biyotek i[1]

8/7/2019 Biyotek I[1]..

1/49

BYOTEKNOLOJ IBYOTEKNOLOJ IProfProf. Dr. ule ARI. Dr. ule ARI

8/7/2019 Biyotek I[1]..

2/49

Biyoteknolojide kullanlanBiyoteknolojide kullanlanbiyolojik sistemlerbiyolojik sistemler

BTKSEL SSTEMLERBTKSEL SSTEMLER

8/7/2019 Biyotek I[1]..

3/49


Bitki, hcre, doku ve organlarnn sentetikBitki, hcre, doku ve organlarnn sentetikbesiyerlerindebesiyerlerinde in vitroin vitro koullardakoullardakltrlenebilmesi, bitkilerin mikrobiyalkltrlenebilmesi, bitkilerin mikrobiyal

sistemler gibi biyoteknolojik amalarsistemler gibi biyoteknolojik amalardorultusunda kullanlabilmesini olanakdorultusunda kullanlabilmesini olanakvermitirvermitir

BTK DOKU KLTRLERBTK DOKU KLTRLER

8/7/2019 Biyotek I[1]..

4/49

BTK DOKU KLTRLERBTK DOKU KLTRLER

Steril koullarda in vitro ortamda gereklikimyasal (besiyeri bitki byme dzenleyicilerivb.) ve fiziksel (scaklk, k, alkalama vb.)

koullar salanarak bitki hcre (meristematik,kallus veya sspansiyon hcreleri), doku (eitlibitki dokular=EXPLANT) veya organlar (apikalmeristem, kk, yaprak vb.) gibi ksmlarndanyeni hcre, doku, organ, bitki ve bitkiselrnlerin (sekonder metabolitler, primermetabolitler, yksek molekl arlkl maddeler)retilmesidir

8/7/2019 Biyotek I[1]..

5/49

DOKU KLTRLERDOKU KLTRLER

8/7/2019 Biyotek I[1]..

6/49


Hcre kltrleriHcre kltrleri

Doku kltrleriDoku kltrleri

Organ kltrleriOrgan kltrleri Bitki kltrleriBitki kltrleri

8/7/2019 Biyotek I[1]..

7/49

Totipotensi= btn vermeTotipotensi= btn verme

8/7/2019 Biyotek I[1]..

8/49

GENETK MHENDSLGENETK MHENDSL

Transgenik bitkilerTransgenik bitkiler AgrobacteriumAgrobacterium

BiyolistikBiyolistik Elektroporasyon vbElektroporasyon vb..

8/7/2019 Biyotek I[1]..

9/49



Hcre kltrleriHcre kltrleri

Doku kltrleriDoku kltrleri Organ kltrleriOrgan kltrleri

Bitki kltrleriBitki kltrleri

GENETK MHENDSLGENETK MHENDSL

Transgenik bitkilerTransgenik bitkiler

Bitkisel rnlerinBitkisel rnlerin doku, meyve,tohum,ya vb.doku, meyve,tohum,ya vb.

Bitki metabolizmaBitki metabolizmarnlerininrnlerinin

Heterolog rnlerinHeterolog rnlerin MikrobiyalMikrobiyal

BitkiselBitkisel

HayvansalHayvansal

ViralViral

SentetikSentetik

gen rnlerinin retimi iingen rnlerinin retimi iinkullanlmaktadrkullanlmaktadr

8/7/2019 Biyotek I[1]..

10/49

BYOTEKNOLOJK AMALARBYOTEKNOLOJK AMALAR BAKTER, VRUS, BCEK ZARARLILARINA DREN KAZANDIRILMASIBAKTER, VRUS, BCEK ZARARLILARINA DREN KAZANDIRILMASI

HERBSTLERE DREN KAZANDIRILMASIHERBSTLERE DREN KAZANDIRILMASI

EKSTREM EVRESEL KOULLARA DRENEKSTREM EVRESEL KOULLARA DREN

BESN DEERNN ARTIRILMASIBESN DEERNN ARTIRILMASI

BIOBIO--FARMINGFARMINGBakteri fermentasyonuna alternatifBakteri fermentasyonuna alternatif

BTKSEL SEKONDER METABOLT RETMBTKSEL SEKONDER METABOLT RETM

ENDSTRYEL UYGULAMALARENDSTRYEL UYGULAMALAR

8/7/2019 Biyotek I[1]..

