, и способствует достижению вакцинными веществами отделов тонкого кишечника в неповрежденном виде. Количество вводимого вакцинного вещества может быть отрегулировано в каждом конкретном случае отдельно, и не составит особых затруднений ввиду того, что накапливаться такое вещество в растении будет в большом количестве и от этого его стоимость будет очень низкой.

И, наконец, в отличие от животных клеток клетки растений не содержат в своем составе патогенные для человека и животных вирусы и прионы, и поэтому могут служить безопасным источником иммуногенных рекомбинантных белков.

Таким образом, растительная клетка может быть использована как универсальное и безопасное приспособление для сохранения, транспорта и введения в организм иммуногенных протеинов, способных вызвать полноценную иммунную реакцию организма, сопровождающуюся выработкой специфических антител.

Поиск различных систем для экспрессии чужеродных генов в растении за последние десять лет был связан с развитием нескольких подходов. Первым из них был предложен путь использования трансгенных растений, в ядерный геном которых перенесены гены, контролирующие синтез соответствующих гетерологичных белков. Получение таких растений было основано на природной способности почвенной бактерии Agrobacterium tumefaciens переносить часть своей собственной ДНК в виде Т-области в растительные

клетки. Именно эта часть Ti-плазмиды была использована учёными для переноса генно-инженерных конструкций, включающих различные целевые гены. При переносе в ядерный геном растения чужеродные гены, как правило, стабильно интегрируются и передаются потомкам в последующих поколениях согласно законам Менделя.

Другой способ – перенос экзогенной ДНК в геном хлоропластов, содержащий в среднем от 5 до 10 тыс. копий ДНК на клетку. За счёт этого уровень экспрессии чужеродных белков может достигать значений, сравнимых с уровнем экспрессии в E. coli (до 40 % от суммарного белка клетки). Однако данный способ связан с чрезвычайной сложностью методов трансформации и последующего отбора.

Еще один путь использования растений для накопления белков гетерологичного происхождения основан на природной способности растительных вирусов проникать и колонизировать растительные ткани. На этой основе появляется возможность использования вирусного генома в качестве вектора для доставки, а также и в качестве матриц для транзиентной экспрессии генов, кодирующих синтез целевых белков.

В рамках моей диссертационной работы «Оптимизация технологии получения иммуногенного мембранного протеина Brucella abortus в растительных клетках» была произведена серия опытов по освоению методов производства иммуногенных белков в растительных клетках. В качестве объектов нашего исследования были выбраны: Nicotiana tabacum как модельная система растительного организма, и Brucella abortus как представитель патогенных микроорганизмов. Иммуногенные белки Brucella abortus к каковым, например, относятся целый ряд мажорных белков наружной мембраны: Omp1, Omp2b, Omp16, Omp19, Omp25, Omp31 и т.д. представляют из себя богатый материал для проведения экспериментальной работы. Так в наших исследованиях была использована нуклеотидная последовательность иммуногенного белка Omp16. Кроме этого, применяя традиционные технологии производства вакцин, до сих пор не получено эффективной противобруцеллезной вакцины, которая полностью предохраняла бы от заболевания бруцеллезом привитых ею людей и животных. Поэтому актуальность создания альтернативных видов вакцин, способных решить проблему эффективной защиты от патогенного микроорганизма, на сегодняшний день очень высока.

Наши исследования проводились на базе лаборатории молекулярной биологии и биотехнологии растений, Дармштадского технологического университета (Германия). В рамках запланированного объема работ нами была произведена ядерная и хлоропластная трансформации, а также осуществлен процесс транзиентной экспрессии в растениях Nicotiana tabacum при помощи почвенной бактерии Аgrobacterium tumefaciens. Сначала целевой ген Omp16 мы встраивали в экспрессионную плазмиду, и переносили в агробактерию. Затем при помощи агробактериального переноса мы встраивали рекомбинантную ДНК, несущую целевой ген, в растительный геном. Впоследствии регенерированные из трансгенных клеток растения несли в себе чужеродный ген, экспрессия которого достигала 0,5% всего растворимого белка клетки.

Другим методом, использованным нами для достижения стабильной трансформации целевого гена Omp16 в пластом Nicotiana tabacum был метод биобаллистики. Для этого мы использовали заряженные чужеродной ДНК золотые частицы, которыми расстреливалась живая растительная клетка. Некоторое количество таких частиц попадая в клетку интегрируют свою ДНК в пластом используемого в опыте растения, в данном случае в пластом Nicotiana tabacum. Затем трансформированные клетки Nicotiana tabacum проходят селекцию, и используются для последующей регенерации из них растений, несущих встроенный целевой ген Omp16.

Для достижения следующего высокоэффективного способа – процесса временной экспрессии – нами были использованы растения Nicotiana tabacum, инфицированные модифицированным растительным вирусом (ВТМ), содержащим чужеродный ген Omp16. Сразу после заражения у растений происходило кратковременное увеличение синтеза желаемого иммуногенного протеина. В этом заключается преимущество данного пути

получения целевого белка. Однако процесс производства мультимеров, таких, например, как HBsAg и ему подобных, при помощи временной экспрессии до сих пор не достигнут.

Мы полагаем, что подобные исследования имеют важное значение для углубленного понимания и совершенствования новых технологий производства иммуногенных протеинов в растительном организме, что в конечном итоге должно привести к открытию новых высокоэффективных и низкозатратных путей их производства, и тогда растения в качестве съедобных вакцин станут обыденной реальностью.

УДК 604.6:63

СҮТТІҢ ҚОРЕКТІК САПАСЫ ЖӘНЕ СҮТТЕГІ МИКРООРГАНИЗМДЕР

Қостанай қаласы, А.Байтұрсынов атындағы Қостанай мемлекеттік университетінің, Аграрлы-биологиялық факультетінің, биология және химия кафедрасының магистранты

Аубакирова Жанна Түбекбайқызы

Ұлы орыс физиологы И.П. Павловтың айтуынша – сүт табиғаттың өзі дайындаған таңғажайып тағамы.

Сүт тағамдарын дайындау қазір өндірістік жағдайда игерілді. Бүгiнгi таңда елiмiзде 200-ден астам сүт өңдеу кәсiпорындары бар.

Орыстың дәрігер ғылымы Н.И. Лунин витаминдерді анықтаудағы тәжірибесінде дәлелдегеніндей, табиғи сүт құрамында адам мен жануарлар ағзасына қажетті барлық заттар бар, яғни 20-дан астам амин қышқылдары, 20-дан астам май қышқылдары, 50-ден аса макроэлементтер және микроэлементтер, 16-ға тарта витамин, қанттың 3 түрі, түрлі ферменттер, сондай-ақ тотығу, орын басу, зат алмасу процестерінің қалыпты жүруін, сүттің бактерицидтік касиеттерін камтамасыз ететін гормондар мен иммунды денелер көптеп кездеседі.

Сүт құрамындағы ақуыздың бастылары казеин, альбумин және глобулин болып табылады. Сүт белогының құрамында адам организімінде синтезделетін амин қышқылдары болғандықтан, ол жоғары сапалы тағам болып саналады. Сүттің майлылығы – негізгі сапа көрсеткіші. Сүт құрамындағы май қаныққан және қанықпаған май қышқылдарынан тұрады, олар тағамның маңыздылығын арттырады. Көмірсулар сүтте лактоза қанты түрінде кездеседі. Негізінен сүттің ұюында маңызы зор энергия қоры болып табылады. Сүт қышқылы жануарлардың бұлшық етіндегі гликолиз процесінің соңғы өнімі болып табылады. Сүт қышқылы және оның тұздары тоқыма, тері илеу өнеркәсібінде, медицинада кеңінен қолданылады. Сүттегі кездесетін минералды заттар организмдегі зат алмасудың, дене сүйектің өсіп жетілуін, денедегі осмос қысымының тұрақтылығын сақтауда, тістердің түзілуінде пластикалық материал болып табылады. Сүт элементтік құрамы бойынша кальций мен фосфорға бай. Шикі сүт құрамында ретинол, токоферол, тиамин, никотин қышқылы, аскорбин қышқылы кездеседі. Бұл витаминдер зат алмасу процесінің қалыпты жүруіне және организмнің өсіп жетілуіне қажет. Сүттің химиялық қасиеті – активті және жалпы қышқылдылығымен сипатталады. Сүт қышқылы әсерінен түзілетін ұйындыдан кефир, простокваша, ірімшік, кілегей және қаймақ дайындауға болады. Сүттің қышқылдылығы 18ºТ шамасынан аспауы тиіс. Сүттің физикалық қасиеттері сүт тағамдарының технологиялық әдістері-қыздыруға, салқындатуға, мұздатуға, ашытуға, ұйытуға әсерін тигізеді [1]. Сүт және сүттен дайындалатын тағамдар микроорганизмдердің өсіп-өнуі үшін қолайлы тіршілік орта болып табылады, бұлардың тіршілік әрекеті салдарынан сүт тағамдары тез

бұзылады. Сүт тағамдарында кездесетін микроорганизмдерді – бактериялар, ашытқы және зеңдер деп үш топқа бөледі Бактериялар тобынан сүт өндірісінде кеңінен пайдаланатыны сүт қышқылы бактериялар. Сүт қышқылы бактериялары көбінесе моно және дисахаридтерді ашытады, ал крахмал және сол сияқты күрделі қанттар-полисахаридтерді ашыта алмайды. Соңғы жылдары шар тәрізді сүт қышқылы бактерияларының ішінде крахмалды едәуір дәрежеде ашыта алатын топтар табылып, өндіріске ұсынылды. Кейбір сүт қышқылы бактериялары басқа, әсіресе шіріту бактерияларына жойқын әсер ететін антибиотиктерді бөлетіні анықталды Сүт қышқылы бактериялары азот көзі ретінде оның органикалық қосылысын пайдаланады. Олардың көпшілігі белоктарды, амин қышқылдарын, пептидтерді және полипептидтерді сіңіре алады. Сүт қышқылы бактериялары аммоний тұздарымен қоректейбейді деген пікір бар. Бірақ олар табиғатта өте аз.Сүт қышқылы бактериялары 7-ден 42 градус жылылық арасында тіршілік ете алады. Әрине, бұлар спора түзбейтіндіктен температура жоғарылағанда қырылып қалады. Тіршілік ету барысында олар қышқыл түзеді. Сөйтіп ортаны қышқылдандырып, басқа микроорганизмдердің тіршілік етуіне жол бермейді. Реакциясы бейтарап ортада олар өте жақсы тіршілік етеді [2].

Ашытқылар – орта есеппен алғанда бактериялардан он еседей үлкен микроорганизмдер. Сүт ашытқылары факультативтік анаэробтық микроорганизмдерге жатады. Олар ауада оттегінің бар, жоғына қарамастан сүттің барлық қабаттарында бірқалыпты көбейіп, өсіп-өне береді. Олар спиртті ашуды тудырады. Сондықтан бұл микроорганизмдер ашытқы жасау өндірісінде кең пайдаланылады. Сүт өндірісінде бүршіктеніп көбейетін ашытқылар, әсіресе кефир, қымыз сияқты қышқыл сүт тағамдарын даярлауға көп пайдаланылады. Бұл ашытқылар сүт қантын спиртке және көмір қышқылына дейін ыдыратады, мұның салдарынан тағамның дәмі жақсарып сіңімділігі артады. Сүт ашытқыларының грамм-оң және грамм-теріс микробтарына бактерицидтік және бактериостатикалық әсер ететін заттарды бөліп шығаратынын эксперимент жүзінде А.Скордумова байқады. Ацидофильді таяқша тудыратын антибиотикалық зат ретінде де ашытқы антибиотигі қышқылды ортада анағұрлым активті болды. Ол туберкулез таяқшасының, тифоз, дизентирия, дифтерия бактерияларының өсіп-өнуін тоқыратады [3]. Зең – бактериямен ашытқыларға қарағанда күрделі организм. Олар жіп сияқты гифтерден түрады. Ал гифтер мицелий түзеді. Зеңдер споралар арқылы өсіп-өнеді. Олар ішкі (эндогенді) және сыртқы (эктогенді) болып екі топқа бөлінеді. Зеңнің аспергиллус атты түрі тағам жоғары ылғалдықта сақталса, тез өрбиді де тағамды бұзады . Сүт зеңі. Аппақ барқыт сияқты болып тұтаса көбейеді, сыр және сарымай сияқты тағамдарды дұрыс сақтамаған жағдайларда, бетін қаптап кетеді. Сүт зеңі тағамға мал сауған ыдыстан және басқа қондырғылардан жұғады [4].Микроорганизмдердің тіршілік әрекетін реттеу үшін оларға жылумен, жарықпен, ылғалмен әсер ете отырып олардың өсіп өнуіне қолайлы жағдайлар жасауға немесе тікелей жойып жіберуге болады.Жарық сәулесі (ультрокүлгін сәуле), микробтардың қай түрін болмасын жойып жібереді. Жарық сәулесіне, әсіресе, патогенді микробтар төзімсіз келеді.

