Biyoteknoloji Ders 1

8/7/2019 Biyoteknoloji Ders 1

1/163

BYOTEKNOLOJ

2008-2009Ayegl TOPAL SARIKAYA

stanbul niversitesiMolekler Biyoloji ve Genetik Blm


2/163

BYOTEKNOLOJ NEDR?

Biyolojik ara, sistem ve srelerin retim ve hizmetendstrilerine uygulanmas

Endstriyel uygulamalarda baarl olabilmek iin Biyokimya,Mikrobiyoloji ve Mhendislik bilimlerinin ortak kullanm ilemikroorganizmalarn, doku ve hcre kltrlerinin

kapasitelerinin artrlmas eitli yararl maddelerin retilmesi iin biyolojik zellikleri

kullanan bir teknoloji olmas Biyolojik aralar tarafndan retilen materyallerin daha iyi rn

ve hizmet vermek zere bilim ve mhendislik ilkelerininuygulanmas

Biyoteknoloji sadece teknik ve srelerin toplamna verilen biraddr. Biyoteknoloji canl organizmalar ve onlarn yaptalarn tarm,

gda ve dier endstrilerde kullanan bir tekniktir.


3/163

BYOTEKNOLOJNN BALICA

UYGULAMA ALANLARI Biyosre Teknolojisi

Alkoll ieceklerin retimi Antibiyotik retimi Memeli hcre kltrleri

Yeni rnlerin retimi (r: Polisakkaritler) la retimi Organik zc retimi (r:Aseton, butanol) Protein bakmndan zenginletirilmi gdalarn retimi retim kapasitesi art iin fermentasyon tasarm optimizasyonu

Enzim Teknolojisi zgn kimyasal reaksiyonlar iin kullanmlar Enzim immobilizasyonu (tutuklanmas) Yar sentetik penisilin retiminde Niasta ve sellloz hidrolizinde Biyolojik analizler iin sensrlerin oluturulmasnda


4/163


UYGULAMA ALANLARIAtk Teknolojisi Atklarn yeniden kullanlabilmesi Atklardan yeni rnlerin retilmesi (r: alkol)

evre Teknolojisi Kirliliin kontrol Atk toksinlerin uzaklatrlmas Dk dereceli madenlerden ve madencilik endstrisi

atklarndan metallerin geri kazanlmas

Yenilenebilen Kaynaklar Teknolojisi Kimyasal ham madde ve etanol, metan ve hidrojen retimiiin lignoselllozik materyalin yenilenebilen enerji kaynaolarak kullanlmas

Bitki ve hayvan materyalinin tamamnn kullanlmas


5/163


UYGULAMA ALANLARIZiraat ve Hayvanclk Besin deeri yksek, hastala direnli, strese toleransl

yksek kalitede ve verimde genetik mhendislii ilegelitirilmi bitkilerin oluturulmas

Hayvanclkta rn artrmn salamak

Salk Yeni ilalarn oluturulmas lalarn sadece hastalkl blgeye ulamasnn salanmas Hastalk tanlarnn gelitirilmesi Alarn gelitirilmesi nsan genomunun anlalmas Gen tedavisi


6/163

BYOTEKNOLOJ LE LKL SEKTRLERNSINIFLANDIRILMASI

Teraptikler Hastalklarn kontrolnde ve tedavisinde kullanlan

farmastik rnlerin retimi Antibiyotik retimi A retimi Gen tedavisi ile ilgili rnlerin retimi

Tan kitleri Gda, evre ve ziraatta kullanlan tan ve saptama

kitlerin retemiGda eitli gda rnleri, koruyucular, iecekler ve eitli

katk maddelerinin retimi


7/163

evre Artm, Zararl maddelerin yararl hale dnm,

enerji retimini salayan irketler

Kimyasal ara rnler Enzimler, DNA, RNA, zgn kimyasallar reten

irketler

Tehizat Tm makine donanm, biyoreaktrler, "software" ve

biyoteknolojiyi destekleyen tm tketim maddelerinireten irketler


8/163

Biyoteknoloji konu olarakmultidisipliner yani bamsz pekok bilim daln birarada barndrr.

Eer biyoteknoloji almasyapanlar bir liste altnda toplamakgerekirse Biyokimyaclar,Mikrobiyologlar,Genetikiler,Molekler biyologlar, Hcrebiyologlar, Botanikiler, Ziraatmhendisleri, Virologlar, Analitik

kimyaclar, Biyokimya mhendisleri,Kimya mhendisleri, Kontrolmhendisleri, Elektronikmhendisleri ve Bilgisayarmhendisleri bu liste ierisindesaylabilir.

Ayrca bu liste oluturulan yeni bir

tekniin pazarlanmasnda sorumluolan ekonomistler, yneticiler vefinans ii ilgili olan elemanlar veyeni bir rnn patent alnmndansorumlu hukukcular da katlarakgeniletilebilir.


9/163

Biyoteknolojinin Tarihsel Evrimi

lk defa, 1919 ylnda, Karl Ereky tarafndan kullanlanBiyoteknoloji teriminin o zamanki tanm, anlam vekapsam, gnmze kadar gelien modern tekniklerin bualana uygulanmas ile, nemli lde deiikliklere

uramtr. Karl Ereky, biyoteknolojiyi Biyoteknolojik Sistemler

Yardmyla Hammaddelerin Yeni rnlereDntrld ilemlerdir eklinde tanmlamtr.

Bu tanm, o zamanki geleneksel biyoteknolojikuygulamalara ok benzemekte idi. nk, o yllardabiyoteknolojik sistemler herhangi bir deiiklieuratlmadan kullanlmaktayd. Bunun balca nedeni,teknolojinin gelimemi olmasyd.


10/163

Son 25-30 yl, biyoteknolojik gelimelerin altna olarak kabul edilmekte, biyoloji, kimya, fizik,biyokimya, mikrobiyoloji ve dier bilimdallarndaki yeni bulularla bu yeni alan

desteklenmi ve insanolunun hayallerininsnrlad noktaya kadar adm admgereklemitir.

Ortaya konan her yeni bulu veya teknik, dier

bir uygulamaya, ileriye dnk olarak, bykkatkda bulunmu, onun temel ve itici gcnoluturmu ve yeni ufuklarn almasna ve yeniproblemlerin ortaya kmasn yol amtr.


11/163

Dnyada giderek artan sayda lke,biyoteknolojik aratrmalarda ve buna balolarak oluturulan yeni rnlerin kullanmakarlmasnda, bu ynden ncelik kazanarak

biyoteknoloji pazarna hakim olmada birbirleriyleyar haline girmi bulunmaktadr.

Bu alanda byk aktivite gsteren birok bykfirma kurulmu ve ok byk yatrm yaplmtr.

Ksa bir gelecekte biyoteknolojik rnlerin,aynen mikroelektronik malzemeler gibi, gelimilkelerin ticar bir silah haline gelecei okaktr.


