Yapay zekadan makale özeti
- Kısa
- Ayrıntılı
- Bu video, bir eğitmen tarafından sunulan mikrobiyal biyoteknoloji konulu kapsamlı bir eğitim dersidir.
- Ders, mikroorganizmaların ürettiği eşsiz enzimler ve bunların tarihsel önemi ile başlayıp, rekombinant DNA teknikleri ve transformasyon yöntemleri hakkında bilgiler sunmaktadır. Ardından mikroorganizmaların gıda endüstrisindeki uygulamaları (peynir, ekmek, şarap, bira, yoğurt), ilaç endüstrisindeki rolü (insülin üretimi, antibiyotikler) ve genetiği değiştirilmiş bakterilerin (GM bakteriler) çeşitli endüstriyel uygulamaları ele alınmaktadır.
- Video, mikroorganizmaların çevresel kirleticilerin tespitindeki kullanımı, bitki koruma ve böcek öldürme amaçlı genetiği değiştirilmiş bakteriler gibi konuları da içermektedir. Ayrıca, antibiyotik direnci sorunu ve yeni antibiyotik geliştirme çalışmaları hakkında bilgiler de sunulmaktadır.
- 00:09Mikrobiyal Biyoteknoloji ve Mikroorganizmalar
- Mikrobiyal biyoteknoloji dersinde mikroorganizmaların ürettiği eşsiz enzimler ve bu enzimlerin kullanıldığı alanlar ele alınacaktır.
- Mikroorganizmaların ürettiği faydalı farmasiotik bileşenler üzerinde durulacaktır.
- Mikroorganizmalar, özellikle bakteriler, 3,5 milyar yıl önce yeryüzünde ortaya çıkmış olup, günümüzde yeryüzünde yaşayan organizmaların yaklaşık %50'sini oluşturuyor.
- 02:29Mikroorganizmaların Kullanımı
- Mikroorganizmalar biyoteknolojik olarak kullanılabilmeleri açısından geniş bir kaynak sunmaktadır.
- Gen klonlama tekniklerinin gelişmesiyle hem doğal mikroorganizmalar hem de genetik olarak modifiye edilen transgenik mikroorganizmalar endüstriyel biyoteknolojiye hizmet etmeye başlamışlardır.
- Mikroorganizmaların enzimleri besin üretiminden çevresel atıkların temizlenmesine kadar pek çok sektörde kullanılmaktadır.
- 04:36Mikroorganizmalardan Elde Edilen Enzimler
- Mikroorganizmalardan elde edilen ilk ticari enzimler, DNA polimerazlar ve restrüksiyon endonükleaz enzimleridir.
- Selülaz enzimi, selülozu sindiren bir enzimdir ve kolay sindirilebilir nitelikte hayvansal gıdaların yapımında, meyve suyu içeceklerinin içiminin yumuşatılmasında ve taşlanmış kot pantolonların yumuşatılmasında kullanılmaktadır.
- Subtilisin, çamaşır deterjanlarının vazgeçilmez bir parçasıdır ve basillus subtilisten elde edilen bu enzim özellikle giysilerdeki proteinli kirlerin uzaklaştırılmasında görev almaktadır.
- 07:06Transgenik Mikroorganizmalar
- Mevcut doğal haliyle endüstriyel amaçlara hizmet etmeyen mikroorganizmalar, genetik yapısının manipüle edilerek rekombinant DNA kazandırılarak transgenik hale getirilebilir.
- Rekombinant DNA sürecinde, yabancı DNA'nın hücreye aktarılması gerekmektedir ve bakterilerde en önemli aracı moleküller plazmitlerdir.
- Hücreye plazmid aktarabilmek için hücrenin yeterlilik aşamasına ulaşması (kompeten hale getirilmesi) gerekmektedir.
- 09:24Transformasyon Yöntemleri
- Rekombinant DNA transferinde kullanılan plazmikler, aktarılan genin yanı sıra antibiyotik dirençli genler gibi marker genler de içerir.
- Soğuk kalsiyum klorit uygulaması, hücre duvarında ve hücre zarında plazmidin geçebileceği büyüklükte geçici açıklar açarak hücreyi yeterlilik kazandırır.
- Elektroporasyon, elektrik şoku vererek hücrelere kısa süreli şoklar uygulayan ve kalsiyum kloride göre daha hızlı ve az sayıda hücre gerektiren bir yöntemdir.
- 11:55Füzyon Proteinler ve İsoleme Yöntemleri
- Füzyon, yabancı DNA'nın tak gen olarak kullanılabilecek iyi bilinen bir gen bölgesinin bitişiğine yerleştirilerek aktarılmasıdır.