Сүт өнеркәсібінде микроорганизмдердің тіршілік әрекетін реттеу үшін көбінесе жылу пайдаланылады. Микробтардың тіршілік әрекетін бәсеңдету немесе тоқтата тұру үшін температура қолданылады. Ол үшін сүтті тоңазытатындығы белгілі. Желіннің үрпінде әр уақытта микробтар болады. Ал үрпінен желінге, одан сүт қалдықтарына жақындаған сайын микробтар саны азая түседі. Ғалымдардың ғылыми деректерінде сүттің алғашқы тамшыларында кейінгі тамшыларына қарағанда микробтар саны 12 есе көп болатындығы дәлелденді [5].

Жалпы сүттегі микроорганизмдердің сапасы да, саны да өзгеріп отырады және ол белгілі бір кезеңмен байланысты.Сүт қышқылы бактерияларымен бірлесіп тіршілік ететін ашытқылар эволюциялық даму барысында қалыптасқан деп қарау керек.Микроорганизмдерді жою үшін оларға жоғарғы

температурамен: стерилизациялау-сүтті 100°С асыра қыздыру, қайнату және пастеризациялау- қайнатпай қыздыру арқылы әсер етеді.

Сүт өзі, асылында, үлкен жұмысқа лайықталып жасалған зат. Күллі сүт еметін тіршілік иелері оның ішінде адам баласы да сүтпен асыралып барып, өсіп өнеді.

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі

1. А.И. Ивашура «Сүт тіршілік тірегі» Алматы.: 1979ж., 2. Б.В. Перфильев., Д.Р. Габе «Капиллярные методы изучения микроорганизмов» Москва.: АН СССР, 1961г., 3. В.В.Аникиев., К.А. Лукомская «Руководство к практическим занятиям по микробиологии» Москва.: Просвещение, 1974г., 4. Г.Л. Селибера «Большой практикум по микробиологии» Москва.: Высшая школа, 1962г.,5. Н.С. Егорова «Практические занятия по микробиологии» Москва.: МГУ, 1980г.,

УКД 637.12.04/07

ГЕНЕТИКАЛЫҚ МОДИФИКАЦИЯЛАНҒАН ОРГАНИЗМДЕР (ГМО) ЖӘНЕ ОЛАРДЫҢ ПАЙДАСЫ МЕН ЗИЯНЫ.

Қостанай қаласы, А.Байтұрсынов атындағы Қостанай мемлекеттік университетінің, Агро-биологиялық факультетінің, биология және химия кафедрасының аға оқытушысы

Рамазанова Кунсулу Кабиденқызы, Динара Қайратқызы

Кез келген нәрсені жегеннен, аш болған артық.

Омар Хайям.

ГМО- бұл гендік кодына бөтен гендер «жабыстырылған» ағзалар болып табылады.Мысалы: картоп генінің қатарына сарышаян геннін қосу нәтижесінде біз ешқандай жәндік жемейтін картоп түрін аламыз. Немесе, күнделікті пайдаланып жүрген томатты алсақ, оған солтүстік камбаласының генін пайдаланған.Енді ол аязға төзімді ,үсімейді.Бұл бізге не үшін қажет? Ғалымдар аштықтың алдың алудың жолы осы деп шешті ме? Айтып өткен картоп өнімі колорад қоңызынан зардап шекпейді, помидорды солтүстік аязында да өсіруге болады. Сонымен бірге, бір пішінді бірақ дәмсіз алмалар әбден шіріп біткенше керемет иіс береді. Қазір байқап қарасақ сатылатын жемістер сондай әдемі, біркелкі және ұзақ сақталатын болып келеді. Ыңғайлы! Күріш геніне астық тұқымдастарында ешқашан болмаған А витаминін өндіретін генді қосуға болады. Сонымен, ғалымдар дақылдардың өнімділігін арттыру үшін олар зиянкестерге төзімді болу үшін аз уақыттың ішінде жаңа сорттар шығаруда.

Ең кең таралған гендік модификацияланған дақылдарға - соя жүгері, бидай, қызылша, мақта, рапс, картоп жатады.

ГМО-қауіптілігі гендердің орналасуымен байланысты. Гендердің өзгеріске ұшырауынан белгісіз улы заттар түзіліп , адам мен жануарларда аллергия тудыруы мүмкін. Генді орналастыру үшін транспозон вирусын немесе плазмиданы қолданады. Олар ағза жасушасына еніп, жасуша ресурсын өзінің гендік тізбегін нөмірлерін құруға пайдаланады [1].

Қазіргі кезде гендерді орналастырудың кең таралған түрі бар. Біріншісі-биобаллистикалық пушка. Онда алтынның микробөліктерін немесе гендер жағылған гендермен жасушаны атады. Мұндай жағдайда қанша жаңа гендер орын ауыстырғанын

білу мүмкін, білу мүмкін емес. Екіншісі-ең кең таралған және өте қауіптісі плазмид арқылы. Генді енгізу. Онда ісік түзуші бактериялар қолданылады. Неміс ғалымдары ГМ азықтан плазмидалардың тұқым қуалайтынын анықтаған.«Трансгенді азықтарды» қолдану адам үшін өте қауіпті екенін ресей ғалымдарының еңбектерінен көруге болады.(Монастырский,Кузнецов,Куликов) және World Scientists Statement [2].

ГМО-иммунитетттің төқмендеуі,аллергиялық реакциялардың өліммен аяқталуы,ісік аурулары.

Кейбір ғалымдар трансгенизацияны «жеделдетілген» селекция деп қарастырады.Бірақ біз білеміз селекция көмегімен туыс ағзалардың гибридін алуға болады,яғни картоптың бірнеше сортын шағылыстыру ,картопты алмамен немесе помидорды балықпен шағылыстыру емес.

Табиғатта әр түрге жататын ағзалар арасында шағылысу жүрмейді.Егер жүре қалған өзінде ұрпақ бермейді.Мысалы:есекпен атты, арыстан мен жолбарысты шағылыстыру.

ГМО қолданған ағзаларда да өзгерістер болатыны анықталған , тіпті адам сілекейімен ішек микрарларасынан.Тышқандарға жүргізілген экспиременттерде ГМ құрам олардың ұрпақтарынан да табылған.Сонымен ғалымдар ГМО тек қана өнімде емес,сонымен қатар оны қолданғандарда ,олардың ұрпақтарында кездесетінін анықтады.

Құрамында ГМО бар азықтар өндірушілерін өте көп табыс әкеледі. ГМО және трансгенді азықтарының қауіпсіздігін тексеру, негізінен өндіруші есебінен жүреді. Сондықтан, ол обънкивті болып саналмайды мүмкін сол себептен кейбір ғалымдардың ГМО қауіпті деп ескеруін естігілері келмейді.ГМО азықтарын пайдаланудың зияны [3].-өте қауіпті аллергиялық реакциялардың пайда болуы.Мысалы:АҚШ адамдар ГМО өнімдерін еркін қолданады.Аллергиямен ауыратындар саны 70% құрады.Ал, Швецияда 7%,бұл өнімдерді қолдануға тыйым салынған.-Трансгенді өнімдерді пайдалану асқазанның сілемейлі қабатының құрылымын бұзады.Зат алмасудың бұзылып , иммунитететің төмендеуіне әкеледі.-Ісік ауруларының көбейуіне себеп болады.Жасушаларды мутацияға ұшыратады [4].

Сауалнама нәтижелеріГендік модификацияланған өнімдер туралы студенттердің білімімен көзқарасын анықтау мақсатында 1-ші және 4-ші курстар арасында сауалнама жүргіздім. Сауалнама төмендегі сұрақтардан тұрды.1. Жасы2. Жынысы3. Гендік модификацияланған өнімдер туралы не білесіз?4. ГМӨ-ді қолдануды қолдайсыз ба?5. Газет, журналдардан гендік модификацияланған өнімдер туралы оқыдыңыз ба?6. Сатып алған азық-түлігіңіздің сақталу мерзімі мен маркасына мән бересіз бе?7. Сіз гендік модификацияланған азық-түлікті арзан болғасын аласыз ба? 8. Тамақ өнімдерінің сапасын бақылайтын мемлекеттік қызмет орындары туралы не білесіз?9. Гендік модификацияланған өнімдер туралы көбірек білгіңіз келе ме?10. Гендік модификацияланған өнімдерді қаншалықты зиян деп санайсыз?Қорытынды

Сауалнаманы талдау кезінде 1-2 курс студенттерінің гендік модификацияланған азық-түліктер туралы естіп, білгендері 40% (пайызды) ал, 3-4 курс студенттері 60% (пайызды) құрды.

Гендік модификацияланған азық-түліктер XX ғасырдың биология саласындағы үлкен жетістігі. Бірақ, негізгі сұрақ- осы азық-түліктердің адам ағзасына әсері болып отыр.

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі

1. Красовский О.А. Генетически модифицированная пища: возможности и риски // Человек, 2002, № 5, с. 158–164.2. Поморцев А. Мутации и мутанты // Faкел, 2003, № 1, с. 12-153. Чечилова С. Трансгенная пища. // Здоровье, 2000, № 6, с. 20–23.4. Поморцев А. Мутации и мутанты // Faкел, 2003, № 1, с. 12-15

УДК 66.014:664.8/9

СОЗДАНИЕ ЙОДОБОГАЩЕННЫХ ПРОДУКТОВ НА ОСНОВЕ ПРУДОВОЙ РЫБЫ

Слободяник В.С, Нгуен Тхи Чук Лоан, Алтухова Е.В., Маслова Ю.И.ГОУ ВПО Воронежская государственная технологическая академия,

г. Воронеж, Россия, meatech@yandex.ru

В России более 50 миллионов человек проживает на территориях с недостаточным содержанием йода в почве и в воде. В результате йодной недостаточности до 25 % взрослого населения России страдает различными заболеваниями щитовидной железы, что характеризуется снижением сопротивляемости к инфекциям, уменьшением выносливости, избыточной массой тела, ожирением, ухудшением состояния волос и ногтей, а также развитием заболевания – эндемического зоба (базедова болезнь, кретинизм). В некоторых регионах этот показатель доходит до 50 %. Длительный дефицит йода является фактором риска для возникновения рака щитовидной и молочной желез.

В соответствии с нормами суточное потребление йода должно составлять 120-150 мкг для взрослых, 50 мкг для детей. По данным исследований Г. А. Герасимова и Свириденко Н. Ю. (2007) реальное потребление йода составляет всего 40-80 мкг в день, т. е. в 2-3 раза ниже рекомендуемого уровня. В этой связи медико-социальное и экономическое значение йодного дефицита в России огромно и заключается в существенной потере интеллектуального, образовательного и профессионального потенциала нации, так как более или менее выраженный дефицит йода наблюдается практически на всей территории России.

Йододефицитные заболевания можно предотвратить путем проведения массовой йодной профилактики при помощи фармацевтических таблетированных препаратов, биологически активных добавок (БАД) различных форм, а также пищевых продуктов богатых йодом или им обогащенных. В последнее время на потребительский рынок поступает большой ассортимент продуктов и пищевых добавок, в состав которых наряду с различными микроэлементами и витаминами входит и йод.

Рыбная промышленность является одной из ведущих отраслей на российском продовольственном рынке, а развитие прудовых хозяйств направлено на обеспечение рынка ценной для питания человека прудовой рыбой. Прудовая рыба по своим пищевым и биологическим показателям может рассматриваться как перспективное сырье для производства широкого ассортимента функциональных продуктов, обогащенных йодом. В конструировании рецептур функциональных продуктов с целью обогащения эссенциальными биологически активными веществами целесообразно использовать натуральные источники.

