Жумина Асем Галымовна Тулегенова Сымбат Ержанқызы «Жасушалық биотехнология» пәні бойынша

жүктеу 4,2 Mb.

бет	35/38
Дата	29.11.2023
өлшемі	4,2 Mb.
	#44504

1 ... 30 31 32 33 34 35 36 37 38

multi-213 x606468403

1. Криобиология принциптері
Криобиология – төмен және шамадан тыс төмен температуратуралардың (0°С-тан абсолютты нольге жақындаған) тірі жүйелерге әсерін зерттейтін биология саласы. Криобиологияның негізгі міндеттеріне жатады: суық жағдайларда тіршілікті зерттеу, ағзалардың қаты тоңазу мен мұздатуға төзімділіктің себептерін анықтау, төмен температуралардың зақымдаушы әсерін және жасушалар мен ұлпалардың мұздатудан қорғану амалдарын зерттеу. Криобиология мәселелерінің теориялық маңызы зор, себебі олар тіршіліктің төмен температуралық шектерін, табиғи жағдайларда суыққа бейімделу механизмдері, анабиозбен байланысты. 19 ғасырдың аяғында орыс ғалымы П.И.Бахметьев бунақденелілерде қаты тоңазу және жарқанаттарда анабиоз құбылыстарын зерттеп криобиологияның ғылыми негіздерін қалады. П. Беккерель (1904—36) және австриялық ғалым Г. Рам (1919—24) әртүрлі ағзалар және споралар мен тұқымдардың құрғатылған күйде абсолюттық нөлге жақын төмен температулардың (—269 және —271°С дейін) әсерінен тіршілігін сақтап қалуға қабілетті болатынын анықтады. Кейін кейбір өсімдіктер мен жануарлар құрамындағы судың қатып қалғаннан кейін тіршілігін сақтап қалатынын байқалды. Криобиологияның негізгі мәселелерінің бірі тірі жүйелердің тоңазуымен қоса жүретін және қайтымсыз зақымдануларға әкелетін процестерді анықтау. Тоңазу немесе мұздану кезіндегі зақымданулардың себептері көп. Тоңазу мен жылыту жылдамдықтың маңызы зор. Баяу тоңазу кезінде ең алдымен жасуша айналасындағы сұйықтықтың суы мұзға айналады. Бұл жасушада судың жойылуына, жасуша сыртындағы және ішіндегі сұйықтықтардың арасындағы тұздар тепе-теңдігінің бұзылуына және жасушадағы электролиттер концентрациясының жоғарылауына алып келеді. Осының нәтижесінде кейбір жасушалар тіршілігін жояды. Өсімдіктер жасушалары мен жануарлардың ұлпаларын тірі сақтап қалу үшін жасушада заттар концентрациясын күрт өзгертпей тұрып, баяу мұздату керек. Суыққа бейімделмеген жасушалар үшін сусыздану өте қауіпті, себебі қалыпты жағдайда әрекеттеспеген жасушаішілік компоненттер жанасып, бір молекулааралық байланыстардың үзілуі және басқалардың қалыптасуы, жасуша жарғақшаларының зақымдануы және т.б. процестер жүреді. Осындай процестер жасуша ішінде мұз кристалдары түзілген кезде де жүруі мүмкін. Соңғылар әдетте жылдам тоңазатуда (бір минутта 10 градустан жоғары) түзіледі. Тоңазу процесі аяқталғанда — 80-150°С температура жағдайында криссталдардың өсуі (перекристаллизация, рекристаллизация) басталады. Олардың көлемі жылытқан кезде өседі. Жылыту және еріту кезінде жасушалардың негізгі зақымданулары пайда болады деп саналады. Әдетте жасуша ішінде мұз кристаллдары түзілгенде ол өледі, бірақ кейбір суыққа бейімделген бунақденелілердің және қатерлі ісік жасушалары судың жасушаішілік кристаллизациясына төзеді (кесте 1).

Сурет 1. Сұйық азотта мұздату

Шамадан тыс жылдам (1 сек бірнеше жүз градус) мұздату кезінде судың көбісі құрылымы судың құрылымынан ерекшеленбейтін аморфты мұзға айналады. Соның арқасында жасушалар зақымдалмайды және өзінің шығу тегіне тәуелсіз тіршілігін сақтап қалады. Бірақ жылдам тоңазудан кейін жасушалар рекристаллизацияны болдырмауға мүмкіндік беретін тек жылдам жылытудан (3—10 сек ішінде) кейін ғана өз тіршілігін сақтап қалады.

Кесте 1. Тоңазату кезіндегі жасушалардың зақымдану механизмдері

Жасушаларға төмен температуралардың әсері
Баяу тоңазу	Жылдам тоңазу
Жасуша айналасындағы судың мұзға айналуы	Жасуша ішінде мұз кристаллдардың түзілуі
Жасуша суының жоғалуы жасуша сыртындағы және ішіндегі сұйықтықтардың арасындағы тұздар тепе-теңдігінің бұзылуы Жасушадағы электролиттер концентрациясының жоғарылауы	Мұз кристалдары жасушаішілік органеллаларды, лизосомаларды зақымдайды, протеолиздік ферменттер цитоплазмаға шығады, митохондриялар зақымданады.
Жасушаның өлімі

жүктеу 4,2 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 30 31 32 33 34 35 36 37 38