12/163

Biyoteknoloji tarihinde nemli baz

olaylar M 6000 Mayalar ilk kez Smerler tarafndan bira yapmnda kullanldlar

M 4000Msrllar maya kullanarak

ekmek yapmn kefettiler


13/163

zm kltryapm(Grcistan),


14/163

1673 Anton van Leeuwenhoek (1632 -

1723),Protozoa ve bakterilerinfermentasyonda rol oynayabileceiniaklayan ilk bilim adam

1856Louis Pasteur Louis Pasteur (1822 -1895)

mikroorganizmalarn fermentasyondan sorumluolduklarn kesin bir ekilde tanmlad


15/163

1928 Alexander Fleming petri kaplarnda bir para kfle

evrelenmi blmde tm bakterilerin ldnkefetti. Bylece penisilin dnemi balad. Fakat 15yl sonra tbbi kullanm iin uygun duruma geldi.

1938 Proteinler ve DNA eitli laboratuvarlarda allmaya

baland. Molekler biyoloji terimi gndeme girdi.

1941Bir gen bir enzim hipotezi ortaya atld


16/163

1943 Rockefeller vakf Meksika hkmeti ile ibirlii

yaparak Meksika Tarm Program balatld. Bu

yabanc yardmyla yaplan ilk bitki slahalmas olarak biyoteknoloji tarihinde yeriniald.

1953

Kortizon byk lekte retilen ilk rn 1953 1976 DNA ile yaplan yaygn almalar


17/163

1977 - Gnmz:

Genetik Mhendislii almalarnn balamas.

Genentech Genentech, Inc., tarafndansomatostatin (insan byme hormonu)bakteriye klonland.

1978

1978de Herbert Boyer San Francisco Californianiversitesi laboratuvarnda rekombinant insulingenini E. coliierisine aktarmay baard.


18/163

1980 PATENT alnmna izin verilmesi ABD yksek Mahkemesinin petrol yiyen bakteri iin patent vermesi Kary Mullis ve arkadalar tarafndan PCR ynteminin kefedilmesi. 1982

Genetik mhendislii ile gelitirilmi insan insulinin bakteri tarafndanretilmesi

1985

Bcek, bakteri ve viruslara direnli bitkilerin toprakta yetitirilmesialmalar

1986 lk rekombinant a (sarlk, Hepatit B) 1988

lk genetii deitirilmi hayvan olarak meme kanseri almalarndakullanlan fare iin patent alnmas

1990 lk baarl gen terapi almasnn yaplmas 1994 lk genetik mhendislii ile gelitirilmi domatesin dnya gda rgt

tarafndan kabul


19/163

1996 Biyosensrlerin kullanlmas

1997 Dolynin yaplmas 1998

Ebriyonik kk hcre retimi 1999

Deli dana hastal iin hzl ve hassas tan sisteminingelitirilmesi

2001: 200,000 alan, devlete ait $30 milyar gelir, toplam

1450 irket 350si kamu irketi

1992: 80,000 alan, $8.1 milyar devlete ait gelir.Yaklak ayn sayda irket


20/163

Tarihsel evrime gre biyoteknoloji temeldneme ayrlmaktadr. Bunlar da,

1) Geleneksel Biyoteknoloji: Karl Erekynintanmlad biyoteknoloji kapsamnda, biyolojiksistemler (genellikle bakteri, maya, mantar) hibirmodifikasyona uramadan aynen kullanlmaktayd.

Aslnda, bu tarihlere ait bilgi ve teknoloji de genetikdzeyde deiiklikler yapabilecek durumda deildi.Yaklak 20 yl kadar devam eden bu dnemdebiyolojik sistemler, ekmek, peynir, alkol, eitli alkollikiler, sirke, yourt gibi maddelerin retilmesinde

fazlaca kullanlmtr. Bu nedenle de bu periyot,Fermantasyon teknolojisi arlkl olup buna ynelikretimi kapsamaktadr.


21/163

2) Ara Dnem: 1940-1975 yllar arasn kapsayanbu dnemde, biyolojik sistemlerin endstride

kullanm alanlar geniletilmi ve baz kktekniklerin ilavesiyle de retim gelitirilmi veartrlmtr. Bu ara periyot ierisinde antibiyotik,enzim, protein, karbonhidrat, organik asitler, alkolvb. maddeler fazlaca retilmitir.

Bu dnemde, geleneksel biyoteknoloji gibibiyoteknolojik sistemler ve zellikle de bunlarngenomlarnda kkl deiiklikler yaplmad iin,bugnk anlamda kullanlan biyoteknolojik

uygulamalar pek kapsamamaktadr. Bunedenlerle de, bu ara periyot ta birincisi gibifermantasyon teknolojisine dayanmaktadr.


22/163

3) Modern Biyoteknoloji: Gelimi ve modern tekniklerin biyolojiksistemlere uyguland bu dnem olduka ileri bir karakter tamaktadr.

Mutasyonlarveya Rekombinant DNA teknolojisi yardmylaoluturulan yeni fenotipik karakter tayan Mutantlarveya Transgenikorganizmalar, endstride ve dier alanlarda (mikrobiyoloji, biyoloji,biyokimya, insan ve hayvan sal, hayvan slah, ziraat, evre vb.) okfazla kullanlmaya balanmtr.

Bu gelimelere paralel olarak, biyoteknolojinin tanmnda dadeiiklikler yaplmtr. 1982 ylnda OECDnin raporunda belirtilentanma gre biyoteknoloji Temel Bilimlerin ve Mhendislik lkelerinin,Ham Maddelerin Biyolojik Aralar Yardm ile rnlereDntrld Srelere Uyguland Bir Teknolojidir eklindedir.

Bu tarif iine her ne kadar ak olarak belirtilmesede, genetikdzeydeki manipulasyonlarn da iinde bulunduu Molekler Genetikve Rekombinant DNA teknolojisi de yer almaktadr.


23/163

Modern Biyoteknoloji

Bu teknikler yardmyla organizmann yaam iin gerekli btnbilgilerin topland ve kodland genom kitaplnn = bankalarnnkurulmas, oluan bankalardan arzu edilen genin izolasyonunun venkleotid dizisinin saptanmas ve bu dizilerde deiiklikleryaplmas veya baka organizmalara aktarlmas, genreglasyonunun saptanmas, hibrit hcreler elde edilmesimmkndr.

Bu teknikler yardmyla biyoteknolojik alar, proteinler,enzimler, antibiyotikler, hormonlar, sitokininler, monoklonalantikorlar, tehis koruma ve tedavi aratrmalarnda kullanlandiagnostik maddelerin ve kimyasallarn retilmesigerekletirilmektedir.

Bu yntemler ile, doal koullar altnda ancak yz binlerce yliinde meydana gelebilecek mutasyonlar, in vitro olarak ksa sredeoluturmak mmkn olmaktadr.


24/163

Neden byle bir teknoloji (Rekombinant DNATeknolojisi) geliimine ihtiya duyulmutur?

1) Genellikle baz belli tipteki hcreleri byk lekte retmekgtr. rnein memeli hcrelerini zellikle insan kaynakl olanlarretmek olduka zordur. remeleri yavatr. Mikroorganizmalarretebilmek iin kullanlan basit yntemler bu tip hcreler iin

kullanlamaz.

2) Doal kaynaklarn kullanm snrldr.