11/49

BIO FARMINGBIO FARMING Heterolog protein

retimi iin bitkiselkonak kullanm

Bakteriyalfermentasyona greucuz gereksinimler

Gn , toprak, su,gbre

rn geri kazanmmaliyetinin olmamas

A retimi Yenilebilir a retimi Plastik hammaddesi

retimi

8/7/2019 Biyotek I[1]..

12/49

BTKSEL SEKONDER METABOLTBTKSEL SEKONDER METABOLTRETMRETM

Kullanm alanlar eitliliiKullanm alanlar eitlilii TpTp KozmetikKozmetik

BoyaBoya

KimyaKimya DierDier

8/7/2019 Biyotek I[1]..

13/49

Taksol retimiTaksol retimi

8/7/2019 Biyotek I[1]..

14/49


Biyolojik aktivite eitliliiBiyolojik aktivite eitlilii AntibakteriyalAntibakteriyal

AntitmoralAntitmoral AntiviralAntiviral

SitotoksikSitotoksik

AntihipertansifAntihipertansif

mmunstimulantmmunstimulant

vb.vb.

8/7/2019 Biyotek I[1]..

15/49


Kimyasal yap eitliliiKimyasal yap eitlilii AlkaloidlerAlkaloidler

Terpenik maddelerTerpenik maddeler FlavonlarFlavonlar

vb.vb.

8/7/2019 Biyotek I[1]..

16/49

AlkaloidlerAlkaloidler

8/7/2019 Biyotek I[1]..

17/49

Endstriyel lekte retim iinEndstriyel lekte retim iin

tercih edilen kltr sistemleritercih edilen kltr sistemleri Hcre sspansiyonHcre sspansiyon

kltrlerikltrleri StandardizasyonStandardizasyon kolaykolay

deildeil Genetik stabiliteGenetik stabilite --

deiebilirdeiebilir

Saak kk kltrleriSaak kk kltrleri A. rhizogenezA. rhizogenezileile

transformasyontransformasyon Yksek genetik stabiliteYksek genetik stabilite Elde edilebilirlik kolayElde edilebilirlik kolay

deildeil

Saak kk oluumuSaak kk oluumu

8/7/2019 Biyotek I[1]..

18/49

Hcre sspansiyon kltrHcre sspansiyon kltr

8/7/2019 Biyotek I[1]..

19/49

Saak kk kltrSaak kk kltr

8/7/2019 Biyotek I[1]..

20/49


8/7/2019 Biyotek I[1]..

21/49


8/7/2019 Biyotek I[1]..

22/49

Saak Kk Kltrleri ile retilen BazSaak Kk Kltrleri ile retilen BazSekonder MetabolitlerSekonder Metabolitler

MetabolitMetabolit Kltr yaplanKltr yaplanbitkibitki

Kullanm alanKullanm alan retimretimzelliklerizellikleri

Atropin Atropa belladona la sanayi 3.7 mg/l (kurua.)

Betalain Beta vulgaris Boya Mist reactors

Hyoscamine Daturastramonium

la sanayi Deep tube

mmolizasyon

ikonin Lithospermumerythrorhizon

la ve boyasanayi

Bubble column5g/l (kuru a.)

Seksiterpenler Hyoscyamus

muticus

la ve gdasanayi

Bubble column0.1mg/g (ya a.)

8/7/2019 Biyotek I[1]..

23/49

Bitkisel Sekonder MetabolitBitkisel Sekonder Metabolit

retiminde Kullanlanretiminde KullanlanBiyoreaktrlerBiyoreaktrler

AirAir--liftlift Kartrcl biyoreaktrlerKartrcl biyoreaktrler

Deep tubeDeep tube

mmobilizasyona uyumlu biyoreaktrmmobilizasyona uyumlu biyoreaktr Santrifugal kartrcl biyoreaktr (CIB)Santrifugal kartrcl biyoreaktr (CIB)

8/7/2019 Biyotek I[1]..

24/49

Bitkisel Sekonder MetabolitBitkisel Sekonder Metabolit

retiminde Kullanlanretiminde KullanlanBiyoreaktrlerBiyoreaktrler

Biyoreaktr seiminde etkin parametrelerBiyoreaktr seiminde etkin parametreler

OO22 transfer kapasitesi (KLa)transfer kapasitesi (KLa)

Kartrma mekanizmasKartrma mekanizmas

Kpklenme problemiKpklenme problemi Hcrelerin paralanma problemiHcrelerin paralanma problemi

8/7/2019 Biyotek I[1]..

