ביוטכנולוגיה/שלבים בהתפתחותה של אוכלוסיה מיקרוביאלית: הבדלים בין גרסאות בדף
תוכן שנמחק תוכן שנוסף
דף חדש: ==1. שלבים בהתפתחות האוכלוסייה המיקרוביאלית :== ===א. שלב ההמתנה / ההסתגלות (Lag) –=== שלב בו התאים מסתגלים למ... |
אין תקציר עריכה |
||
שורה 115:
הבדיקה נעשת : גידול חיידק על מצע עם קזאין (סוג חלבון). אם נוצר איזור צלול סביב המושבה האנזים פועל.
===דרכים להגדלת כושר הייצור של תוצר מבוקש= איתור יצרני יתר===
הקדמה : ישנם שני סוגי מטבוליטים : מטבוליט ראשוני (בניה ופירוק- מטבוליט קבוע בתא) ושניוני (במצב עקה) ולהם 2 דרכים שונות להגלת כמותם.
==מטבוליט ראשוני==
'''שני גישות להגדלת יצירת ייצור:'''
א.גישה ביוכימית – טיפול באמצעות שינוי ריכוזים של מולקולות אורגניות בתא, שינוי תנאים חיצונים וכדומה. כלומר, נשנה רמת פעילות אנזימטית בהתאם לצורך באמצעות שינויים ביוכימיים בלבד ("יצירת" תנאים מתאימים). דוגמא לשימוש יצור חומצה ציטרית.
ב.הגישה הגנטית – יצירת שינויים מבוקשים ברמת הדנ"א.ייצור היתר של התוצר ישמר לאורך דורות – שינוי קבוע.
'''באופן כללי ישנם 2 אפשרויות לקבלת כמות תוצר גדולה יותר :'''
א.הגברת ייצור של החומר המבוקש.
ב.הפחתת ניצול החומר המבוקש על ידי התא ובכך יש יותר כמות מהתוצר.
===המישור הגנטי ===
החדרת שינויים להגדלת כמות תוצר מתבצע בשני דרכים :
'''א.מוטציה.'''
מוטציה – מתרחשת בשלב הכפלת הדנ"א במסגרת חלוקת התא בעקבות שינוי ברצף הבסיסים או בחומצת הגרעין בדנ"א. ישנם 2 דרכים ליצירת מוטציה :
א.פיזיקאלי – קרינות שונות (uv, x ועוד).
ב.כימית – חומרים מוטגנים (מעודדי מוטגנזה = יצירת מוטציות), למשל כמו אתידיום ברומיד.
רוב המטבוליטים הראשונים מיוצרים '''במנגנון היזון חוזר שלילי''', כלומר התוצר הסופי במסלול מעכב את מסלול היווצרותו.
והיה והחומר שאנו רוצים בעל מנגנון שכזה, יהיה ניתן לייצרו בעודף. לאחר תהליך יצירת המוטנטים הגורם להריגת רוב התאים, נחפש את המוטנט אותו אנו רוצים ושרד. המוטנט המבוקש יכול ליצור בשני דרכים עודף מהחומר הרצוי (בעל מנגנון היזון חוזר שלילי) :
1.מוטנט הפגוע באנזים בקרה (E4 בציור) - אם האנזים אינו פועל, אין מעכב ליצירת D. איתור המושבה המייצרת בעודף את החומר קשה לזיהוי ומתבצע תהליך ארוך.
2.פגיעה בייצור תרכובת הבקרה (A)- במצב זה נוצר מוטנט אוקסוטרוף ל-A (כלומר, מוטנט שאינו יודע ליצר חומר נחוץ ונדרש לקבלו מבחוץ) שהיא תרכובת הבקרה. שימוש במוטנט אוקסוטרוף בעל יתרון כיוון שקל יותר לאתרו ע"י שימוש "בשיטת העשרה".
"שיטת העשרה"
בכדי להמחיש את השיטה ניתן דוגמא לשימוש בשיטת העשרה.
מציאת פניצילין.
הרציונל / ידוע כי :
- פניצילין פוגע רק בתאים מתחלקים.
- מוטנטים אוקסוטרופים אינם גדילים אם אין תרכובת הבקרה.
ביצוע האיתור :
1.שתילת המושבות ששרדו על מצע בעל פניצילין.
2.כל החיידקים שאינם חיידקים אוקסוטרופים מתים בעקבות הפניצילין ומי שנשאר חי הם האוקסוטרופים שאינם מתחלקים כי חסר להם מרכיב.
3.העברה למצע גידול טרי ללא פניצילין עם תרכובת בקרה לייצור כמות רבה של החיידק מיצר היתר.
'''ב.רקומבינציה -'''איחוי של מרכיבים גנטיים ממקורות שונים. בניגוד למוטציה הרקומבינציה מחייבת ידע קודם על הגנים של המיקרואורגניזמים וזהו הגורם המגביל בה. שני דרכים לשימוש בשיטה זו :
א. איחוי פרוטופלסטים (in Vivo):
פרוטופלסט – תא חסר דופן, בעל תכונה להתחבר עם פרוטופלסט אחר וליצור פרוטופלסט חדש עם תכונות של שני הפרוטופלסטים. למשל : ליצירת יצרן יתר של ליזין מיוצר פרוטופלסטים משתי מקורות :
חיידק א' – מייצר ליזין ביתר.
חיידק ב' – מפרק גלוקוז בקצב מוגבר (יותר אנרגיה).
יחד – "סופרמן" של ייצור ליזין.
ב. רקומבונציה (In Vitro) - הנדסה גנטית
* ביצוע ה"ג בחיידקים מאפשרת החדרה של גן מסוים מזן א' לתוך חיידק ב' מזן אחר.
* בחיידקים לא מחדירים את הזן הזר לתוך הכרומוזום העיקרי אלא למולקולה דנ"א מעגלית חוץ כרומוזימלית קטנה הנקראת פלסמיד.
* בחיידק אחד יכול להיות עד 100 עותקים של כל פלסמיד.
דוגמא : העברת הגנים המעורבים בייצור טריאונין מזן המייצר בעודף לתוך פלסמיד והחדרתו לחיידק מובילה לייצור יתר מוגבר (מפני שהפלסמיד מופיע מאה פעמים ולכן גם התוצר).
==מטבוליט שניוני==
בניגוד למטבוליט ראשוני לו אנו יודעים את המסלולים שהוא עובד, למטבוליט שניוני אין לנו כמעט ידע ולכן איתור יצרן היתר נעשה על ידי ניסוי וטעייה, אמפרי (תוך כדי ניסוי).
תחילה מייצרים מוטנט על תרחיף נבגים ומבין אלה השורדים מתחילים לבצע מבחני סריקה הספציפים לחומר הרצוי.
| |||