3) Doal kaynaklardan izole edilen bir rnn kontaminasyonriski tamas r: Serumdan izole edilen baz faktrlerin (faktr XII)

hemofili hastalar iin kullanlmas bu faktrn izolasyonu srasndasarlk veya AIDS gibi baz hastalk etkenleri ile kontamine olmasolasln ortaya karr.

4) Maliyet


25/163

$Bu teknolojinin domasna bir baka nedendetamamen yeni bir rnn retilme isteidir.

rnein endstride biyokatalizr olarak kullanlanenzimler snrl zelliklere sahiptir.

Bu zellikler zel spesifite, katalitik aktivite vestabilitedir.

Enzimi kodlayan gende yaplan modifikasyonlarlaenzimin yaps ve dier zellikleri avantaj ynndedeitirilerek konak organizmaya sokulur ve yeni birsper enzim elde edilebilir.


26/163

$Ekonomik adan nemli bitkilerin de genomlarnndeitirilmesi biyoteknolojinin dier bir nemli konusudur.

Tahllara atmosferden azotun fikse edilmesizelliinin kazandrlmas sadece gbrekullanlmamasn salayan maliyet azalmasnn yansra,

gbre kullanm ile kirlenen tarladan yamur sular iledoal su kaynaklarnn kirlenmesi de nlenebilir.

Ancak uzun ylardan beri yaplan bu almalar azotfiksasyonunun reglasyon mekanizmasnda ok saydagenin etkili olmas nedeniyle azot fiksasyonunun tahllartarafndan yaplmas henz baarlamamtr.

Bundan baka tohumlardaki depo proteinlerininmiktarlar artrlabilir veya herbisitlere direnli bitkilergelitirilebilir. Ayrca eitli hastalklara direnli, donmayadayankl, raf mr uzatlm bitkiler de gelitirilebilir.


27/163


28/163

Biyoteknolojinin retim Sreci Ticari deere sahip bir rnn

mikroorganizmalar kullanarakyaplan retimi srasndaendstriyel biyoteknoloji srecigenellikle 3 temel aamayaayrlr.

Upstream processing: Hedefmikroorganizma iin besinkayna olarak kullanlabilecekham maddenin hazrlanmas

Fermentasyon vetransformasyon: Byk birreaktr (100 litreden byk)

iinde antibiyotik, amino asit,enzim gibi arzu edilen rnnoluumu (biyodnm) ilesonulanan hedefmikroorganizmann oalmas

Downstream processing: Arzuedilen rnn hcre ktlesindenveya besi ortamndan ayrlarak

saflatrlmas

Hammadde

Upstreamprocessing

:

Fermentasyon vebiyodnm

Downstream

processing

Saf rn


29/163

Mikroorganizmalarla yaplan biyoteknolojiksrelerin ou genel olarak;

Sre Mh.

Substrat + Mikroorganizma RN

eklinde zetlenebilir.

Sre mhendislii retim ilemleri (fermentasyon)ve bu ilemler sonucunda oluan rnn gerikazanlmas ile ilgili yntemlerin saptanmas,gelitirilmesi ve optimize edilmesini ieren

almalar kapsar.


30/163

rn hcre biyomas, hcrenin bir metaboliti yada balang materyalinin transformasyonusonucu oluan bir madde olabilir. Bazdurumlarda retimde canl organizma yerine

mikroorganizmalarn rettikleri enzimlerkullanlabilir. Bu durumda;SreMhendislii

Substrat + Enzim RN

eklinde bir eitlik sz konusudur.


31/163

Sre gelitirilmesinden nce arzu edilenrnn saptanmas gerekir.

Genelde yabani sular bu rn azoluturduklarndan rn saptamayntemleri duyarl olmaldr.

Sre gelitirilmesinde eitli yntemlerkullanlabilir. Fakat retimde ama yalnzbir veya birka yntemi kullanmaktr.


32/163

retim iin gerekli olan substrat, toplam imalat fiyatnn yaklak %50 sinikapsadndan mmknse besiyeri ucuz ham madde iermeli fakat retimin

artrlmas iin gerekli olan spesifik katk maddeleri unutulmamaldr.


33/163

Fermentasyon sonucunda oluan rnnyksek verimde geri kazanlmas dier birnemli konudur.

Eer rn hcre biyoktlesi ( "biomass" ) iseoluan hcreler srekli toplanr ve fermentasyondevam eder.

rn hcre iinde kalabilecei gibi salglamayeteneinde olan hcreler tarafndan da reme

ortamna salnabilir. Hcrenin paralanmas, ekstraksiyon vesaflatrma ilemleri sonucunda minimum kaypile rnn geri kazanlmas salanr.


34/163

Biyoteknolojik srelerin en son aamaselde edilen rnn kalite kontrolyapldktan sonra paketlenmesi vetketiciye bozulmadan sunulmasdr.


35/163

Biyoteknolojide

Biyolojik Sistemler


36/163

Biyolojik Sistemler

Bakteri Mantar Bcek

Bitki Memeli hcre hatlar Bcek, bitki ve memeli

viruslar

ok hcreli organizmalar (bitki, balk, fare veevcil hayvanlar


37/163

Prokaryotlar$ Bakterilerve Cyanobacteria (mavi-yeil bakteriler)

Bakteriler, toprak, hava, su, hayvan ve bitki yzeylerinde bulunurlar.Bazlar hastalk etkeni olmakla beraber ou zararsz ve organik atklarngeri dnm srasndaki yararl etkileri ve birok faydal rn retmelerinedeniyle biyoteknolojide olduka nemli bir yere sahiptirler.


38/163

1884 Christian Gram tarafndan bulunan Gramboyama yntemi ile bakteriler kabaca iki bykgruba ayrabiliriz. Bakteriler iki farkl hcre duvar

yapsna sahiptir ve buna gre farkl ekildeboyanma zellii gsterirler.

Gram (+) Gram (-)


39/163

Bakteri morfolojileri


40/163

Ayn genusa ait baz trler endstriyel adan faydalzelliklere sahipken bazlar insanlar iin zararldr.rnein Bacillus trleri toprakta yaarlar ve aerop veyafakltatif anaerop metabolizmaya sahiptirler.

B. subtilis endstride kullanlan amilaz enzimininkaynadr.

B. thruringiensis ise birok bitki zararls bceinpatojenidir. Ve bu nedenle bceklere direnli bitkilerinoluturulmasnda genetik mhendisliinin nemli alma

konularndan birini oluturur. B.athracis ise insanlara patojen etkiye sahiptir ve arbon

hastalnn nedenidir.


41/163

Escherichia coli

Genetii, moleklerbiyolojisi, biyokimyas,fizyolojisi ve genel biyolojisison 50 ylda yaplanalmalardan toplananbilgilerle son derece iyibilinen bir organizmadr.

Gram (-), patojen olmayan,omak eklinde, hareketlibir organizmadr.

Doal olarak insanbarsanda bulunur, normalolarak toprak veya sudabulunmaz.


42/163

ok basit besi ortamlarnda

kolaylkla blnerek

oalabilir

Generasyon sresi 37Cda

logaritmik fazda yaklak22 dakikadr.