25/49

Hcre Sspansiyon KltrHcre Sspansiyon KltrBiyoreaktrleriBiyoreaktrleri

8/7/2019 Biyotek I[1]..

26/49

MKROORGANZMAMKROORGANZMA

ZOLASYONU,ZOLASYONU,GELTRLMESGELTRLMES

8/7/2019 Biyotek I[1]..

27/49

Mikroorganizma KaynaklarMikroorganizma Kaynaklar

Doal kaynaklarDoal kaynaklar Toprak

Souk, scak sular Bitki yzeyleri

ller

Petrol alanlar

Kanalizasyon

GelitirilerekGelitirilerekkullanmkullanm

DorudanDorudan

kullanmkullanm

8/7/2019 Biyotek I[1]..

28/49

Mikroorganizma KaynaklarMikroorganizma Kaynaklar

Kltr koleksiyonlarKltr koleksiyonlar Standart zellikte mikroorganizma kaynaklar

R:R: ATCC (American Types of CultureCollection)

niversiteler

Aratrma merkezleri

8/7/2019 Biyotek I[1]..

29/49

Topraktan mikroorganizmaTopraktan mikroorganizmaizolasyonuizolasyonu

1g toprak 106-108 bakteri, 104-106

aktinomycet sporu, 102-104 mantar sporu

Toprak rneisulandrm

santrifjleme st faz

Sv besiyerineekim

reyen kolonilerdenSaf kltr eldesi

izolasyonbesiyerine

ekim

rettii metabolitlerinaratrlmas

DEKBESYERLERNDEVE RN OLUTURMA

VERMLERNNARATIRILMASI, GELTRLMES

8/7/2019 Biyotek I[1]..

30/49

Mikroorganizma, suMikroorganizma, sugelitirilmesigelitirilmesi reme zellikleri ve verim artrmreme zellikleri ve verim artrm

Ortam koullarOrtam koullar GenetikGenetik

8/7/2019 Biyotek I[1]..

31/49

Su gelitirilmesindeSu gelitirilmesinde

zenginletirici ortam koullarzenginletirici ortam koullarkullanm yararldrkullanm yararldr Termofiller 42-100oC

Asidofiller pH 2-4 Anaerobikler N atmosferi

Halofiller yksek tuz

konsantrasyonu

8/7/2019 Biyotek I[1]..

32/49

rettikleri rnlererettikleri rnlere(metabolitlere) gre seim iin(metabolitlere) gre seim iin

test sistemi rneklertest sistemi rnekler

F-laktamazlara direnli

antibiyotikretenlerin seimi

Amilaz retenlerinseimi

NAD

F-laktamaz ilaveli

besiyerinde retim

Niastal besiyerindereyen kolonilerin

iyotla boyanmasNAD oksotrofu

mikroorganizmailaveli besiyeri

8/7/2019 Biyotek I[1]..

33/49

Su gelitirilmesindeSu gelitirilmesinde;

En ok bavurulan yntem genetikyntemlerdir

Biyoteknolojide kullanlan tmmikroorganizmalar(gda teknolojisihari) genetik olarak deitirilmitir

GENETK YNTEMLERGENETK YNTEMLER

1.1. MutasyonMutasyon

2.2. Rekombinant DNA teknolojisiRekombinant DNA teknolojisi

8/7/2019 Biyotek I[1]..

34/49

MutasyonMutasyon--SeleksiyonSeleksiyon

Fiziksel

Kimyasal mutagenlerin

kullanm Amaca uygun seleksiyon

8/7/2019 Biyotek I[1]..

35/49

Kimyasal mutagenlerKimyasal mutagenler

Baz analoglar 5-bromourasil 2-amino purin

Replikasyonda transizyon (gei) tipiReplikasyonda transizyon (gei) tipideiimdeiim

Deamine ediciler

NitritA,Cyi deamine edip, replikasyonda ATA,Cyi deamine edip, replikasyonda AT

iftlerini GC iftlelerine eviririftlerini GC iftlelerine evirir

8/7/2019 Biyotek I[1]..