Одним из наиболее богатых йодом источников являются морские водоросли, такие как фукус, ламинария, филлофора, накапливающие йода до 1% от общего веса. Некоторые

виды морских рыб, моллюски, крабы так же богаты йодом. Растения, водоросли, морепродукты в питании используются как самостоятельные пищевые продукты рациона, как компоненты пищевого продукта и как источник биологически активных веществ

Морская капуста или ламинария содержит большое количество органического йода (до 590 ± 220 мг в 1 кг). В ее состав входят незаменимые липиды, включающие полиненасыщенные жирные кислоты (до 5 %), белки, которые содержат пенные эссенциальные аминокислоты (2,5-6,3 %). Существенное значение имеет способность морской капусты активизировать иммунобиологическую защиту организма, усиливать лечебный эффект при онкологических и сердечнососудистых заболеваниях, восстанавливать витаминно-минеральную недостаточность и т. д. Высокое содержание фитоколлоидов (ламинарина. альгината) дает возможность ламинарии формировать структуру пищевых продуктов. Они приобретают плотную консистенцию, не распадаются при порционировании, обладают высокой влагоудерживаюшей способностью, обеспечивающей их сочность и нежность. Ее можно использовать в качестве пищевой добавки при изготовлении бутербродных масел, сыров, паштетов, майонезов, кетчупов, крекеров, чипсов и т. п. Особенно эффективно обогащение морской капустой мясных изделий, имеющих в своем составе большое количество аминокислоты тирозин.

В качестве источника, богатого легкоусвояемым полноценным белком, полиненасыщенными жирными кислотами, целым комплексом жиро- и водорастворимых витаминов, макро- и микроэлементов можно с успехом рассматривать одного из представителей промысловых гидробионтов – кальмара тихоокеанского. Особое значение имеет тот факт, что в процессе разделки кальмара чаще всего наиболее востребованными в пищевом отношении является его филе (или мантия), а голова и щупальца не всегда находят применение, то очевидна целесообразность использования этой фракции для получения фаршевых продуктов, что решает насущную проблему рационального использования сырья. На основе переработки кальмаров можно получать ценные диетические и лечебно-профилактические продукты, обогащенные йодом.

Поэтому является актуальной задача создания функциональных пищевых систем, обогащенных йодом на основе переработки прудовой рыбы с использованием кальмара тихоокеанского и ламинарии. Наиболее целесообразно обогащать продукты массового потребления, доступные всем группам населения и регулярно используемые в повседневном питании. При этом необходимо учитывать возможность химического взаимодействия обогащающих добавок между собой и с компонентами обогащаемого продукта и выбирать такие сочетания, формы, способы и стадии внесения, которые обеспечивают их максимальную сохранность в процессе

производства и хранения.

С этой целью проведено изучение химического, массового составов, функционально-технологических свойств, перевариваемости мяса прудовых рыб из разных прудовых хозяйств. В ходе анализа полученных результатов установлено, что карп и толстолобик являются хорошим сырьем для производства рыбных фаршевых полуфабрикатов, таких как паштеты, котлеты биточки, палочки, фигурные изделия в виде звездочек, сердечек, рыбок, колец и др.

Были разработаны различные рецептуры паштетов и котлет из фарша прудовой рыбы с добавлением фарша кальмара и ламинарии. Для обоснования количества внесения кальмара и сушеной ламинарией учитывались суточная потребность человеческого организма в йоде (100-150 мкг в сутки) и его потери в ходе технологического процесса (~ 40 %) и органолептические характеристика готового продукта.

За счет незначительного содержания йода в мышечной ткани прудовой рыбы в рецептуру паштета на основе карпа включали фарш из кальмара в расчете 60 кг на 100 кг готового продукта, в рецептуру котлет на основе толстолобика включали фарш из кальмара в расчете 30 кг на 100 кг готового продукта или добавляли ламинарию в расчете 0,1 кг на 100 кг готового продукта.

Разработанные продукты после кулинарной обработки содержат в среднем 54 мкг йода на 100г готового продукта, имели высокие показатели пищевой и биологической ценности за счет сбалансированного аминокислотного состава, а также обладали хорошими функционально-технологическими свойствами, что позволило рекомендовать его для всех категорий населения, включая детей школьного возраста. Высокая пищевая ценность продуктов сочеталась с прекрасными органолептическими показателями.

Внедрение технологии разработанных продуктов существенно расширит ассортимент продуктов функционального назначения на основе природных компонентов, позволит в определенной мере решить актуальную проблему иммунодефицита йода.

УДК 573.6.086.83

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ВТОРИЧНЫХ РЕСУРСОВ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ РАПСОВОГО МАСЛА

Е.И. Белова, С.С. Забурунов, И.А. ГлотоваГОУ ВПО Воронежская государственная технологическая академия

Сегодня в структуре производства и переработки продукции растениеводства рапс позиционируется как культура, имеющая большое продовольственное, кормовое, техническое, агротехническое и экологическое значение. Он является одной из важнейших масличных и кормовых культур. Расширение его посевных площадей имеет широкие перспективы в России, прежде всего для производства растительного масла, годовое потребление которого должно вырасти с 8,8 до 13,2 кг на душу населения, а также как источник биотоплива.

Дефицит в пищевых растительных жирах обусловливает высокую потребность в рапсе со стороны масложировых компаний. Из семян рапса сортов «00»-типа – безэруковых и малогликозинолатных - получают ценное масло с высокой биологической ценностью, которое за рубежом широко применяется непосредственно для питания, а также для производства маргарина, майонеза, комбижира, кулинарного жира, салатного масла, мороженного, шоколадной массы и др. продуктов. Энергетическая ценность рапсового жмыха выше, чем сои и пшеницы, что благоприятствует его использованию в кормовых целях. Минеральный состав рапсового шрота также значительно богаче соевого (табл. 1).

Таблица 1Минеральный состав рапсового и соевого шротов

Минеральные вещества Шротрапсовый соевый

Макроэлементы, г/кг сухого вещества:кальций 7,1 3,2фосфор 12,3 7,0магний 6,2 3,0,

Микроэлементы, мг/кгжелезо 230 160марганец 62 33цинк 75 70селен 1,0 0,1

Хорошо сбалансированный по незаменимым аминокислотам, и особенно по серусодержащим (табл. 2), белок рапса весьма интересует специалистов в области

питания, но его использование ограничено из-за антипитатальных веществ, важнейшие из которых - тиогликозиды, предшественники соединений, вызывающих нежелательный вкус или приводящих к расстройству функции щитовидной железы. В настоящее время эта проблема решается посредством выведения новых селекционных сортов и гибридов рапса с низким содержанием антипитательных веществ (сорта рапса типа «00» содержат эруковую кислоту в количестве не более 5 % от суммы жирных кислот и гликозинолаты - не выше 3 % от массы семян), что позволяет рассматривать его семена как исключительно перспективный источник растительного масла, а жмых и шрот – как дополнительный источник пищевого белка. Данное обстоятельство имеет важное значение в расширении нетрадиционных белковых ресурсов для обеспечения продовольственной безопасности России, особенно с учетом той роли, которая отводится в современных продовольственных системах новым соевым и альтернативным растительным белковым продуктам.

Таблица 2Аминокислотный состав белков рапса (г/16 г азота)

в составе продуктов, полученных по традиционным технологиямАминокислота Семена Шрот из шелушенных

семянКонцентрат Изолят

ТреонинВалинИзолейцинЛейцинФенилаланинМетионинЦистинЛизин

4,04,63,36,253,551,82,655,35

4,35,44,07,64,051,72,454,45

4,55,24,27,34,12,32,65,8

4,655,054,558,75,251,852,35,7

Цель работы – научное обоснование и реализация биотехнологических процессов комплексного использования вторичных продуктов переработки рапса при максимальной реализации биопотенциала данного вида ресурсов АПК.

В ее рамках решены соподчиненные ей задачи:сравнительная оценка рапса, сои и других растений как источников пищевого белка,

включая аспекты биологической безопасности;обоснование рациональных режимов получения белкового препарата из жмыха

рапса, с учётом преимуществ биотехнологических методов;оценка показателей качества, пищевой и биологической ценности рапсового

белкового препарата в сравнении с аналогами;разработка технологической схемы производства рапсового белкового изолята и её

аппаратурного оформления; обоснование и оценка прикладных аспектов белкового препарата на основе

рапсового шрота в получении комбинированных пищевых систем.Известны подходы по применению ферментных препаратов амилолитического

действия для получения изолята белка из растительного сырья, преимущественно из бобовых культур – чечевицы, люпина. В данном случае предлагается применение ферментного препарата протеолитического действия для изменения растворимости суммарных белковых фракций рапсового жмыха (увеличение содержания водо- и солерастворимой фракций при уменьшении содержания и щелочерастворимой фракции в составе его биополимерной белковой системы), что положительно сказывается на функционально-технологических свойствах и массовом выходе белкового препарата.

Предложена и обоснована рациональная схема переработки рапса в соответствии с материальными потоками. В результате проделанной работы нами обоснована целесообразность использования рапсового шрота как дополнительного источника белка

при разработке биологически полноценных обогащённых незаменимыми факторами питания продуктов нового поколения на основе принципов пищевой комбинаторики.

С целью выделения очищенного препарата белка рапса с функциональными свойствами, адаптированными к производству комбинированных продуктов питания с использованием сырья животного происхождения предложено использование новых для этой области применения, ферментных препаратов протеолитического действия: животного происхождения – «Коллагеназа пищевая» (производитель – ЗАО «Биопрогресс», г. Щелково Московской обл.) − микробиологического происхождения - GC-401 (производитель – «Дженикор интернешенел», США). Обоснованы режимы и условия получения рапсового изолята с применением биотехнологических методов, дана оценка химического состава, функционально-технологических свойств и биологической ценности полученного белкового продукта.

По общему содержанию аминокислот, как заменимых, так и незаменимых, изолят рапсового белка очень близок к изолятам соевого и чечевичного белков, в то же время в первом содержание незаменимых аминокислот (валин, лизин, фенилаланин) выше чем в остальных. Изолят соевого белка лимитирован по валину, метионину и цистину, треонину, фенилаланину и тирозину. Изолят белка чечевицы лимитирован по валину, изолейцину, лейцину, метионину и цистину, треонину (табл. 3).

Таблица 3Аминокислотный состав изолированных белков

Аминокислоты Содержание, г/100 г белка для изолятоврапсового соевого чечевичного

НезаменимыеВалин 5,32 4,8 4,0Изолейцин 3,74 4,9 3,9Лейцин 7,68 7,8 6,7Лизин 7,60 6,4 7,3Метионин 1,35 1,3 1,8Треонин 2,93 3,6 3,8Триптофан 1,54 1,4 1,3Фенилаланин 6,53 5,4 6,4

Всего: 36,69 35,6 35,2Заменимые

Аланин 4,48 4,1 4,1Аргинин 9,02 7,6 1,8Аспарагиновая кислота 10,75 11,6 10,1Гистидин 2,47 2,5 2,1Глицин 4,61 4,1 2,4Глутаминовая кислота 19,08 20,0 18,5Пролин 4,50 5,6 4,9Серин 4,98 5,1 5,1Тирозин 3,46 4,3 4,1Цистин 0,97 - 0,4Цистеин - 1,3 -

Всего: 64,64 66,2 63,5Итого: 101,3 101,8 98,7

Полученный по предложенной нами технологии изолят белка рапса имеет следующую органолептическую оценку: цвет препарата светло-желтоватый, что обусловлено наличием небольшого количества примесей, которые придают изоляту специфический, неярко выраженный запах. Полученный препарат практически безвкусен. Кроме того, следует отметить, что изолят рапсового белка является высокодисперсным

веществом, обладает хорошей набухаемостью, практически полностью растворяется в воде, гигроскопичен.С целью изыскания условий рационального использования новых отечественных белковых препаратов применительно к объектам мясной промышленности на примере изолированных биомодифицированных белков рапса нами решена задача оптимизации рецептурно-компонентного состава мясорастительных рубленых полуфабрикатов. Комплексная оценка функционально-технологических свойств изолята рапсового белка в пищевых системах позволила предложить его использование в качестве белковой добавки в рецептуре молокосодержащего напитка, а целенаправленное обогащение напитка фтором – придать ему функциональную направленность для профилактики кариеса.

УДК 573.6.086.83

ФЕРМЕНТНАЯ МОДИФИКАЦИЯ СЫРЬЯ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ ПРУДОВЫХ РЫБ В ОБЕСПЕЧЕНИИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ПИТАНИЯ

БЕРЕМЕННЫХ ЖЕНЩИН

Заверская Ю.Г., Антипова Л.В.ГОУ ВПО Воронежская государственная технологическая академия,

г. Воронеж, Россия, _ meatech @ yandex . ru

Адекватное физиологически обоснованным нормам питание имеет решающее значение в жизни каждого человека, тем более его роль возрастает во время беременности. На то есть особые причины. При беременности интенсивность основного обмена возрастает примерно на 10 %, что обусловлено повышенным потреблением кислорода и активностью плода, так что общие энергетические затраты составляют примерно 2500 ккал в день. Даже временный дефицит белков приводит к задержке развития плода и снижение его массы тела, снижается масса мозга, печени, сердца. Недостаточное количественное содержание белка в пищевом рационе беременной за счет изменения биохимического состава крови, миоиетрия, значительно увеличивает риск самопроизвольных абортов, преждевременных родов, повышение перинатальной смертности, вероятности возникновения анемии.