Aerobik ve anaerobik

olarak reyebilir

(rekombinant heterolog-

protein retiminde aerobik

reme)

Oksijen, retimde en

nemli snrlayc faktrdr.


43/163

Prokaryotik Biyolojik Sistemler

E.colidndaki dier prokaryotlar Acremonium chrysogenum

Bacillus brevis

Basillus subtilis, Basillus thuringiensis

Corynebacterium glutamicum Erwinia herbicola

Peudomonas spp

Rhizobium spp

Streptomyces spp

Trichoderma resei

Xanthomonas campestris

Zymomonas mobilis


44/163

Bu organizmalar iki grub altnda toplanabilir zel bir fonksiyona sahip bir gen iin konak olma

r: termofillerden izole edilen ve PCR teknolojisindekullanlan sya direnli DNA polimeraz enziminin E.colideklonlanmas ve retimin gereklemesi

Belirli ileri ok daha etkin yapabilmek iin genetik mhendisliiile gelitirilme

r: Endstriyel adan nemli amino asitlerin ok fazlaretilmesi iin Corynebacterium glutamicumun eitlitrlerinin gelitirilmesi


45/163

Cyanobacteria (mavi-yeil bakteriler)

r: Anabaena cylindris, Nostokmuskorum, Spirulina platensis

Mavi-yeil bakterilerprokaryotlar snfna dahil olupfotosentez zelliine sahiptir.

lk kez varlklar fosillerde

saptanmtr. Dnyaoluumunda belki de ilk canlorganizmalardr.

Tatl ve tuzlu sularnyzeylerinde bulunurlar.Karada ise n ve neminolduu amur ve kaya, tahta

veya baz canl organizmalarnyzeylerinde bulunabilirler. Koyu yeilimsi-mavi

pigmentlerinden dolay buisimle adlandrlrlar.

Anabaena flamentleri


46/163

Cyanobakterilerin yaps Hcre duvar yap ve

fonksiyon bakmndanGram(-) bakterilerebenzer.

Fotosentetiktirler. Klorofilve karotenoid pigmentlerlamella ad verilen hcre

yzeyi membrannda,fikosiyanin ve fikoeritringibi pigmentlerdefikobilisomlarda bulunur.

Fikobilisomlar tlakoidmemmran yzeyindebulunurlar


47/163

Fikosiyanin Yeil absoblar (615-620A).

Allofikosiyanin Turuncu absorblar (650-670A)

Fikoeritrin Yeil absorblar (495-570


48/163

Cyanobakterilerin yaps

AZOT FKSASYONU: Sadecebirka organizma atmosferik azotuamonyaa redklemek yoluylaa.a. ve proteinleri retmek zereorganik asitlere dntrlebilir.

Azot fikse edebilen bakteriler gibi

mavi-yeil bakterilerde byle biryetenee sahiptir. Hcreler nitrogenaz enzimi ile bu

reaksiyonu gerekletirirler. Buenzim oksijen ile inaktive olur. Bunedenle azot fikse eden hcreleriniindeki koullar anaerobikolmaldr.

Anabaena gibi baz mavi-yeilbakterler azot fiksasyonundansorumlu heterosit ad verilen zelkaln duvarl hcrelere sahiptirler.


49/163

Heterositler hcre duvarlarnda bulunan zel bir por

aracl ile vejatatif hcrelere balanrlar. Bu porlar kmikroskobu ile grlebilirler. Anabaena flamentleri eker ve oksijen reten

fotosentetik hcrelerden olumutur.


50/163

Birok flamentli mavi-yeil bakteri akinet veya

spor diyebileceimizolumsuz koullardadevamllktan sorumluolan hcrelerolutururlar. Bu hcrelerheterosit hcreye yaknolan vejatatif hcreler

tarafndan oluturulur.Hcre boyutunda artolur ve bykmiktarlarda besindepolanr. Gas vakuollerikaybolur. Bununsonucunda akinetler

suyun dibinde yllarcacanllklarnkoruyabilirler. Koullaruygun olduunda tekrarhzla blnerekoalrlar.


51/163

Mavi-yeil bakterilerin biyoteknolojik nemi

M-Y bakteriler fotosentez yetenekleri, yksekprotein ierikleri ve basit besiyerlerinde hzloalmalar nedeniyle besin kayna olarakkullanm alanna sahiptir.Tek hcre proteini(THP) elde edilmesinde en ok denenengnmzde insan ve hayvanlarnbeslenmesinde geni uygulama alan olan mavi-yeil bakteriler, dier mikroorganizmalardan

farkl olarak yeterli miktarda karbondioksit, belirliderecede aydnlatma, geni retim ortam gibizel koullara gereksinim gsterirler.


52/163

Spirulana

Sprilulina platensis: Afrika vegney Amerikada ki sgllerde doal olarak bulunur.Binlerce yldan beri yredekiinsanlar tarafndan toplanan bu

algler kurutulduktan sonrabesin kayna olarakounlukla sos eklinde veyaorba iinde kullanlmaktadr.

Nostocise Peru ve Gneydou Asya da besin maddesi

olarak kullanlan bir dier M-Ybakteridir.


53/163

GBRE OLARAK: Mavi-yeil bakterilerinazot fiksasyon zellii saptandktan sonrakurutulmu Tolypthrix tenuis pirin tarlasnaserpildiinde azot fiksasyonunda veverimde art gzlenmitir. M-Y bakterilerinHindistan da pirin tarlalarnda gbreolarak kullanmyla topranhavalandrlmas sonucunda su geii vetopran scaklnn daha homojen olmassalanmaktadr. Azot fiksasyonu iin M-Ybakterilerin Rhizobiumlarn yerini

almasnn baz avantajlar vardr. Mavi-Yeil bakteriler havadaki azotu amonyumaredklerken fotosentez metabolik yolunukullanrlar. Yani bir bitki ile simbiyotik biryaam ve enerji kayna olarak herhangibir organik molekl ilavesi gerekmez.Tarmda azot fikse eden M-Y bakterilerorganik gbre olarak kullanlabilir. in,

Hindistan, Filipinler gibi pirin tketimi fazlaolan blgelerde byk oranlarda rerler.Pirincin byme sezonunun banda eersuya M-Y bakterilerin balang kltrleriekilirse pirin veriminde %15-20 oranndaart olduu bildirilmektedir.


54/163

Mavi-yeil bakterilerin biyoteknolojik nemi

Aratrmalar Mavi-Yeil bakterilerin gne enerjisi dnm sisteminde yer almasiin devam etmektedir. Anabaena cylindrica heterocystleri vejatatif hcrelerdefotosentez yoluyla oluturduklar oksijeni dar verirler. Azot yokluunda iseheterositlerde nitrogenaz enzimi katalizrlnde elektronlarH+ iyonuna transferedilerek Hidrojen gaz aa karrlar. Oksijen ve Hidrojen her ikisi deendstride ihtiya duyulan gazlardr.