36/49

Kimyasal mutagenlerKimyasal mutagenler

Alkilleyiciler EMS (Etil metan slfonat) MNNG (Metil nitro nitrozo guanidin)

Replikasyonda transizyon (gei) tipiReplikasyonda transizyon (gei) tipideiimdeiim

Akridin boyalar

ProflavinBaz iftlerinin arasna girip ereveBaz iftlerinin arasna girip ereve

kaymas mutasyonlarna neden olurkaymas mutasyonlarna neden olur

8/7/2019 Biyotek I[1]..

37/49

Fiziksel mutagenlerFiziksel mutagenler

X, Ultroviyole nlar

Radyoizotoplar

Primidin dimerleriPrimidin dimerlerioluturmalaroluturmalar

nedeniyle noktanedeniyle nokta

mutasyonlarnamutasyonlarnaneden olurneden olur

8/7/2019 Biyotek I[1]..

38/49

MutantMutant--VaryantVaryant

Mutasyon:Mutasyon: Deimi zelliin sabitbiimde dllere geii

Prokaryotlarda dller boyuncadeimi zelliin sabitlenmesinekadarvaryasyonvaryasyondan sz edilir

Mutant seleksiyonu iin mutant tipinebal olarak uygun seleksiyon sistemiuygulanr

8/7/2019 Biyotek I[1]..

39/49

Rekombinant DNA TeknolojisiRekombinant DNA Teknolojisi

Su gelitirilmesi iin gnmzdeki nemliyaklam

stenilen zellikteki mikroorganizmann

gelitirilmesi iin gen aktarm/genetikzelliklerin deitirilmesi

Genellikle dk miktarda retilen enzim,amino asit, antibiyotik vb. metabolitlerinmiktarn aktrmak amal uygulamalar

8/7/2019 Biyotek I[1]..

40/49

G

enetik iyiletirmeler /SuG

enetik iyiletirmeler /Sugeliimi endstriyelgeliimi endstriyelfermentasyonfermentasyon

((byk lekte retimbyk lekte retim)) iiniingereklidirgereklidir//zorunludurzorunludur!!!!!!

Yabani tipler endstriyelYabani tipler endstriyelfermentasyon iin efektif deildirfermentasyon iin efektif deildir

8/7/2019 Biyotek I[1]..

41/49

Efektif fermentasyon iinEfektif fermentasyon iin

mikroorganizmalarn tamasmikroorganizmalarn tamasgereken ya da gelitirilmesigereken ya da gelitirilmesigereken zelliklergereken zellikler

1)1) Ksa fermentasyon sresi ve yksekKsa fermentasyon sresi ve yksekverimverim

8/7/2019 Biyotek I[1]..

42/49



2)2) stenmeyen metabolit retmemestenmeyen metabolit retmeme

Alt akm ilemleri (down-stream process) pahal !!!

8/7/2019 Biyotek I[1]..

43/49



3)3) Az oksijen gereksinimiAz oksijen gereksinimi

8/7/2019 Biyotek I[1]..

44/49



4)4) Dk vizkoziteDk vizkozite

Kartrma pahal

8/7/2019 Biyotek I[1]..

45/49



5)5) Ucuz substrat gereksinimiUcuz substrat gereksinimi

Saf kimyasallar pahal

8/7/2019 Biyotek I[1]..

46/49



6)6) Deiik C ve N kaynaklarna toleransDeiik C ve N kaynaklarna tolerans

8/7/2019 Biyotek I[1]..

47/49



7)7) Bakteriyofajlara direnBakteriyofajlara diren

8/7/2019 Biyotek I[1]..

48/49



8)8) Genetik stabiliteGenetik stabilite

8/7/2019 Biyotek I[1]..

49/49

Penicillium chrysogenumPenicillium chrysogenumumummutasyonla gelitirilmesimutasyonla gelitirilmesi

P.P. chrysogenumchrysogenum

NRRLNRRL--19511951

XX--16121612

NRRLNRRL--1951.B251951.B25

WIS QWIS Q--176176

E15.1E15.1

NouthernNouthernRegionalRegional

Research lab.Research lab.

Carnegie Inst.Carnegie Inst.

Wisconsin Univ.Wisconsin Univ.

Li Lilly & Co.Li Lilly & Co.

60mg/l60mg/l

150mg/l150mg/l

300mg/l300mg/l

550mg/l550mg/l

7g/l7g/l

1818mutasyonmutasyon

kademesikademesi

biyotek i[1]

Documents