Для решения поставленной задачи целесообразно рациональное использование биопотенциала мяса прудовых рыб. Нами предложены модифицированные рецептура и технология рыбного суфле, полученного с использованием мяса толстолобика, желтка и белка яичного, муки пшеничной, масла сливочного, перца черного и душистого и молока. При разработке нового продукта в качестве пищевой биологически активной добавки использовали ферментный препарат Протепсин, вырабатываемый в условиях ЗАО «Завод эндокринных ферментов» (п. Ржавки, Московская область). Зарубежный и отечественный опыт показывают, что перспектива при обработке пищевого сырья принадлежит ферментным технологиям, которые опираются на известные преимущества биокаталитических процессов: высокая скорость реакций, мягкие условия их течения, избирательность и специфичность действия на различные субстраты, малый расход, возможность широкого внедрения за счет хорошей адаптированности к традиционным технологиям. Благодаря хорошей управляемости ферментные препараты позволяют значительно ускорять технологические процессы, увеличивать выход готовой продукции, повышать ее качество, экономить сырье и улучшать его возможности в получении пищи. В частности, введение Протепсина в белковую систему мяса толстолобика обеспечивает повышенную водосвязывающую способность и гидратацию белков за счет возрастания количества реакционноспособных гидрофильных групп. Это приводит к разрыхлению

структуры белков, увеличению иммобилизованной влаги, позволяет повысить сочность и нежность мяса прудовых рыб.

Для определения соотношения ингредиентов в рецептуре рыбного суфле, оптимизированной по показателю «биологическая ценность», использовали программу Generic 2.0, разработанную сотрудниками Кубанского государственного технологического университета (А.А. Запорожский, Г.И. Касьянов). Процессу проектирования предшествовал кропотливый и всесторонний анализ и систематизация физиологических процессов и норм потребления пищевых веществ и энергии для женщин во время беременности. Разработанный продукт отличается повышенным содержанием сбалансированного по аминокислотному составу легкоусвояемого белка. Анализируя его минеральный состав, следует отметить, что в составе рыбного суфле преобладают K, Ca, P. Как известно, наиболее благоприятное соотношение кальция и фосфора 1:1,5, когда образуются растворимые и хорошо всасывающиеся фосфорнокислые соли кальция, что соответствует возрастающим потребностям беременных женщин в минеральных солях.

УДК 664.8.038

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ В ОБЕСПЕЧЕНИИ ПИЩЕВОЙ ЦЕННОСТИ И БИОБЕЗОПАСНОСТИ НОВЫХ ПРОДУКТОВ

ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ НАПРАВЛЕННОСТИС ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РЫБНОГО СЫРЬЯ

Котенко И. Н., Антипова Л. В.ГОУ ВПО «Воронежская государственная технологическая академия»,

г. Воронеж, Россия, meatech@yandex.ru

В последнее время заболевания сердечно-сосудистой системы приобрели достаточно широкое распространение. Это связано с различными факторами: негативным воздействием окружающей среды на человека, стрессами, нарушением режима питания, злоупотреблением спиртными напитками, курением и т. д. Бедный витаминами и полезными веществами рацион, переедание, неправильная кулинарная обработка продуктов, употребление большого количества жирной и острой пищи – все это очень часто становится причиной развития самых разных заболеваний, в том числе и сердечно-сосудистых. В профилактических целях и для лечения современные диетологи предлагают использовать лечебные столы – специальные диеты, разработанные специалистами для людей, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Особая ценность белков рыбы обусловлена соотношением аминокислот. В ней есть все жизненно необходимые (т. н. незаменимые) аминокислоты. Отсутствие какой-нибудь из них в продукте питания приводит к задержке роста, уменьшению массы тела, к различного рода заболеваниям. Можно считать, что 200 г рыбы полностью покрывают суточную потребность организма человека в незаменимых аминокислотах. А морская рыба отличается довольно высоким содержанием аминокислот: триптофана, лизина и метионина. Это сближает их с аминокислотным составом идеального белка. Кроме того, она имеет преимущества перед белком мяса животных, поскольку содержит аминокислоту Паурин, которая выступает в качестве регулятора кровяного давления, а значит предотвращает развитие гипертонии. Таурин также стимулирует выделение инсулина, регулирующего уровень сахара в крови. Наиболее богаты таурином кальмары, креветки, криль, морской окунь, треска, тунцы и другие океанические рыбы. Мясо морских рыб обладает специфическим ароматом, что придает продукту особую пикантность. Вкус и запах морепродуктов обусловлены своеобразным составом экстрактивных веществ. В морской рыбе их больше, чем в пресноводной, поэтому морская рыба может быть

рекомендована при гастритах с пониженной кислотностью, так как она возбуждает аппетит и способствует выделению желудочного сока.

Морские организмы богаты особо ценными жирами, которые отличаются от жиров наземных животных. Рыбные жиры обладают свойством оставаться жидкими при низких температурах, чем приближаются к жирам человека, а значит лучше усваиваются. Весьма ценным свойством жиров рыб является невысокое содержание холестерина (20-30 мг %), тогда как в сливочном масле его содержится 180-200 мг %, а в животном жире - 100 мг %. Поэтому потребление человеком большого количества твердых жиров (сала, сливочного масла) способствует появлению у него атеросклероза, и, напротив, включение в рацион продуктов, содержащих жир рыбы, богатый полиненасыщенными жирными кислотами, которые растворяют холестерин, заметно уменьшает вероятность такого заболевания.

В связи с реализацией концепции Государственной политики в области здорового питания населения России первостепенное значение приобретает проблема расширения отечественного производства пищевых продуктов и обеспечения их качества и биобезопасности. При разработке продуктов нового поколения широко используются различные пищевые добавки, в том числе направленного действия. Потери при хранении пищевых продуктов и продовольственного сырья от микробиологической порчи составляют до 30 % товарной массы.

В настоящее время наиболее распространен способ защиты пищевых продуктов термической обработкой с использованием химических консервантов и синтетических органических кислот, что отрицательно отражается на качестве пищевых продуктов (ухудшаются их вкусовые и другие потребительские свойства, в продукты вносятся не органичные им химические вещества).

Средством решения проблемы является подбор активных штаммов продуцентов кислотообразующих бактерий, разработка технологии производства пищевых и биологически активных добавок к пище, обладающих защитно-профилактическими и функциональными свойствами.

Нами разработана модифицированная рецептура рыбного продукта “Икорное масло” с использованием рыбьего жира, выделенного из печени трески, и низинсодержащего биоконсерванта (разработан ГНУ ВНИИПБТ РАСХН). Проведенные расчёты подтверждают высокую пищевую и биологическую ценность изделий, полученных по экспериментальным рецептурам. Их реализация в условиях реального производства технически целесообразна и экономически выгодна.

УДК 637.69:636.546

БИОКОНВЕРСИЯ ПЕРА ПТИЦЫ В ПОЛУЧЕНИИ БИОЛОГИЧЕСКИ ЦЕННОГО КЕРАТИНСОДЕРЖАЩЕГО ГИДРОЛИЗАТА

С.В. Полянских, О.А. Мирзаева ГОУ ВПО «Воронежская государственная технологическая академия»,

г. Воронеж, Россия, meatech@yandex.ru

Проблема максимального и рационального использования непищевых белоксодержащих ресурсов может быть успешно решена с применением целенаправленной биоконверсиии, которая позволяет трансформировать функциональные и биологические свойства белковых систем, повышая их технологическую функциональность, перевариваемость и усвояемость за счет роста атакуемости субстратов под действием пищеварительных ферментов. По мнению большинства исследователей наиболее перспективным способом является ферментная модификация структуры белков. Здесь бесспорные приоритеты имеют специфические ферменты протеолитического

действия.Вопросы переработки птицы и сбора кератинового сырья в России за последние

несколько лет постепенно превратились в весьма серьезную экологическую проблему. Интенсивное развитие производства мяса птицы, особенно бройлеров, приводит также и к значительному росту объемов перо-пухового сырья.

Ограниченность растворимости, упроченность структуры и, вследствие этих причин, низкая функциональность кератинов пера требует разработки условий конверсии для придания желаемых свойств и удовлетворения существующих потребностей.

Приоритетными направлениями использования биомодифицированных кератинов по степени их рациональности следует выделить медицинские, пищевые, косметические, кормовые, экологические (рис. 1).

Мировой опыт производства кератиновых пептидов позволяет отдать предпочтение биотехнологическим методам обработки кератина с применением протеолитических ферментных препаратов. Именно такой подход позволил создать первые российские промышленные технологии получения белковых гидролизатов из перо-пухового сырья. Например, на производственной базе ЗАО НПО «ТЕХКОН» было налажено производство пептидов кератина пера (коммерческое название «КЕРОПЕПТИД») согласно техническим условиям ТУ 10.5850616.004-91 Пептиды кератина пера (керопептид). Полученные гидролизаты нашли применение в кремах по уходу за кожей, в средствах для укрепления ногтей и шампунях по восстановлению поврежденных волос. Однако, внедренная технологическая схема получения керопептида отличается рядом недостатков: недостаточно высокий процент переработки перо-пухового сырья (не более 40 %), большим содержанием минеральных солей (хлористого натрия – до 20 %) и невысокими органолептическими показателями (резко выраженный специфический запах и серый цвет). Указанные недостатки действующей технологии (в особенности, образование хлористого натрия) весьма сильно влияли на возможность увеличения массовой доли керопептида в составе композиционных смесей и расширение ассортимента продукции на его основе.

Реализация технологической схемы получения ферментативных гидролизатов из кератина пера позволяет регулировать конечный состав гидролизатов, не претендуя на применение специфических кератинрасщепляющих препаратов, дефицит которых известен, а открывает возможность использования протеолитических препаратов с широким спектром действия на белки.

УДК 573.6.086.83

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПОЛУЧЕНИЯ КОЛЛАГЕНСОДЕРЖАЩИХ ОСНОВ ДЛЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ПИТАНИЯ

В СОСТАВЕ РАЗЛИЧНЫХ ПИЩЕВЫХ ФОРМ

Прокопенко Д.В., Глотова И.А.ГОУ ВПО Воронежская государственная технологическая академия,

г. Воронеж, Россия, glotova-irina@yandex.ru

В настоящее время одним из важнейших принципов, предопределяющих эффективное развитие мясной отрасли и обеспечение всех слоев населения продуктами питания является рациональная переработка и максимальное использование имеющихся ресурсов на основе малоотходных технологий. В связи с этим особое значение приобретает применение побочных продуктов убоя и отходов колбасного производства, таких как отходы жиловки говядины, свиная шкурка, отходы шкуросырья.

В этом аспекте получение белковой основы для напитков из свиной шкурки (отхода от пластования шпика) не только рационально, но и затрагивает область получения функциональных продуктов.На слайде 1 представлен внутриклеточный синтез коллагена, где мы можем увидеть, что важную роль здесь играют аминокислоты лизин и пролин, а также витамин С; в результате опытного определения аминокислотного состава продукта, можно сделать вывод, что данными аминокислотами богата белковая основа для напитков.

Выбор свиной шкурки в качестве объекта исследования был сделан нами не случайно. Нами была проведена оценка общего химического и фракционного состава таких субстратов как смесь краевых участков шкур КРС, мездра КРС, шкурка свиная, гольевой спилок КРС после химической обработки. Из анализа данных был сделан вывод, что привлекательным сырьевым источником для получения гидролизованных форм коллагена является свиная шкурка. Данные по химическому и фракционному составу белков коллагенсодержащего сырья, в частности, свиной шкурки, представленные на слайде 2 указывают на высокую массовую долю коллагена в его составе и малую – балластных белковых фракций.