BYOLOJK OLARAK AKTF MOLEKLLERN RETM: Mavi-Yeil bakteriler antibiyotiklerin ve dier biyolojik olarak aktif molekllerin ticari

boyutlardaki retimi iin byk bir potansiyel olutururlar. nk Mavi-Yeil bakterilerheterotroftur. Bu zellikleri de onlarn fermentasyon koullarnda retilmelerine olanaksalar. Henz aratrma aamasnda olan Anacystis nidulans ile yaplan rekombinantDNA teknolojisi almalaryla nadir bileiklerin retiminde kullanmlaramalanmaktadr.

Sonu olarak : Fermentr koullarnda reyebilirler, uzun sreli fizyolojik stabiliteye, basit besingereksinimine, kpk oluturmama zelliine sahiptirler. Dier alglerden farkl olarakazot fiksasyonu yapabilme farkllna sahiptirler. Optimum scaklk 35oC dir.Karanlkta veya gn nda heterotrofik olarak rerler.


55/163

Biyoteknolojide

Biyolojik SistemlerMayalar


56/163

Maya

Mayalar; tek hcreli karyotik

Tomurcuklanarakveya blnerekeeysiz


57/163

farkl eem tipine sahip hcreleriyle eeyli olarakoalabilirler


58/163

Mayalarn tanmlanmas maya biyoteknolojisi iinolduka nemlidir.

rnein endstriyel srelerde yabani ve kltreedilmi mayalar arasndaki fark gsterebilmekesastr.

Bira retiminde rnde istenmeyen aroma oluumunaneden olan yabani rkn karmas veya ekmek mayasretiminde eker transport yetenei daha fazla olanCandida utilis mayasnn karmas ekmek mayasretiminde kullanlan Saccharomyces cerevisiaemayasnn remesini engelleyecektir


59/163

Maya genuslarnn ayrmnda fizyolojik

testlerle birlikte morfolojik testler dekullanlr. Gnmzde 700 civarnda maya tr

tanmlanmtr. Fakat bu say maya eitliliindesadece ok kk bir blm temsiletmektedir.

Tanmlanmam maya genus ve trsays ok daha fazladr.


60/163

Maya biyologlar iin maya eitliliini

tanmlamak kadar dier nemli bir noktazellikle biyoteknolojik neme sahip trleribelirleyip saklamak ve koruyabilmektir.

Molekler biyoloji tekniklerinin yaklamyla

trler daha hzl ve kolay bir ekildekarakterize edilebilmektedir.

Gnmzde 6 mayann genom projesitamamlanm ve ilevsel genomik almalarile genlerin ilevlerinin belirlenmesine devamedilmektedir.

Maya hcreleri klorofil


61/163

Maya hcreleri klorofiliermez ve zorunluolarakkemoorganotrofiktirler

. remek iin organikkarbona gerekduyarlar.

Karbon metabolizmalar

ok eitlidir. rneinbasit ekerleri,polioller, organik ve yaasitleri alifatik alkoller,hidrokarbonlar veeitli heterosiklik ve

polimerik bileiklerikarbon kayna olarakkullanabilirler.

Bu zellikleri nedeniylefarkl habitatlar iinzellemi trlerkolaylkla saptanabilir.


62/163

Mayalar toprak, hava vesudan izole edilebilirler. Bazmayalar ekstrem ortamlardarnein ozmofilik mayalareker bakmndan zengin

ortamlarda yaayabilirler. Butr mayalar genellikle gdabozucu olarak bilinir. Bunundnda frsat patojenolarak baz maya trleridernein Candida albicans pek

ok infeksiyondansorumludur.


63/163

Mayalar insanlar iin; ekonomik, sosyal ve

salk asndan olduka nemli en eskievcilletirilmi organizmalardr. Alkoll ieeklerin retiminde, ekmek

yapmnda hamurun kabarmas iin binlerce ylncesinden beri kullanlmaktadrlar. Gerektebira yapm belkide dnyann ilkbiyoteknolojisini temsil etmektedir.


64/163

Gnmzde mayalar geleneksel gdafermentasyonunun dnda ok eitli alanlarda

da kullanlmaktadr. zellikle genetik mhendisliiyle gelitirilmimayalar hastalklarn nlenmesinde vetedavisinde kullanlan pek ok farmastik

ajann retilmesinde yaygn bir ekildekullanlmaktadr.


65/163

Biyoteknolojik neme Sahip Baz Mayalar


66/163

Biyoteknolojik neme Sahip Baz Mayalar Axula adeninivorans

Candida trleri

Nitrat ve aminleri asimile eder, 45 Czerinde reyebilir, pek ok hidrolaz

salglayabilir.

C.albicans hidrokarbonlardanaminopenisillanik asit ve B6 vitaminretimi, C.boidiniiNAD, FAD metilketonlar ve sitrik asit retimi, C.famatariboflavin, C.maltosa biyoktle proteini iinya asiti ve alkan kullanm, C.tropicalistriptofan, C.pelliculosa sellozikmateryalden biyoktle proteini, C.utilis,

pek ok rn eldesi, ksilozda reyebilme,klonlama teknolojisinde kullanm,C.shehatae ksiloz fermentasyonu



67/163


Hansenula polymorpha

Kluyveromyces marxianus ve

K.lactis

Pachysolen tannophilus

Heterolog gen anlatm iinkullanlabilen metilotrofik maya

Laktoz ve polyfruktosanfermente eder. Doal kakao

fermentayonu. Pek ok enzimiin kaynak olabilir, klonlamateknolojisinde kullanlabilir.

Bitki lignosellozik

hidrolizatlarndan kaynaklpentoz ekerlerininfermentasyonu


68/163

Biyoteknolojik neme Sahip Baz Mayalar Phaffia rhodozyma ve Pichia

trleri

Rhodosporidium toruloides

Gda boyas olan astaksantin

pigment retimi.P.guilliermondiiriboflavinsentezi ve hidrokarbonlardanbiomas protein eldesi.P.methanolica etanol

biosensr olarak kullanlanalkol oksidazretimi.P.pastorismetanolden biomas proteineldesi, heterolog gen anlatm

ve insan teraptik proteinleriniretebilen metilotrofik maya

Fenilketanri tedavisindekullanlan PAL enzim kayna


69/163


Saccharomyces trleri

Saccharomycopsis

trleri

Schizosaccharomycepombe

S.cerevisiae klasik gdafermentasyonu. Bira, arap, ekmek,rom, cin yapm. Yakt, alkol, gliserol,invertaz ve hayvan besinikayna.Rekombinant DNA

teknolojisiyle saysz protein retimi.

S.fibuligera amilolitik maya.

Geleneksel Afrika alkoll bira yapm.araplarn deasidifikasyonu. Ykseketanol ozmotik tolerans.. Biyoktleprotein eldesi, heterolog gen anlatm

ve mutagenez testlerinde kullanm.

Schwanniomyces trleri S.castelliive S.occidentalis


70/163

y

Trichosporon cutaneum

Yarrowia lipolytica

Zygosaccharomyces rouxii

amilolitik mayalar. Niastannve inlinin etanole evrimi veheterolog gen anlatmndakullanlabilirler.

Fenol varlna ilikinbisensor olarak kullanlr.