- Füzyon proteinler, tak proteini kolon kromatografisi veya afiniteromotografisi yoluyla kolona tutturulup, hedef proteinin ucunu serbest bırakarak kesim yapılarak saflaştırılabilir.
- En sık kullanılan genler glutatyon transas, luciferas, yeşil floresan protein (GFP) ve beta-galaktozidazdır.
- 13:53Afiniteromotografisi ve Polihistidin Tak Proteinleri
- Afiniteromotografisi sırasında füzyon proteinin tak kısmı kolona bağlanırken, hedef proteinin uç kısmı serbest kalır ve uygun bir proteaz kullanılarak kolondan ayrılır.
- Bazı araştırmacılar tak protein olarak polihistidin yapıları kullanabilir, bu genellikle hedef proteinin yapısına etki etmez ve kesilerek uzaklaştırılabilir.
- 15:30Mikroorganizmalar ve Protein Üretimi
- Transformasyon uygulamalarında en sık kullanılan mikroorganizmalar E. coli, Koli ve Basillus subtilis'tir.
- Basillus subtilis pek çok proteini hücre dışı ortama salgıladığı için, proteini izole etmek için hücreyi homojenize etmeye gerek kalmaz.
- Raportör mikrobiyal proteinler, örneğin Vibrio fischeri gibi bakteriler, çevresel kirleticilerin tespitinde kullanılır ve lüks genleri taşırlar.
- 16:50Lüks Genleri ve Raportör Genleri
- Lüks geni içeren plazmitler kullanılarak bitki hücresi tarafından alınmışsa, yabancı DNA ile birlikte lüks geni de ifade edilir.
- Lüks geni tarafından üretilen protein biyolüminans oluşturur, yani ışıma oluşturur.
- Bu gen ifadesi doğrudan görünebilir kıldığı için raportör genler olarak da adlandırılır.
- 17:45Mikroorganizmaların Endüstriyel Kullanımları
- Mikroorganizmalar vücudumuzda simbiyotik yaşayarak görev alan canlılar olup, besin endüstrisinde, ilaç endüstrisinde ve çevresel atıkların temizlenmesinde kullanılmaktadır.
- Mikroorganizmalar peynir, ekmek, yoğurt, bira, şarap, şampanya ve likörler gibi pek çok yiyecek ve içeceğin yapımında kullanılmaktadır.
- Peynir yapımında sütün koagülasyonu en önemli basamaktır ve genellikle renin adı verilen enzimler kullanılarak üretilir.
- 19:13Fermentasyon ve Besin Üretimi
- Renin enzimi eski yıllarda hayvanların mide öz sularından elde edilirken, 1980'li yıllarda Aspergillus niger fungusuna aktarılmış ve kimozin olarak adlandırılmıştır.
- Mikroorganizmalar iki tip fermentasyon gerçekleştirir: laktik asit fermantasyonu ve etil alkol fermantasyonu.
- Şarap üretimi için maya ve ezilmiş üzümler bir arada bulundurulur, fermentasyon sırasında şeker karbon kaynağı olarak kullanılır ve son ürün olarak alkol oluşturulur.
- 21:57Şampanya ve Yoğurt Üretimi
- Şampanya üretimi şarap üretimiyle farklıdır; şişe kapandığında fermantasyon devam eder ve şişenin içerisinde gaz birikir.
- Bazı şarap türleri farklı laktik asit bakterileri kullanılarak üretilebilir, bu sayede daha yumuşak tat ve aromaya sahip şaraplar elde edilebilir.
- Yoğurt üretiminde en sık kullanılan bakteri türleri Streptococcus thermophilus, Lactobacillus delbrueckii, Lactobacillus bulgaricus ve Lactobacillus lactis'tir.
- 23:50Yoğurt Üretimi ve Faydaları
- Yoğurt, sütü kaynatıp soğutup, vücut sıcaklığına eriştiğinde daha önceden hazırlanmış yoğurttan birkaç kaşık ekleyerek üretilir.
- Bu süreçte, yoğurda bulunan laktik asit bakterileri sütün içine aktarılarak çoğalır, proteini bozdurur ve laktik asit üretir.
- Yoğurdu tüketecek olursanız, içerisindeki canlı laktik asit bakterileri sindirim sisteminize alınır ve bağırsak bakteri popülasyonunun düzenlenmesi açısından faydalıdır.
- 25:50Laktobasillus Sakei Bakterisi
- Laktobasillus sakei, taze et ve balıklarda görülen, koruyucu maddeler üreten bir bakteri türüdür.
- Bu bakteri, ürettikleri bakteriyo toksinler yardımıyla ortamda diğer bakterilerin bulunmasını engellemeye çalışır.
- Laktobasillus sakei, taze et ve balıkta bulunduğu sürece ürettikleri bakteriyo toksinlerden dolayı başka mikroorganizmaların o ortama yerleşmesine imkan tanımaz.