Для воздействия на исходное сырье необходим выбор препаратов, ферментные комплексы которых характеризуются высокими значениями протеолитической, коллагеназной и липолитической активности.На слайде 3 представлена сравнительная характеристика ферментных препаратов, анализ которой показывает, что в наибольшей степени требованиям удовлетворяет ферментный препарат коллагеназа, обладающий необходимой специфичностью и превосходящий по уровню коллагенолитической активности препарат панкреатин в 1,8 раза, а мегатерин в 4,2 раза. В этом аспекте существенный интерес представляет применение ферментного препарата: коллагенолитической протеиназы из гепатопанкреаса камчатского краба Paralithodes camtshatica (производитель – ЗАО «Биопрогресс», г. Щелково Московской области). Из анализа исследования химического и фракционного состава белков свиной шкурки можно сделать вывод, что на жировую фракцию приходится 17,84 % от общей массы. Для обработки коллагенсодержащих субстратов возникла потребность подбора ферментного препарата липолитического действия к протеолитическому препарату с целью его обезжиривания. В связи с этим были проведены исследования активности ферментных препаратов Липекс 100L (производитель – фирма Ново-Нордиск (Дания) и липазы из подъязычной железы теленка (липазы ЗЭФ) (ЗАО «Завод эндокринных ферментов», находящийся в пос. Зеленогорский Московской области).

На слайде 4 представлены зависимости влияния активности препарата Липекс 100L от таких физико-химических факторов как температура и pH среды, на основании которых были определены оптимальные условия действия препарата.

Немаловажным фактором является исследование процесса инактивации ферментных препаратов липолитического действия при температуре 80 °С, представленным на слайде 5. Особенностью препарата Липекс 100L является весьма высокая термическая стабильность, в то время термостабильность ферментного препарата животного происхождения значительно ниже.

Здесь же представлены результаты исследования влияния субстратов на липолитическую активность ферментных препаратов животного и микробного происхождения, откуда можно сделать вывод о том, что активность Липекса 100L превышает значение активности липазы ЗЭФ.

Практический интерес представляет определение рациональной продолжительности обработки и дозировки ферментных препаратов. Результаты эксперимента представлены на слайдах 6, 7, 8. Анализ этих данных позволяет определить по накоплению целевых продуктов в гидролизате оптимальную дозировку коллагеназы 0,15 % к массе сырья, дозировки ферментных препаратов липолитического действия: Липекс 100L – 0,02 % к массе сырья, Липаза ЗЭФ – 0,04 % к массе сырья.

Результаты показывают, что в выбранных дозировках по эффективности гидролитического действия в белково-жировых системах эмульсионного типа препараты по истечении 3 ч гидролиза позволяют достигнуть идентичную степень деструкции белковых и жировых фракций. Исходя из экономических соображений, целесообразно применение препарата Липекс 100L, однако выбор препаратов, рекомендуемых для обработки пищевого сырья, необходимо обосновывать объективной оценкой показателей биологической безопасности и безвредности (слайд 9). Из данных, представленных в таблице можно сделать вывод о том, что показатели биологической безопасности выше у ферментного препарата липазы животного происхождения, чем у Липекс 100L микробного происхождения. Вследствие этого в технологии производства белковой основы для напитков функционального назначения из свиной шкурки в качестве фермента липолитического действия выбираем липазу животного происхождения.

На слайде 10 представлена инновационная технологическая схема получения белковой основы для напитков, на которой представлены основные этапы производства. Возможно получение двух видов целевых продуктов: жидкой и сухой основы для напитков. Также на слайде 11 представлена аппаратурно-технологическая схема, на которой схематично показано оборудование и поточность линии.

На слайде 12 представлены физико-химические показатели продукта и гигиенические требования к качеству и безопасности

На слайде 13 представлены результаты перевариваемости различных пищевых продуктов. По этому показателю белковая основа на 3,5 % превосходит молоко коровье с массовой долей жира 3,5 %, однако уступает белку яйца на 2,4 %.

На слайде 14 представлены основные технико-экономические показатели производства белковой основы для напитков, из которых следует, что данное производство экономически выгодно и может быть реализовано в условиях мясоперерабатывающего предприятия.

В настоящее время ферментные препараты липолитического действия, получаемые из микробных источников, представляют значительный интерес для многих отраслей народного хозяйства, где необходим частичный или полный гидролиз жиров и масел. К сожалению, в России получение и применение липаз микробного происхождения ограничено. В связи с этим в качестве объекта исследования выбран ферментный препарат липекс 100 L производства фирмы Novozymes ( Дания), источник – генетически модифицированные микроорганизмы Aspergillus.

По методу Ота - Ямада нами дана оценка липолитической активности ферментного препарата и изучено влияние на ее уровень технологических факторов (рН, температура, массовая доля поваренной соли). Установлены рН- и температурный оптимумы действия (рис. 1, 2), изучена стабильность препарата в диапазоне рН=6,81÷9,18 и температуры t=0÷70 0C.

Рис. 1. Влияние рН среды на активность липазы Липекс 100 L

Лип

оли

тиче

ска

я акти

вно

сть,

ед

/см3

рН

020406080

100120

6,81 7,73 8,04 8,34 8,67 9,18

Рис 2. Влияние температуры на активность липазы Липекс 100 L

Результаты открывают перспективы использования препарата липекс 100 L в технологиях переработки тканей животных, предусматривающих удаление липидных фракций. Таким образом, липазу можно использовать при обработке верхних кожных покровов, кишечного сырья, гольевого спилка шкур крупного рогатого скота, в технологии съедобных колбасных оболочек.

Сегодня в России и за рубежом особую актуальность имеет проблема обеспечения качества и безопасности полуфабрикатов из мяса сельскохозяйственных животных и птицы, а также продуктов кулинарной готовности как наиболее динамично развивающихся сегментов рынка. В ее решении важную роль играет разработка и реализация барьерных технологий, включая научно-техническое обеспечение вопросов получения и применения полифункциональных пленкообразующих композиций в технологии мясных продуктов. Особый интерес в этом аспекте представляют коллагеновые белки как основной структурный элемент соединительных тканей сельскохозяйственных животных.

В работах Л.В. Антиповой, А.И. Жаринова, Н.Н. Липатова (мл.), Г.И. Касьянова, Ю.И. Ковалева, А.И. Мглинца, И.А. Рогова, Э.С. Токаева, С.А. Каспарьянца, А.И. Сапожниковой, G.N. Ramachandran, Р. Borstein, других отечественных и зарубежных ученых обоснованы подходы к рациональному использованию коллагенсодержащего сырья в пищевых технологиях с учетом медико-биологических требований к питанию.

Другой подход состоит в выделении из тканей животных и рыб коллагеновых субстанций, способных к самоструктурированию. Его эффективность доказана в работах Л.В. Антиповой, Э.Г. Розанцева, А.Г. Снежко, О.П. Дворяниновой, О.Г. Ибрагимовой и др. Однако потенциальные возможности коллагеновых белков как компонентов самоорганизующихся биополимерных систем изучены и реализованы в виде технологий крайне недостаточно. При этом интерес и перспективу представляет реализация возможностей коллагеновых белков как носителей биологически активных веществ.

Цель работы – обоснование биотехнологии пищевых покрытий на основе биомодифицированных коллагеновых белков с иммобилизацией БАВ растительного сырья на коллагеновых носителях.

Объектами исследования служили: жилки и сухожилия, выделенные при жиловке говядины, как исходное сырье для получения пленкообразующих композиций; продукты их химической и ферментативной модификации; СО2-экстракты лекарственных растений и специй производства компании ОАО '' Караван'': зверобоя, календулы, ромашки, гвоздики, гвоздики, корицы, тыквы и виноградных косточек, петрушки; коллагенсодержащие пленкообразующие композиции с их использованием.

При обосновании выбора объектов для получения пленкообразующих композиций учитывали данные о химическом составе коллагенсодержащего сырья и фракционном составе белков по отношению к разным растворителям. Установлено, что предпочтительным объектом являются сухожилия КРС (массовая доля белка – 37,8 %), однако в силу производственных условий выделения и сбора коллагенсодержащего сырья при жиловке представляет интерес смесь жилок и сухожилий.

Лип

олит

ичес

кая

акти

внос

ть,

ед/с

м3Температура, 0С

020406080

100120

7 14 20 30 37 40

В качестве источников БАВ с учетом органолептических показателей нами выбраны СО2-экстракты ромашки, гвоздики, петрушки, тыквы и виноградных косточек, корицы, зверобоя. Проведенный нами анализ антиоксидантной активности СО2-экстрактов лекарственных растений и специй показывает, что по этому показателю (мг/см3) их можно расположить в следующий убывающий ряд: гвоздика (19,50) > петрушка (10,01) > корица (9,27) > зверобой (8,65) > тыква и виноградные косточки (7,79) > ромашка (6,26).

Для получения пищевых покрытий использовалась технологическая схема, включающая основные стадии: пероксидно-щелочной и ферментативный гидролиз коллагенсодержащего сырья; иммобилизацию биологически активных веществ СО2-экстрактов растительного сырья на молекулах биофодифицированных коллагеновых белков (Болтыхов Ю.В., Глотова И.А., 2009).

Используя данные о молекулярно-массовом распределении белковых фракций (метод SDS-электрофореза в ПААГ), результаты рентгенофазового анализа биообъектов, а также известные данные о структуре антиоксидантов в составе растительного сырья, нами методом компьютерного моделирования с использованием программы HyperChem 8.0 построена гипотетическая модель взаимодействия флавоноида с глицином и аргинином (аминокислоты, находящиеся в боковых пептидных участках коллагеновой молекулы) в структуре продуктов гидролиза коллагена (рис. 1).

Рис. 1. Гипотетическая модель взаимодействия флавоноида с глицином иаргинином в структуре продуктов гидролиза коллагена

Геометрическая оптимизация показывает, что суммарная энергия системы равна 48,3589 ккал/моль, величина дипольного момента – 5,56 Дебая, среднеквадратичный градиент – 0,0995 ккал/(Å×моль). В соответствии с квантово-механической моделью взаимодействия продуктов биомодификации коллагеновых белков с биофлавоноидами растительного сырья, ответственными за антиоксидантные свойства, их иммобилизация на коллагеновых носителях осуществляется преимущественно за счет водородных связей.

Структурную стабильность полученных продуктов модификации коллагенсодержащего сырья подтверждают результаты ИК-спектроскопии. Идентифицированы характерные для аминокислот валентные колебания в области NН- и ОН- групп (3300-3600 см-1). В этой области поглощения находятся характеристические частоты групп NН и ОН, как свободных (3532 см-1), так и водородносвязанных (3416 см-

1), а также структурно связанной воды, которая является одним из компонентов, обеспечивающих структурную стабильность белковых молекул.

Результаты позволяют предположить, с одной стороны, их сорбционную способность по отношению к компонентам СО2-экстрактов растительного сырья, а с другой – способность к самоструктурированию за счет свободных боковых функциональных групп. Для количественной оценки сорбционной способности коллагена по отношению к СО2-экстрактам растительного сырья был проведен сенсорометрический анализ на установке «Электронный нос» с применением газовых пьезосенсоров (рис. 2). Нами обоснованы

дозировки СО2- экстрактов растительного сырья для иммобилизации на коллагеновом носителе (от 150 до 200 мкл экстрактов корицы, петрушки, ромашки и от 100 до 150 мкл экстрактов зверобоя, гвоздики, тыквы и виноградной косточки на 1 г носителя соответственно).

ΔF, Г

ц

Вносимый объем экстракта корицы, мкл

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

50 100 150 200

0,5 сут 1 сут 3 сут 5 сут

ΔF, Г

ц

Вносимый объем экстракта петрушки, мкл

0

5

10

15

20

25

30

35

40

50 100 150 200

0,5 сут 1 сут 3 сут 5 сут

а б

ΔF, Г

ц

Вносимый объем экстракта тыквы и виноградных косточек, мкл

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

50 100 150 200

0,5 сут 1 сут 3 сут 5 сут

ΔF,

Гц

Вносимый объем экстракта зверобоя, мкл

0

5

10

15

20

25

30

35

40

50 100 150 200

0,5 сут 1 сут 3 сут 5 сут

в г

ΔF,

Гц

Вносимый объем экстракта ромашки, мкл

0

10

20

30

40

50

60

50 100 150 200

0,5 сут 1 сут 3 сут 5 сут

ΔF, Г

ц

Вносимый объем экстракта гвоздики, мкл

0

5

10

15

20

25

30

35

40

50 100 150 200

0,5 сут 1 сут 3 сут 5 сут

д еРис. 2. Влияние вносимого объема СО2-экстрактов растительного сырья на динамику

изменения аромата в газовой фазе в присутствии модифицированного коллагена:а – корицы; б – петрушки; в – тыквы и виноградных косточек; г – зверобоя;

д- ромашки; е- гвоздики

По органолептическим показателям разработанные композиции имеют гелеобразную консистенцию, запах пряный, свойственный сочетанию экстрактов в рецептуре, цвет матово-белый с желтоватым оттенком, а также обладают активными свойствами по отношению к свободным радикалам кислорода и бактериостатической активностью по отношению к группам микроорганизмов (E. сoli, Pr. vulgaris, B. mesentericus, B. subtilis, St. aureus, Str. haеmolyticus, Sach. cerevisiae). С учетом органолептических характеристик,

антиоксидантной и биоцидной активности СО2-экстрактов растений и специй пленкообразующие композиции с их использованием целесообразно применять в качестве барьерных средств в технологии мясных продуктов различных ассортиментных групп.