Lipid ve hidrokarbonlardanbiomas protein eldesi. Sitrikasit ve hcred enzim

retimi. Japon soya sosu karakteristik

aromasn vermede kullanlanhalofilik ve ozmotolerant

maya tr.


71/163

Endstriyel mayalarn ou zelliklefermente ieeklerin retimindekullanlanlar genetik bakmndankarmaktrlar ve stabil bir haploidi

gstermezler.

rnein bira yapmnda kullanlanSacchoromyces trleri poliploid veya

anpliod (diploid-heptaploid) rklardr. Bunedenle gelitirilmelerinde eeyli remezelliklerinden yararlanlamaz.


72/163

Bunun yerine klasik bira tadn veren

organoleptik zellikleri iyi olankarakteristik fermentasyon yapanrklardan doal seimle en iyi olaneilir.

Bunun dnda endstriyel mayalarngelitirilmesinde phesiz genetik

mhendisliinin nemi oldukafazladr.


73/163

Rekombinant DNA teknolojisi ilegelitirilen rekombinant mayalartarafndan retilen biyolojik olarak

aktif rekombinanat proteinlerinveriminin arttrlmasnda iki nemliyaklam vardr:

molekler genetik tekniklerin kullanm fermentasyon teknolojisi.

Gda Tzne Uygun Genetik Olarak


74/163

Gda Tzne Uygun, Genetik OlarakDeitirilmi Mayalar

Maya Ekmek Mayas

Bira Mayas

Tanmlama Glukoz basksndan

kanmak vehamurlamay nlemek

iin maltoz kullanmgenleri deitirilmi.

Maltodekstrinleri ksmiolarak paralayan STA2genini ieren plazmiditar.


75/163

Alkoll ieeklerin retiminde mayalar

Alkoll ieeklerin retimi tarih olarak okeskidir. Gnmzde maya fermentasyonu pekok lkenin ekonomisi iin olduka nemlidir.

Bira retimi bilinen en eski biyoteknolojiksretir. Bira dnda arap distillenmiiecekler cider, sake ve eitli likrler


76/163


77/163


78/163

Baz alkoll eceklerin retim zeti

Bira Viski arap Likr ve dier ikiler

Hammadde Arpa,yardmcmaddeler

Arpa,buday vb.

zm Arpa, msr, melas,zm vb.

n

uygulama

Maltoluturma,

ezme

Maltoluturma,

ezme

Paralama,yumuatma

Substrata bal olarakdeiir

Fermentas

yon

S.cerevisiae,

S.carlsbergen

sis

S.cerevisiae S.cerevisiae S.cerevisiae,

K.marxianus

Damtma Hayr Evet Hayr Evet

Olgunlama Haftalarca Yllarca Yllarca Deiken

Son alkol

oran (%

v/v)

3-6 40-45 8-12 35-45


79/163

Biyoalkol retimi

Etanoln yenilenebilir kaynaklardan mayalar kullanarakretilmesi tm dnyann ilgisini eken konulardanbiridir.

lk retim 1930larda balamtr fakat petrolfiyatlar drlnce teknoloji braklmtr.

1970deki petrol krizi ile birlikte yeniden gndemegelmitir.

Brazilya eker kamn ve melas substrat olarakkullanarak rettii petrol yakt amalkullanmaktadr. Brazilyada otomobillerin ou alkol

veya alkol+benzin karm (gasohol) ile almaktadr.


80/163

Genetik mhendislii ile gelitirilmi mayalarnlignosellozik (odunsu) atklar substrat olarak

kullanarak etanol retmeleri ynnde younalmalar yaplmaktadr.

Etanol dnda mayalarn rettii dier

biyoalkoller gliserol ( alkoll iecekler iin aroma katc,nitrogliserin trevli patlatclar yapmnda),

ksilitol (eker yerine diyabetik rnlerin yapmnda), sorbitol, arabinitol (dk eker ierikli gdalarn

yapmnda; ilalarn kaplanmasnda yenilebilir kaplamamaddesi olarak)


81/163

Lignosellozik Materyallerden Etanol retimi

Lignosellozik

Materyaln Hidroliz

Hidroliz

Heksozca Zengin

Fermentasyon

Damtma Etanol

Pentozca Zengin

Fermentasyon

Lignin

Yakt Amal Etanol reten Mayalarda stenen


82/163

Yakt Amal Etanol reten Mayalarda stenenzellikler

Genel zellikFermentasyon

reme

rneklerHzl fermentasyon, yksek oranda etanolretimi. Yksek etanol tolerans.Fermentasyon iin optimum yksek scaklkve dk pH. Substratlarn etkin kullanm.Kk lekte fermentasyon metabolitleri.(Gliserol, esterler vb.)

Hzl maya retimi. Yksek oranda canll

srdrme. eitli etkenlere kar tolerans.(Yksek eker ve toksik kimyasallar)Genetik kararllk. Bakterikontaminasyonuna diren. Fermentasyon

srasnda en az s retimi.


83/163

Maya biyoktlesi trevli rnler

Ekmek mayas olarak S.cerevisiae yldamilyonlarca ton retimektedir.

Bunun dnda;

hayvan yemlerine katk olarak tek hcre proteinieklinde, biyosorbent olarak ar metal temizliinde, gda renklendirilmesinde pigmentli mayalar, insan ve hayvanlar iin probiyotik olarak (byme

faktr/biyofarmastik amal) maya biyoktlesikullanlmaktadr.

Maya Biyoktlesinin Endstriyel Kullanmlar


84/163

M ay a rn Tip i Ku llan m rn ek le r i

T m Hcre rnler i

Sktr lm Ekme k M aya s /Aktif Kuru M aya

M aya Krem i

TekHcre Proteini

Byme Faktr

Reaktant mayalar

Biosorben t mayalar

M ineral mayalar

Kozmetik maya lar

Boyar madde mayalar

Biyolojik kon trol mayalar

Kirlilik kontrol mayalar

Ekmek,bira ,arap ve da mtma

Ekmek ve da mtma

Hayvan bes in i

nsan ve hayvan p robiyotii

Organik kimyada kullanlanbiyokatalistler

Ar metal artm

Besinsel iz element kayna

Deri solunum faktr

Gda bo yalar

Ziraatt e antifun gal ajan

BOD indirgeyicileri

ztlen mi Hcr ernleri

M aya ztleri

M aya RNA trevler i

Hcre maya duva r

M ay a-B vita min i ko mpleks leri

M aya enzimleri

Reko mb inan t maya lar

Besin ku llan m vemikrobiyo lo jik besiye ri

Aroma kuvvetlendiricileri vefarmastik kullanm

Yiyecek ve farmas tikkullanm

Kaps ller ve bes ins el des tektabletleri

Yiyecek lerde inver taz velaktaz kullanm

Terap tik protein ler

S.cerevisae Dndaki Maya Biyoktlesinin


85/163

y yBiyoteknolojik Kullanm

MayaKluyveromyces marxianus veK.lactis

C.utilis

Phaffia rhodozymaSaccharomyces boulardii

Pichia pastoris ve H. Polymoroha

Yarrowia lipolytica ve C.paraffinica

Rhodotorula glutinis,Lipomyces

lipofer,Cryptococcus curvatus

ve Candida trleri

Biyomas KullanmHayvan besini. Laktaz kayna

Tek Hcre Proteini

Karoten pigmentiBioteraptik ajan

THP ve metanolden rekproteinler

Alkanlardan Tek Hcre Proteinieldesi

Ucuz karbon kaynaklarndan TekHcre Ya Eldesi

Tm Hcre Maya Kitlesinin Yeni Kulanm


86/163

Tm Hcre Maya Kitlesinin Yeni KulanmAlanlar

Uygulama

iftlik Hayvanlar remeFaktr

Yorum

Gevigetirenlerde hayvanbymesini ve st verimini

arttrmak iin ikembeblgesini stabilize edenS.cerevisiae kullanlr.Mayalar ikembedeoksijensiz ortam salayarak

oksidadif hasar engeller.kembedeki yararlbakterilerin remesini, malikasit gibi maddeleri retereksalarlar.