- 26:31Insülin Üretimi ve Biyoteknoloji
- Insülin, pankreasın beta hücreleri tarafından üretilen, kandaki glikozun dokulara çekilmesini sağlayan bir hormondur.
- Tip 1 diyabet hastaları işlevsel insülin hormonu üretemeyen hastalardır ve yaşamları boyunca düzenli olarak dışarıdan insülin enjeksiyonu yapmak zorundadır.
- Rekombinant DNA teknolojisi öncesinde insülin sığır ve domuz pankreasından elde edilirken, 1978 yılında insülin klonlanarak E. coli bakterisine aktarılmış ve orijinal insan insülin hormonu üretilebilmiştir.
- 29:14Insülin Üretim Süreci
- Insülin hormonu iki polipeptit zincirden (A ve B) oluşan bir kuvarternal proteindir ve bu zincirler ayrı ayrı sentezlenir.
- Polipeptitler ayrı plazmide yerleştirilerek E. coli hücresine transfer edilir ve Lak-Z geninin bitişikine yerleştirilir.
- Lak-Z geninin ürünü beta-galaktozidaz enzimiyle insülin füzyon proteini sentezlenir, daha sonra kesim işlemiyle insülin hormonunun alt polipeptitleri serbest bırakılır ve saf halde elde edilen zincirler birleştirilerek aktif insülin elde edilir.
- 31:49Mikroorganizmalar ve Antibiyotikler
- Mikroorganizmalar ilaç endüstrisinde sadece insülin elde etmek için değil, antibiyotiklerin sentezi konusunda da kullanılmaktadır.
- Penisilin, 1928 yılında Alexander Fleming tarafından tesadüfen keşfedilen ilk antibiyotiktir ve penisilium notatum adlı organizmanın stafilokokus aureus'un gelişimini inhibe etmesiyle tespit edilmiştir.
- Antibiyotikler çeşitli şekillerde etki etmek suretiyle mikroorganizmaları öldürür: hücre duvarına zarar verir, protein sentezini inhibe eder, DNA replikasyonunu inhibe eder veya enzim sentezini engeller.
- 34:16Antibiyotik Dirençlilik
- Bilinçsiz antibiyotik kullanımına bağlı olarak mikroorganizmalar antibiyotiklere karşı dirençlilik mekanizmaları geliştirmektedir.
- Antibiyotikler sadece bakterilere karşı etkilidir, virüslere karşı etki göstermezler.
- Bugün denizel canlıların ürettikleri antimikrobiyal ajanlardan yeni kuşak antibiyotikler elde etmek için yoğun çalışmalar yapılıyor ve bakterilerin hastalığa yol açma mekanizmalarını öğrenmek yeni antibiyotikler geliştirmenin bir yolu olarak görülüyor.
- 35:46Bakteri Toksinleri ve Mücadele Yöntemleri
- Bakterilerin dokuya yerleşimini engellemek için genetik olarak değiştirilmiş bakteriler kullanılmaktadır.
- Florida'daki Origins firması, rekombinant Streptococcus mutans kullanımını FDA'dan onay almıştır.
- Streptococcus mutans bakterisi ağızda şekerlerden laktik asit üretir ve diş çürüklerine neden olur.
- 36:52Streptococcus Mutans Mücadele Yöntemleri
- Şekeri parçalayamayacak şekilde mutasyona uğratılmış Streptococcus mutans, laktik asit üretmeyi engeller.
- Araştırmacılar, Streptococcus mutans'ı öldüren şekerler geliştirmiş ve dünya çapında satılmaya başlanmıştır.
- Bu şekerler, diş fırçalamadan bağımsız olarak Streptococcus mutans'ı öldürerek ağız ortamında pH düşmesini ve diş çürüklerini engeller.
- 37:47Psedomonas Syringae ve Uygulamaları
- Psedomonas syringae, genetiği değiştirilerek geliştirilmiş bir mikroorganizmadır.
- Bu bakteri normalde buz kristalleri oluşturur ve yapay buz pistlerinin yapımında kullanılır.
- Araştırmacılar, bu bakterinin buz kristal üreten gen bölgesini çıkararak mutant bir form elde etmiş ve bitkilerin soğuktan korunması için kullanmışlardır.
- 39:57Psedomonas Floresans ve Böcek Kontrolü
- Psedomonas floresans, Bacillus thuringiensis (Bt) geni ile modifiye edilmiştir.
- Bt geninin ürünü olan Bt proteini, galaktosil transferaz isimli böcek öldürücü bir enzim sentezler.
- Bt toksinleri üreten Psedomonas floresans solüsyonları bitki yapraklarına püskürtülerek böceklerden koruma sağlanmaktadır.