БИОМОДИФИЦИРОВАННЫЕ

КЕРАТИНЫ

МЕДИЦИНСКИЕ

выделение индивидуальных аминокислот из гидролизатов

и их использование для парентерального и зондового питания; коррекция уровня гликопротеинов в крови при

различных заболеваниях

ПИЩЕВЫЕ

белковые добавки для повышения пищевой и

биологической ценности, улучшения функционально-

технологических свойств продуктов

в различных отраслях

КОСМЕТИ-ЧЕСКИЕ

использование пептидных фракций и

цистеина для производства

кремов, мазей, лосьонов и шампуней

КОРМОВЫЕбиомасса микроорганизмов в качестве белкового компонента комбикормов и гидролизаты в рецептурах заменителей цельного молока для выпойки молодняка сельскохозяйственных животных

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕбезотходные технологии переработки

кератинового сырья позволяют решать вопросы безопасности жизнедеятельности человека и

охраны окружающей среды

Рис. 1. Приоритетные направления использованиябиомодифицированных кератинов

Разработана и предложена технология получения кератинсодержащего гидролизата с использованием ферментов протеолитического действия – савиназы и протосубтилина Г3х. В ходе экспериментальных исследований перо очищали от загрязнений, промывали и измельчали. Предварительную обработку проводили в автоклаве под давлением 0,2 МПа в течение 2,0-2,5 ч в присутствии восстановителя [1].

Ферментативный гидролиз проводили при оптимальных условиях действия ферментов в течение 4-6 ч. Полученный осадок отделяли сепарированием, надосадочную жидкость упаривали в течение 12 ч при температуре 60 оС и давлении 0,03-0,04 МПа, а затем сушили на распылительной сушилке до концентрации сухих веществ 2-5 %.

Анализ химического состава гидролизата при воздействии фермента савиназа подтверждает высокую массовую долю белка – 78,03 %. Выход препарата – до 72 %. Конечный продукт характеризуется полным набором незаменимых аминокислот. Аминокислотный скор составляет: метеонин+цистеин-190,3 %, валин-138,9 %, лейцин-105,6 %, треонин-99 %, изолейцин-97,9 %, лизин-78 %, фенилаланин+тирозин-67,8 %, триптофан-67,4 %.

Степень биомодификации структуры сырья под воздействием неспецифического фермента протосубтилина Г3х оценивали по фракционному составу продуктов гидролиза при оптимальной дозировки препарата 65 мг/г белка.

Установлено, что максимальное накопление растворимой белковой фракции наблюдается через 2 ч обработки, затем начинает нарастать фракция пептидов, которая достигает максимального значения при обработке в течение 3-4 ч. Содержание свободных аминокислот изменяется незначительно и остается стабильным на протяжении всего процесса обработки.

Картина проявленного геля, полученного методом электрофореза, представляет гетерогенную систему белковых веществ различной молекулярной массы, находящейся в исследуемом диапазоне от 300 до 40 кДа, что составляет менее 120 аминокислотных остатков в белковой цепочке с наличием нечетких смазанных полос, увеличивающих интенсивность окраски в катодной части геля.

Таким образом, гидролизаты представляют собой водорастворимую смесь белков, пептидов и аминокислот. В перспективе использование дальнейшего ступенчатого гидролиза комплексом ферментов позволит увеличить степень деструкции и способствует увеличению накопления свободных аминокислот.

Оценивая перспективы широкого применения гидролизатов определяли их растворимость в предварительно высушенных препаратах. Максимальная растворимость наблюдалась в гидролизате, полученным при обработке савиназой (84, 5 %) и уменьшалась при обработке протосубтилином Г3х (70,4 %).

Результаты проведенных химических, физических и биохимических исследований доказывают преимущества биотехнологического способа обработки кератинсодержащего сырья с целью повышения его пищевой ценности, подтверждают широкие возможности использования препарата в производстве продукции пищевого, кормового и специального назначения, преимуществом среди которых является разработка функциональных продуктов питания, основ для 1-х и 2-х блюд, аминокислотных смесей, пищевых добавок и т.д.

Список литературы1. Антипова, Л.В. Получение и характеристика пищевого кератинового гидролизата

[Текст] / Л.В.Антипова, Л.П. Пащенко, Ч.Ю. Шамханов, Е.С.Курилова // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2003. - № 7. – С. 63-66.

УДК 577.156.1:612.392

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ МЯСА ЦЕСАРОК В ТЕХНОЛОГИИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ

С.В. Полянских, Д.Ю. Ковалев, Е.В. Пузина, И.В. Браташ ГОУ ВПО «Воронежская государственная технологическая академия»,

г. Воронеж, Россия, meatech@yandex.ru

В настоящее время актуальным является разработка сбалансированных продуктов питания с направленно регулируемыми функциональными свойствами на основе сырья животного происхождения. Растущий интерес к цесарководству, а также включение цесарок в промышленный ассортимент мяса птиц, вызывает необходимость более глубоких биотехнологических исследований товарных качеств, пищевой ценности и рациональных условий хранения этого нового источника продуктов питания. В связи с ростом сегмента цесариного мяса на российском рынке представляет научно-практический интерес изучение биотехнологических показателей цесариного мяса, в аспекте производства функциональных продуктов питания.

Известно, что химический состав мяса в значительной степени определяет его пищевую ценность и потребительские свойства. Анализ содержания основных пищевых нутриентов мяса цесарок, полученных в условиях ООО «Интерптица», свидетельствует о высоком содержании белка (около 22% ) и низком содержанием жира (около 3%). Малое содержание жира является одним из отличительных признаков, оказывающих влияние на консистенцию, цвет, вкусовые достоинства и энергетическую ценность мяса цесарок.

Фракционный состав мяса цесарки (таблица 1) подтверждает наличие значительной доли полноценных белков. Доля водо-, солерастворимой фракции составляет 40,5 %, что превышает ее значение в мясе кур на 23,3 % за счет снижения доли щелочерастворимых белков.

Таблица 1Фракционный состав белков мяса цесарки

Наименование образцов

Содержание белков, % Массовая доля общего

белка, %Водораство-

римыхСолераство-

римыхЩелочераство-

римыхГрудные мышцы 3,6 10,9 4,9 19,4

Бедренные мышцы 6,4 8,5 5,2 20,1Мясо механической

обвалки 4,5 4,8 7,0 16,3

Цифровые значения аминокислотного состава не дают полного представления о биологической ценности птицепродуктов, в связи с чем, нами были дополнительно рассчитаны показатели биологической ценности, такие как: аминокислотный скор (С) (относительно идеального белка по шкале ФАО/ВОЗ), коэффициент различия аминокислотного скора (КРАС), биологическая ценность (БЦ). Результаты расчетов приведены в таблице 2. Оценку биологической ценности проводили по аминокислотному составу мяса цесарок. Анализ полученных данных и расчет аминокислотного скора показал, что лимитирующими аминокислотами являются валин, метионин, фенилаланин, скоры которых составляют соответственно 75,83%, 76,86%, 75,75%. Однако скор фенилаланина превышает аналогичный показатель мяса кур на 4,3%.

Таблица 2Аминокислотный состав мяса птицы

Аминокислота

Содержание, г на 100 г белка

в стандартном белке

в фарше цесарки

в грудных мышцах цесарки

в ножных мышцах цесарки

в мясе кур

Валин 6,0 4,9 4,55 6,42 5,1Изолейцин 4,7 5,23 5,12 4,2 5

Лейцин 8,5 8,99 9,23 8,78 7,6Лизин 7,1 7,86 7,99 8,44 7,5

Метионин 3,3 2,6 2,5 2,3 2,6Треонин 4,8 4,23 4,91 3,6 4

Триптофан 1,6 0,88 1,76 1,84 0,8Фенилаланин 5,1 4,56 3,92 3,62 3,7

КРАС, % 35,09 20,59 23,95 33,89БЦ, % 64,91 79,41 76,05 66,11

Исследование минерального и витаминного составов (таблица 3) показало, что мясо цесарки не уступает мясу кур, а по содержанию железа значительно его превосходит.

Таблица 3Минеральный и витаминный составы мяса цесарки

Показатель Содержание, мг/кг в мясе цесаркимеханической обвалки красном белом

Минеральные вещества:фосфоркальциймедьцинкмарганецЖелезо

1,400,801,40

15,200,20

69,00

1,000,902,69

16,420,30

71,00

1,800,700,52

14,710,13

22,25Витамины:

АЕВ2С

6,986,980,969,74

11,0115,131,03

33,60

6,47следы

0,3449,68

Расчет биологической ценности, наличие витаминов и минеральных веществ доказывают приведенные ранее аргументы в пользу выбора данного вида сырья как основы для производства оригинальных продуктов повышенного качества и биологической ценности, а количественный недостаток тех или иных нутриентов возможно компенсировать за счет оптимальной комбинации компонентов рецептуры.

Следовательно, можно сделать вывод, что мясо цесарок обладает высокой биологической ценностью, и включение его в рацион питания позволит удовлетворить потребность человеческого организма в животных белках ничуть не хуже, чем при употреблении мяса других видов. По содержанию некоторых минеральных веществ и витаминов мясо цесарки удовлетворяет потребности организма достаточно полно.

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о целесообразности использования мяса цесарок в технологии производства функциональных продуктов питания.

УДК 573.6.086.83

МЕТОДЫ ПИЩЕВОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ В ОБЕСПЕЧЕНИИФИЗИОЛОГИЧЕСКИ АДЕКВАТНОГО ПИТАНИЯДЕТЕЙ МЛАДШЕГО ШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТАНА ОСНОВЕ РЕГИОНАЛЬНЫХ БИОРЕСУРСОВ

Сборец М.К., Антипова Л.В., Дворянинова О.П., Калач Е.В.ГОУ ВПО Воронежская государственная технологическая академия,

г. Воронеж, Россия, meatech@yandex.ru

Питание является одним из важнейших факторов, определяющих здоровье населения. Правильное питание обеспечивает рост и развитие детей, способствует профилактике заболеваний и т.д. Однако, в последнее время состояние здоровье населения характеризуется негативными тенденциями, которые связаны с недостаточным потреблением макро- и микроэлементов, полноценных белков, нерациональным питанием в целом. Питание – один из важнейших факторов связи человека с окружающей средой, а рациональное питание детей – одно из основных условий их нормального роста, физического и нервно-психического развития, резистентности к заболеваниям различной этиологии. Период школьного возраста ребенка характеризуется продолжающимся ростом и структурно-функциональным созреванием всех органов и систем. Характер питания влияет на гармоничное развитие ребенка, физическое и психологическое здоровье и развитие интеллекта, является фактором обеспечения иммунного статуса. Особенно серьезной проблемой является дефицит ряда микронутриентов.

В связи с этим, актуальна разработка специализированных продуктов для школьников, обогащенных защитными факторами, обладающих иммуномодулирующими свойствами и отвечающих требованиям функционального питания. Все продукты позитивного питания должны содержать ингредиенты, придающие им функциональные свойства. К таким ингредиентам относятся минеральные вещества, витамины, олигосахариды, пищевые волокна и т. д.

Потребность в белке детей в связи с интенсивными процессами их роста и развития большая, чем у взрослых. Удовлетворение потребности в белке производится за счет как животных, так и растительных белков. Основные источники животного белка – молоко и молочные продукты, мясо, рыба и яйца. Для обеспечения белковой полноценности питания необходимо ежедневно включать в пищевой рацион школьника рыбы – 40–60 г. Питательная ценность белков зависит от их аминокислотного состава.

В последнее время все большую популярность приобретает использование региональных биоресурсов. Создание инновационных продуктов на базе продуктов прудового рыбоводства и аквакультуры возможно при целенаправленном использовании методов промышленной биотехнологии в рамках социальной политики Российской Федерации

Рыба по своему аминокислотному составу ни чем не уступает мясу, к тому же она содержит комплекс жирных кислот, в частности такие важные как ω-3 и ω-6 жирные кислоты. Кроме белка, употребляя рыбу, организм получает жир, витамины В1 и В2, железо значительное количество фосфора и витамина РР (никотиновой кислоты), витаминами А и Д. Особенно высоким содержанием этих ценных веществ отличается жир морской рыбы. Мясо разных рыб богато минеральными элементами, в том числе такими микроэлементами, как йод, бром, медь, железо и др. Для детского питания лучше употреблять рыбу нежирных сортов, таких как щука, судак, сом и др.