Biyoteraptik ajan S.cerevisia anti akne ajan vet i


87/163

Kimyasal Reaktant

Besin pigmenti

menstrasyon ncesi argideriminde, S.boilardiibazince barsak hastalklarna

kar koruyucu ajan olarak veanti Candida ajan olarak dakullanlr.

Organik kimyaclar

S.cerevisiaeyibaz kimyasalmaddelerin modifiyeedilmesinde kullanrlar. Bureaksiyonlarn bazlarendstride rutin kullanm alan

bulmutur.Phaffia rhodozyma baz deniz

mahsllerinde renklendiriciolarak kullanlan pigmentler

retir.

Biyokontrol ajanS.cerevisiae tahlrnlerinde fitoalleksin


88/163

Biyokontrol ajan

Biyoremediyasyon ajanlar

Biyosensr

Biyoelektriksel yakt hcresi

rnlerinde fitoalleksinelisitr olarak kullanlr.Birka maya tr fungalmeyve hastalklarnn

biyokontrolnde kullanlr.

Baz mayalar endstriyelatklardan Ag, U, Co, Cu,Cdgibi ar metalleri temizler.

Organik atklardan karbon venitrojenleri uzaklatrr.Herbisit gibi zararl toksiklerietkisizletirir.

S.cerevisiae ortam kirliliitest etmede biyosensrolarak kullanlabilir.

Elektron reten maya destekli

yakt hcreleri ve maya

Maya Kkenli Enzimlerin Kullanm


89/163

y

Substrat Enzim

Niasta w-Amilaz,glukoamilaz

Sukroz nvertaz

nlin nlinaz

Uygulamalar

Niasta atklarnndnmyle bioetanol vebiomas retimi. Dkkarbohidratl bira yapm.

Maya invertaznn tekstilendstrisinde sukrozhidrolizinde kullanm.ikolatayapmnda inert eker eldesi

Kluyveromyces trleri, etanol veyksek fruktozlu uruplarn eldesinde,polifruktan ve levanlarn hidrolizinde

etkili inlinaz enzim kaynadr.

Laktoz Laktaz Kluyveromyces trleri stteki laktozunparalanmasnda ve gnlk atklardan


90/163

Yalar Lipaz

Selloz

Yar selloz Sellaz vb.

paralanmasnda ve gnlk atklardanetanol ve biyomas protein eldesindekullanlan laktaz kaynadr.Laktazyiyecek ilemede de kullnalr.Kluyveromycesteki ilgili genlerS.cerevisiaede klonlanmtr.

Hazm kolaylatrc,tat modifiye edicieldesinde ve yalarnesterifikasyonunda trigliseritlerdenserbest ya asidi ve gliserolsalanmasnda lipazlarn kullanm.

Sellobiozun fermentesinde bazmantarlar, ksilanlarn paralanmasndabaz mayalar kullanlr. Kimi genlerS.cerevisiaede klonlanmtr veyenilenebilir bioktledenbioetanol

retiminde kullanlmaktadr.


91/163

Mayalarn Biyomedikal Alanlarda Kullanm

onkoloji, farmakoloji,

toksikjoloji, viroloji insan genetik hastalklariin model organizma olmalar ok nemlidir.


92/163

2001 Nobel Tp ve Fizyoloji dl

Maya hcre blnmesinin kontrolu ve kanser Leland H. Hartwell

R. Timothy Hunt

Paul M. Nurse

Mayalara Klonlanm Baz Teraptik Proteinrnekleri


93/163

rnekleriDNA Kayna

Prokaryotik

Viral

Protozoal

Hayvan

nsan

Gen rn rnekleriTetanoz toksin fragment C;

Herpes,Hepatit,Onkogenik vb. bazvirslerden yzey antijeni ve enzim kodlayangenler.Malarya antijeni

Slkten hirudin,engerektenekhistatin,tavan E-globin,sr ve fareinterlkini vb.nslin,paratiroid hormon, somatostatin, bymehormonu, ilevsel antijenler ve IgE faktr,inslin benzeri byme faktr, tmr nekroz vesinir byme faktrleri, interferonlar, hemoglobin,faktr 8 ve11, albumin, fibrinojen, Superoksitdismutaz,w-amilaz, gastrik lipaz vb..


94/163

Maya genomik ve poroteomikalmalarnn tamamlanmasyla pek

ok insan genetik hastalnntansnn konmas ve tedavisi yaknbir gelecekte gerekleecektir.

Maya Endstrisinde


95/163

Maya Endstrisindekillerldrc Faktrler

Endstriyel mayalarn bazlarnda virusa benzeyen ift iplikli RNAlartarafndan sentezlenen toksik bir molekl (proteinaceous), bumolekle sahip olmayan mayalar iin ldrc etki gsterir.

Bu faktrlerin varl zellikle biraclk endstrisinde ok bykskntlara neden olmutur.

ldrc maya sular bira oluumunu tamamen durdurmakta vebiraya kt bir tat kazandrmaktadrlar.

Fermentasyon sektrnde steril olmayan tip ak fermantasyonyapld iin arzu edilmeyen maya trleri sisteme girebilmektefermantasyon verimini ve rn kalitesini bozmaktadr.

zellikle killer plazmid tayan maya trlerinin sisteme girmesidurumunda killer toksinine hassas balang kltr zarar grmekte,

nemli lde verim kaybna ve rn kalitesinin dmesine nedenolabilmektedir.


96/163

Bu problemin en mantkl zm iseyabanc organizmalarn toksinlerinebaklk kazanm bir maya tr

oluturmaktr. Arzu edilmeyen maya trleri tarafndan

olaabilecek bir kontaminasyonu nlemekamacyla molekler biyoloji teknikleri

kullanlarak killer plazmid ieren bir ekmekmayas kltr gekitirmek mmkndr.


97/163

Kfler

Kfler hifli mantarlardr. Birok organizma ve gda maddesi ( ekmek,meyve, sebze.. vb) zerinde oluturduklar pamuk grntsndekidoku nedeniyle mayalardan ok daha nce kefedilmilerdir.