Для обоснования рациональных путей использования основных и вторичных продуктов разделки прудовых рыб, необходима информация о их массовом выходе и потенциальных возможностях переработки с точки зрения экономической целесообразности. Нами проведены исследования массовых характеристик основных и вторичных продуктов и отходов, формирующихся при переработке прудовых рыб (рис. 1).

Рис. 1. - Массовый состав продуктов разделки прудовых рыб

Как видно из рис. 1, во всех случаях наибольший массовый выход имеет мышечная ткань (бескостное мясо) независимо от вида рыбы. При этом рыбы возможно расположить в виде убывающего ряда: толстолобик – карп - щука. Для оценки потенциальных возможностей основных и вторичных продуктов разделки прудовых рыб, уточняли их химический состав по видам. Сравнительная характеристика химического состава различных частей тушек рыб показана в табл. 1.

Таблица 1Химический состав продуктов разделки по видам рыб

Наименование рыбы Образец Содержание, % Энергетическая

ценность кДжвлаги жира золы белка

Карп

Голова 44,4 4,17 1,5 49,93 582,2Шкурка и чешуя 20,0 29,3 1,2 49,5 1902,2Внутренности 20,0 32,0 2 46,0 1944,6Мышечная ткань 30,0 13,3 2 54,7 1394,6Плавники 33,3 5,6 1,8 59,3 1849,1Костный остаток 39,3 7,3 2 51,4 1117,8

Щука Голова 51,2 12,3 1,2 35,3 1037,8Шкурка и чешуя 32,5 30 1,8 35,7 1453,5Внутренности 31,7 29,8 2 36,5 1706,5

Мышечная ткань 78,9 1,8 1,6 17,7 668,2Плавники 31,7 20,8 2 45,7 1524,4Костный остаток 42,3 9,1 1,9 46,7 1107,0

Толстолобик

Голова 43,3 11,8 1,6 42,3 1171,7Шкурка и чешуя 20,2 3,3 1,1 45,7 875,5Внутренности 30,0 22,2 1,8 47,0 1560,7Мышечная ткань 29,0 15,7 2,9 52,4 1445,7Плавники 38,2 16,6 2,1 43,1 1325,8Костный остаток 38,5 21,1 2,2 38,2 1411,9

Как видно из данных таблицы, массовая доля влаги в продуктах переработки толстолобика колеблется в пределах 30-43 %, за исключением шкурки и чешуи, массовая доля влаги в которых всего лишь около 20 %. Это вполне определяет требования к их хранению и условиям переработки с точки зрения санитарно-гигиенических и микробиологических показателей. Меньше всего жира в шкурке, больше всего во внутренностях и костном остатке. Массовая доля белка колеблется в пределах 42-52 %, за исключением костного остатка (38 %). Золы, а следовательно минеральных веществ, больше всего в мышечной ткани. Соотношение жир:белок находится в пределах 1,4-3,5 за исключением шкурки и чешуи (6,1).

Исследование массовых характеристик, химических и технологических особенностей различных анатомических участков прудовых рыб, позволили предложить широкий ассортимент рыбопродуктов, позволяющих значительно усилить продовольственную базу населения области высококачественными продуктами питания относительно невысокой стоимости.

Так, учитывая высокую массовую долю мышечной ткани, образующейся при разделке прудовых рыб, представлялось возможным рекомендовать ее использование в технологии производства рыбного фарша для получения крабовых палочек, так как рыбный фарш имеет хорошие реологические свойства (липкость, формуемость), не обладает характерным рыбным запахом и вкусом, поэтому может использоваться вместе с мясом сельскохозяйственных животных. Соотношение жир:белок и баланс насыщенных и полиненасыщенных жирных кислот приближены к рекомендуемым с медико-биологической точки зрения. Поэтому регулярное потребление продуктов из рыбного фарша способствует поддержанию и коррекции здоровья человека

Весомым аргументом в развитии данного направления является высокая пищевая и биологическая ценность прудовой рыбы, которые способны значительно улучшить качество и структуру питания всех возрастных и социальных слоев населения.

За основу проектирования данной работы взято рыбное сырье, как источник полноценного животного белка, витаминов и минералов. Благодаря высокой пищевой и биологической ценности, вкусовым качествам рыба широко применяется в повседневном рационе, а также в детском и диетическом питании. В рыбе и морепродуктах содержатся такие крайне необходимые для человека соединения, как незаменимые аминокислоты, в том числе лизин и лейцин, незаменимые жирные кислоты, включая уникальные эйкозопентаеновую и докозогексановую, жирорастворимые витамины, микро- и макроэлементы в благоприятных для организма человека соотношениях. Особое значение имеет метионин, относящийся к липотропным противосклеротическим веществам. По содержанию метионина рыба занимает одно из первых мест среди белковых продуктов животного происхождения. Благодаря присутствию аргинина и гистидина, а также высокому коэффициенту эффективности белков (для мяса рыбы он составляет 1,88 – 1,90, а для говядины – 1,64) рыбопродукты весьма полезны для растущего организма. Белок рыбы отличается хорошей усвояемостью. По скорости переваримости рыбные и молочные продукты идентичны и занимают первое место.

Разработка и внедрение нового и широкого ассортимента инновационных продуктов и технологий на рыбоперерабатывающих предприятиях позволит:

- значительно усилить продовольственную базу высококачественными продуктами питания относительно невысокой стоимости, в том числе адаптированными для питания школьников различных возрастных групп;

- сократить имеющийся дефицит полноценного белка животного происхождения,- расширить и разнообразить ассортимент рыбных продуктов функционального

назначения на основе местного сырья и передовых охраноспособных технологий, - завоевать нового покупателя и, одновременно, обеспечить положительные

производственные показатели, - организовать максимальное и рациональное использование продуктов переработки

прудовых рыб на принципах безотходности.

УДК 573.6.086.83

ИММОБИЛИЗАЦИЯ БАВ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯНА КОЛЛАГЕНОВЫХ НОСИТЕЛЯХ В БИОТЕХНОЛОГИИПИЩЕВЫХ ПОКРЫТИЙ С БАРЬЕРНЫМИ СВОЙСТВАМИ

Ситникова М.Е., Болтыхов Ю.В., Глотова И.А.ГОУ ВПО Воронежская государственная технологическая академия,

г. Воронеж, Россия, glotova-irina@yandex.ru

Сегодня в России и за рубежом особую актуальность имеет проблема обеспечения качества и безопасности полуфабрикатов из мяса сельскохозяйственных животных и птицы, а также продуктов кулинарной готовности как наиболее динамично развивающихся сегментов рынка. В ее решении важную роль играет разработка и реализация барьерных технологий, включая научно-техническое обеспечение вопросов получения и применения полифункциональных пленкообразующих композиций в технологии мясных продуктов. Особый интерес в этом аспекте представляют коллагеновые белки как основной структурный элемент соединительных тканей сельскохозяйственных животных.

В работах Л.В. Антиповой, А.И. Жаринова, Н.Н. Липатова (мл.), Г.И. Касьянова, Ю.И. Ковалева, А.И. Мглинца, И.А. Рогова, Э.С. Токаева, С.А. Каспарьянца, А.И. Сапожниковой, G.N. Ramachandran, Р. Borstein, других отечественных и зарубежных ученых обоснованы подходы к рациональному использованию коллагенсодержащего сырья в пищевых технологиях с учетом медико-биологических требований к питанию.

Другой подход состоит в выделении из тканей животных и рыб коллагеновых субстанций, способных к самоструктурированию. Его эффективность доказана в работах Л.В. Антиповой, Э.Г. Розанцева, А.Г. Снежко, О.П. Дворяниновой, О.Г. Ибрагимовой и др. Однако потенциальные возможности коллагеновых белков как компонентов самоорганизующихся биополимерных систем изучены и реализованы в виде технологий крайне недостаточно. При этом интерес и перспективу представляет реализация возможностей коллагеновых белков как носителей биологически активных веществ.

Цель работы – обоснование биотехнологии пищевых покрытий на основе биомодифицированных коллагеновых белков с иммобилизацией БАВ растительного сырья на коллагеновых носителях.

Объектами исследования служили: жилки и сухожилия, выделенные при жиловке говядины, как исходное сырье для получения пленкообразующих композиций; продукты их химической и ферментативной модификации; СО2-экстракты лекарственных растений и специй производства компании ОАО '' Караван'': зверобоя, календулы, ромашки, гвоздики, гвоздики, корицы, тыквы и виноградных косточек, петрушки; коллагенсодержащие пленкообразующие композиции с их использованием.

При обосновании выбора объектов для получения пленкообразующих композиций учитывали данные о химическом составе коллагенсодержащего сырья и фракционном

составе белков по отношению к разным растворителям. Установлено, что предпочтительным объектом являются сухожилия КРС (массовая доля белка – 37,8 %), однако в силу производственных условий выделения и сбора коллагенсодержащего сырья при жиловке представляет интерес смесь жилок и сухожилий.

В качестве источников БАВ с учетом органолептических показателей нами выбраны СО2-экстракты ромашки, гвоздики, петрушки, тыквы и виноградных косточек, корицы, зверобоя. Проведенный нами анализ антиоксидантной активности СО2-экстрактов лекарственных растений и специй показывает, что по этому показателю (мг/см3) их можно расположить в следующий убывающий ряд: гвоздика (19,50) > петрушка (10,01) > корица (9,27) > зверобой (8,65) > тыква и виноградные косточки (7,79) > ромашка (6,26).

Для получения пищевых покрытий использовалась технологическая схема, включающая основные стадии: пероксидно-щелочной и ферментативный гидролиз коллагенсодержащего сырья; иммобилизацию биологически активных веществ СО2-экстрактов растительного сырья на молекулах биофодифицированных коллагеновых белков (Болтыхов Ю.В., Глотова И.А., 2009).

Используя данные о молекулярно-массовом распределении белковых фракций (метод SDS-электрофореза в ПААГ), результаты рентгенофазового анализа биообъектов, а также известные данные о структуре антиоксидантов в составе растительного сырья, нами методом компьютерного моделирования с использованием программы HyperChem 8.0 построена гипотетическая модель взаимодействия флавоноида с глицином и аргинином (аминокислоты, находящиеся в боковых пептидных участках коллагеновой молекулы) в структуре продуктов гидролиза коллагена (рис. 1).

Рис. 1. Гипотетическая модель взаимодействия флавоноида с глицином иаргинином в структуре продуктов гидролиза коллагена

Геометрическая оптимизация показывает, что суммарная энергия системы равна 48,3589 ккал/моль, величина дипольного момента – 5,56 Дебая, среднеквадратичный градиент – 0,0995 ккал/(Å×моль). В соответствии с квантово-механической моделью взаимодействия продуктов биомодификации коллагеновых белков с биофлавоноидами растительного сырья, ответственными за антиоксидантные свойства, их иммобилизация на коллагеновых носителях осуществляется преимущественно за счет водородных связей.

Структурную стабильность полученных продуктов модификации коллагенсодержащего сырья подтверждают результаты ИК-спектроскопии. Идентифицированы характерные для аминокислот валентные колебания в области NН- и ОН- групп (3300-3600 см-1). В этой области поглощения находятся характеристические частоты групп NН и ОН, как свободных (3532 см-1), так и водородносвязанных (3416 см-

1), а также структурно связанной воды, которая является одним из компонентов, обеспечивающих структурную стабильность белковых молекул.

Результаты позволяют предположить, с одной стороны, их сорбционную способность по отношению к компонентам СО2-экстрактов растительного сырья, а с другой – способность к самоструктурированию за счет свободных боковых функциональных групп. Для количественной оценки сорбционной способности коллагена по отношению к СО2-экстрактам растительного сырья был проведен сенсорометрический анализ на установке «Электронный нос» с применением газовых пьезосенсоров (рис. 2). Нами обоснованы дозировки СО2- экстрактов растительного сырья для иммобилизации на коллагеновом носителе (от 150 до 200 мкл экстрактов корицы, петрушки, ромашки и от 100 до 150 мкл экстрактов зверобоя, гвоздики, тыквы и виноградной косточки на 1 г носителя соответственно).

ΔF, Г

ц

Вносимый объем экстракта корицы, мкл

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

50 100 150 200

0,5 сут 1 сут 3 сут 5 сут

ΔF,

Гц

Вносимый объем экстракта петрушки, мкл

0

5

10

15

20

25

30

35

40

50 100 150 200

0,5 сут 1 сут 3 сут 5 сут

а б

ΔF, Г

ц

Вносимый объем экстракта тыквы и виноградных косточек, мкл

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

50 100 150 200

0,5 сут 1 сут 3 сут 5 сут

ΔF,

Гц

Вносимый объем экстракта зверобоя, мкл

0

5

10

15

20

25

30

35

40

50 100 150 200

0,5 сут 1 сут 3 сут 5 сут

в г

ΔF,

Гц

Вносимый объем экстракта ромашки, мкл

0

10

20

30

40

50

60

50 100 150 200

0,5 сут 1 сут 3 сут 5 сут

ΔF, Г

ц

Вносимый объем экстракта гвоздики, мкл

0

5

10

15

20

25

30

35

40

50 100 150 200

0,5 сут 1 сут 3 сут 5 сут

д еРис. 2. Влияние вносимого объема СО2-экстрактов растительного сырья на динамику

изменения аромата в газовой фазе в присутствии модифицированного коллагена:а – корицы; б – петрушки; в – тыквы и виноградных косточек; г – зверобоя;

д- ромашки; е- гвоздики

По органолептическим показателям разработанные композиции имеют гелеобразную консистенцию, запах пряный, свойственный сочетанию экстрактов в рецептуре, цвет матово-белый с желтоватым оттенком, а также обладают активными свойствами по отношению к свободным радикалам кислорода и бактериостатической активностью по отношению к группам микроорганизмов (E. сoli, Pr. vulgaris, B. mesentericus, B. subtilis, St. aureus, Str. haеmolyticus, Sach. cerevisiae). С учетом органолептических характеристик, антиоксидантной и биоцидной активности СО2-экстрактов растений и специй пленкообразующие композиции с их использованием целесообразно применять в качестве барьерных средств в технологии мясных продуктов различных ассортиментных групп.

Содержание

Секция «Экология».

1. Джантасова А. А., ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, Астана – «Су ресурстарының экологиялық жағдайы және құқықтық аралары»……………………………………...1

2. Ералина Г. Ж., ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, Астана – «Ақтөбе облысының геоэкологиялық мәселелерін шешу олдары»…………………………………………..4

3. Жамалиева М.М., ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, Астана – «Мүктер мен қыналардың радиоактивтілігін зерттеу»……………………………………………………………...7

4. Ишангалиева С.С., КазНУ им. аль-Фараби, Алматы – «Влияние эндомикоризы на содержание каротиноидов в листьях PHASEOLUS VULGARIS L в условиях почвенного загрязнения свинцом»………………………………………………….…10

5. Мурзалинов Д. О., ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, Астана – «Применение методов дистанционного зондирование земли»…………………………………………….….11

6. Нурбекова Ж. А., ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, Астана – «Каспий –болашақ Болашақ -ұрпаққа аманат»………………………………………………………………………...12

7. Раев Р., ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, Астана – «Пищевые добавки и их вред здоровью человека»………………………………………………………………………………..15

8. Уразалиев Р. С., ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, Астана – «Состояние численности степного кулика - кречетки, в связи с изменением привычных мест обитания»…..18

9. Шаймерденова М. О., ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, Астана – «Қорғалжын қорығы аумағында экологиялық туризмді дамыту мүмкіндіктері»………………………….19

10. Яблонский Н.В., КГУ им. А.Байтурсынова, Костанай – «Разработка биологических методов пылеподавления с целью уменьшения объемов выбросов пыли в атм воздух с поверхности хвостохранилища АО "ССГПО"»……………….22

Секция «Молекулярной биология и медицинская генетика»

1. Айдарбекова Н. А., ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, Астана – «Витилиго ауруыны биологиялы таралу ерекшеліктер» …………………………………………………...25

2. Акимбекова Э.М., ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, Астана – «Демікпемен ауыратын науқастардың иммунограмманың көрсеткіштері»…………………………………..27

3. Айткулова А. М., ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, Астана – « Роль полиморфизма генов в развитии хронической обструктивной болезни легких»……………………………30

4. Алтаева А.С., ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, Астана – «Защитная роль янтарной кислоты в свободнорадикальном процессе.»……..………………………………….33

5. Ибраева А. Р., ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, Астана – «Биохимические механизмы супрессии РНК интерференции вирусами растений»……………………………….35

6. Есетова А. А., ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, Астана – «Антиген байланыстыратын лимфоциттерді анықтау әдістерін жетілдіру»………………………………………..39

7. Жумагулова А.Ә., ЕНУ им. Л.Н. Гумилева,Астана - «Есіл өзеніндегі мөңке балық популяциясының генетикалық полиморфизмі және жыныстық қатынастары»…...42

8. Каримова М.Б., ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, Астана – «Содержание общего IgE в сыворотке крови у больных»…………….…………………………………………….44

9. Маутина М.Г., ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, Астана – «Бронхты демікпемен науқастардың иммунокомпетентті жасушалар»……………………….……………..47

10. Омарова А. А., ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, Астана – «Роль молекулярных генов в развитии ишемической болезни сердца»……………………….……………………..51

11. Смайлов Б. Б., КазНУ им. аль-Фараби, Алматы – «Роль окислительного повреждения ДНК и ключевых ферментов репарации ДНК в апоптозе алейронового слоя зерна пшеницы»…………………………………………………..55

12. Суртаева А.К., ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, Астана – «Роль генетических факторов в развитии язвенной болезни»…………………………………………………………...58

13. Секенова Алия, ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, Астана – «Эпидемиологическая характеристика вирусного гепатита С»…………………………………………….…62

14. Б.Н. Молдыбаева, Т.Д. Укбаева, Евразийский Национальный Университет им. Л.Н. Гумилева г. Астана - «Высокопатогенный вирус гриппа птиц и современные методы его диагностики»…………………………………………………………...….66

15. А.П. Кравченко, А. Р. Акильжанова ЕНУ им. Л.Н Гумилева, г.Астана – «Выявление мутаций в гене BRCA1 у больных раком молочной железы методом секвенирования»………………………………………………………………………..70

16. Исабекова Т.М., Кожамкулов У.А. ЕНУ им.Л.Н.Гумилева – «MIRU-VNTR типирование мультирезистентных штаммов, циркулирующих на территории Республики Казахстан»………………………………………………………………..73

17. Омаров Р.Т, Мырзабаева М.Т, Абдираимова А.Ж, Молдакимова Н.Ж., Л.Н.Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті Қазақстан Республикасы, Астана қаласы – «РНҚ интерференциясының өсімдіктердегі вирустармен супрессиялануының биохимиялық механизмдері»………………………………….79

Секция «Биотехнология».

1. Айкешев Б. М., ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, Астана – «Влияние нитрозодиметиламина, как мутагена, на E.coli……….……….……………………..83

2. Аубакирова Л.С., ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, Астана – «Биотехнология клонального микроразмножения жасмина»…………………………………………………………85

3. Бапсанова А., ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, Астана – «Криоконсервация генетического материала для сохранения редких и исчезающих видов животных»………………86

4. Басыгараев Ж. М., КазНУ им. аль-Фараби, Алматы – «Жаңа биореттегіш бидай фузикокцинінің әсер ету қасиеттерін зерттеу»………….……………………………88

5. Бектемирова Р.С., ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, Астана – «Основные принципы технологии клонального микроразмножения растений»……………………………89

6. Жумагулова А.Ә., ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, Астана – «Қант қызылшасы селекциясының биотехнологиялық әдістері»……………………………...…………92

7. Кадеева М.Н., ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, Астана – «Мұнаймен ластанған топырақты микроорганизмдер көмегiмен тазарту»……………………………………………….94

8. Кұлақпаева Ж.Қ., СКГУ им. М. Козыбаева, Петропавловск – «Ұлпаның ІN VITRO мәдиетін бұршақтың селекциясында қолдану»………………………………………97

9. Ли М.Л., ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, Астана – «Изучение методики криосохранения генофонда растений»…………………………….……………………………………..99

10. Лишанлаева К. А., ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, Астана – «Содержание нитритов в продуктах питания»…………………………………………………….……………..101

11. Мукиянова Г. С., ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, Астана – «Қошқыл эхинацея өсімдігінің каллустық культурасы биомассасының өсуіне температуралық режимнің әсері»………..……………………………………………………………...104

12. Мусина А., ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, Астана – «Протеолитическая активность микроскопических грибов выделенных из Казахстанкого сектора Каспийской акватории»…………………………………………….……………………………….107

13. Сейтак А., ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, Астана – «Жасушалы селекцияда бидайдың каллусты ұлпаларындағы пероксидаза ферментінің белсенділігін зерттеу»……..108

14. Тайпакова С.М., КазНУ им. аль-Фараби, Алматы – «Характеристика целлобиогидролаз гриба L.edodes и клонирование их генов для получения рекомбинантных ферментов, используемых в производстве биоэтанола»………110

15. Утеуова И. А., ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, Астана – «Қой мен тауықтың ксантиноксидаза ферментінің нитратты нитритке айналдыра алатын қабілеті»…113

16. Хансеит А. Б., ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, Астана – «Биогаз алу және қолдану биотехнологиясы»…………………………………………………………………….116

17. Чистякова А.А. , PhD, ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, Астана – «Производство иммуногенных белков в растении – перспективное направление современной биотехнологии»……………………………………………………………………….119

18. Аубакирова Ж. Т., Қостанай қаласы, А.Байтұрсынов атындағы Қостанай мемлекеттік университеті- «Сүттің қоректік сапасы және сүттегі микроорганизмдер»…………………………………………………………………...122

19. Рамазанова Кунсулу Кабиденқызы, Динара Қайратқызы, Қостанай қаласы, А.Байтұрсынов атындағы Қостанай мемлекеттік университеті - «Генетикалық модификацияланған организмдер (гмо) және олардың пайдасы мен зияны»…...125

20. Слободяник В.С, Нгуен Тхи Чук Лоан, Алтухова Е.В., Маслова Ю. ГОУ ВПО Воронежская государственная технологическая академия, г. Воронеж, Россия, - «Создание йодобогащенных продуктов на основе прудовой рыбы»……………………………………………………………….………………….127

21. Е.И. Белова, С.С. Забурунов, И.А. Глотова ГОУ ВПО Воронежская государственная технологическая академия «Биотехнологическое обеспечение

комплексной переработки вторичных ресурсов при получении рапсового масла»………………………………………………………………………………..…129

22. Заверская Ю.Г. , Антипова Л.В., ГОУ ВПО Воронежская государственная технологическая академия, г. Воронеж, Россия, – «Ферментная модификация сырья при переработке прудовых рыб в обеспечении функционального питания беременных женщин» …………………………………………………………...…...132

23. Котенко И. Н., Антипова Л. В.ГОУ ВПО «Воронежская государственная технологическая академия», г. Воронеж, Россия, – «Биотехнологические подходы в обеспечении пищевой ценности и биобезопасности новых продуктов функциональной направленности с использованием рыбного сырья»………………………………………………………………………………….133

24. С.В. Полянских, О.А. Мирзаева, ГОУ ВПО «Воронежская государственная технологическая академия», г. Воронеж, Россия, - «Биоконверсия пера птицы в получении биологически ценного кератинсодержащего гидролизата» ……………………………………………………………………….....134

25. Прокопенко Д.В., Глотова И.А., ГОУ ВПО Воронежская государственная технологическая академия, г. Воронеж, Россия, – «Биотехнологические аспекты получения коллагенсодержащих основ для функционального питания в составе различных пищевых форм»…………………………………………………….…….135

26. С.В.Полянских, Д.Ю. Ковалев, Е.В. Пузина, И.В. Браташ ГОУ ВПО «Воронежская государственная технологическая академия», г. Воронеж, Россия, - «Биотехнологический потенциал мяса цесарок в технологии функциональных продуктов питания»………………………………………………………….……….144

27. Сборец М.К., Антипова Л.В., Дворянинова О.П., Калач Е.В. ГОУ ВПО Воронежская государственная технологическая академия, г. Воронеж, Россия, - «Методы пищевой биотехнологии в обеспечении физиологически адекватного питания детей младшего школьного возраста на основе региональных биоресурсов»………………………………………………………………………..…...146

28. Ситникова М.Е., Болтыхов Ю.В., Глотова И.А. ГОУ ВПО Воронежская государственная технологическая академия, г. Воронеж, Россия, – «Иммобилизация бав растительного сырья на коллагеновых носителях в биотехнологии пищевых покрытий с барьерными свойствам………....................................................................149