Kfler, endstride bir ok rnn eldesinde, atklardan deerlirnlerin oluturulmasnda kullanlan farkllama gstermeyen veklorofil iermeyen mikroorganizmalardr. Doada ve toprakta yaygn

olarak bulunan kflerden endstriyel mikrobiyoloji alannda nemtayanlar mikroskobik olanlardr. Kflerin redikleri ortama proteaz, lipaz, karbonanhidrazlar gibi litik

enzimleri salglamalar ve kflerin rettikleri eitli metabolitlerinbirok alanda kullanlabilir olmas bu organizmalarn endstridekinemini olduka artrmaktadr.

Ayrca insan, hayvan ve bitkiler iin patojen olan trleridebulunmaktadr.


98/163

Kflerin Biyolojisi

Bir kf, protoplazmaiplikleri veya uzantlarolan hiflerden vesporlardan oluur.

Hiflerin yapt yumamisel ad verilir. Hifler,blmeli hifler ve blmesizhifler olarak ikiye ayrlr.

Blmeli hifler blmeler ile

hcrelere ayrlrlar ve herhcrede bir veya iki hcreekirdei bulunur.


99/163

Blmesiz hiflere snositik hifad da verilir. Blme iermezler ve ok ekirdeklidirler. reme hifleri genellikle koloninin yzeyinde

bulunan ve reyen hcreleri veya sporlar

tayan hiflerdir. Hifsel reme ortamn besin koullar ile yakndan

ilgilidir. Beslenme hifleri ise koloniye besin salayan

hiflerdir. Beslenme hifleri sayesinde hcreninbulunduu noktadan uzakta olan substratlaraulamalar salanr.


100/163

Kflerin hcre duvar glukan, kitosan ve kitin gibifarkl glukoz polimerlerinden yaplabilir.

Birka rnekte hcre duvarnn sadece kitindenolutuu bilinmektedir. Ayn zamanda hcreduvar % 80 90 polisakkarit polimerleri deierir. Geri kalan byk bir ksm ise protein velipidlerden oluur.

Hifler u hcrelerin gelimesi sonucu apikal

byme ile veya blmeli hiflerde olduu gibiapikal byme ve hifin herhangi bir blmndekihcrelerin blnmesiyle geliir ve uzarlar.


101/163

KFLERN YAAM EVRM

ok hcreli kflerin yaam evrimi eeyli veya eeysiz sporlarlaolabilir. eitli cins ve trlerde farkl detaylara sahip olmakla berabergenel zellikleri bakmndan benzerlik gsterilir.

Baz eeysiz sporlar, sporangioforad verilen zel bir hif uzantsnnucunda bulunan sporangium denilen kapal bir yap iinde oluurlar.

Bazlar ise konidioforad verilen zel hiflerden oluarak konidium

adn alr. Dier eeysiz spor biimi ise klamidospordur.Klamidospor genellikle vegetatif hcreden geliir, kaln duvarldr veuygunsuz koullara dayankldr.

Eeysiz remede rzgarla dala konidialar, miselyumunoluturduu konidioforlarn ularnda meydana gelir. Konidialarnimlenmesiyle vejatatif reme devam eder.

Kfl d li


102/163

Kflerde eeyli reme


103/163

Endstriyel nemi Olan Kflerin Snflandrlmas

Ascomycetes : Mayalarda olduu gibi sporlarnaskus keseleri ierisinde olutururlar. Bununlaberaber filamentli mantarlarda askuslar

kompleks bir yap olan ascocarp iinde oluurlar.


104/163

Basidiomycetes grubu kfleri eeyli sporlarbasidia, basidiocarp iinde gelitirirler. Hcreeperleri glukan ve kitinden oluur. Agaricustrleri insanlar iin endstriyel mantar tketimine

cevap vermek zere retilir.


105/163


106/163

Deuteromycotina: Bugruptaki kflerde eeylireme yoktur. Sadecekonidia olarak bilinen

eeysiz reme yaplarylarerler. Hcre eperleriglukan ve kitinden oluur.Bu gruba giren en nemliendstriyel kflerAspergillus vePenicillumdur.


107/163

A. nigersitrik ve glukonik asit retimde kullanlr. A. oryzae pirin ve soya rnlerinin fermentasyonunda (

besin endstrisinde) , proteolitik ve amilolitik enzimlerinretilmesinde kullanlr.

Baz trleri ise bitkilere rnein pamua patojen etkiyesahiptir. Fndk veya fstk zerinde reyen A. flavusinsan ve kmes hayvanlarnda karacier kanseriniindkleyen etkiye sahip B1 mikotoksinini retirler.

Mitotoksinler genelde kk molekl arlkl, insan ve

hayvanlara kar toksik olan kflere ait metaboliklerdir.


108/163

Endstriyel kflerden en ok zerinde allanPenicillum trleridir.

Her eit organik materyal zerinde reyebilen sporlarhavada sporofit olarak bulunur.

P.griseofulvum griseofulvin retiminde kullanlr. Bumadde deri ve trnaktaki mantar tedavisinde kullanlr.

Griseofulvine duyarl mantarlarda antibiyotik,mikrotubullerdeki tubulinin oluumuyla ilgili proteinebalanarak mitozda kromozomlarn ayrlmasn ve hifselremeyi durdurur.

Penicillumun dier trlerinin birou besin endstrisindenemlidir. rnein P. camemberti, P.roquefortiisimleriyle anlan peynirlerin yaplmasnda kullanlr.


109/163


110/163

Bu grubun endstriyelkfleri Mucor ve Rhizopustur. Rhizopus migricanssitrik asit retimindekullanlr. Mucorise daha

nce anlatld gibi peyniryapmnda kullanlan renninretimnde kullanlmaktadr.Mucor pussillus ve Mucormieheiden izole edilen asitproteazlar st proteinikazeindeki peptid banparalayarak kazininkmesine neden olur.


111/163

Normal doal koullar altnda mantarlareeysiz olarak oalrlar. Eeyli reme isesadece uygun artlar altnda nadiren

olabilir. Kflerin endstriyel retimi ise zelolarak tasarm yaplm sadece miseloluumuna izin veren yatay tanklarda

yaplr.

Kfl i ttii d t i l l d b l


112/163

Kflerin rettii endstriyel rnlerden bazlar

Antibiyotikler

Sitrik asit

eitli peynirler ; Rokfor, camembert, briepeynirleri gibi

Sake (Japon ikisi)

Soya fasulyesi sosu ve dier baz soslar eitli enzimler ; Amilaz, Glukoaminaz, Sellulaz,

Pektinaz, Proteaz, Mikrobiyal rennet gibi

Protist


113/163

Protist

Protistler (protozoa) neminbulunduu yerlerde, tuzlu ve tatlsularda ve toprakta bulunurlar.

Simbiyotik ve parazit trlerininyan sra serbest yaayan trlerdebulunmaktadr.

Bazlar ototrofik, dier bazlarsaprofit, bir grup ise heterotrofiktir.

Besin maddelerinin sindirimisitoplazmadaki besin vakuolleriiinde olmaktadr.

Gaz deiimi hcre zarndandifzyon yoluyla olmaktadr.

Hcre metabolizmasnn sonucuoluan atklar hcreden difzyonlaatlr.

Biyoteknolojik nemleri


114/163

Biyoteknolojik nemleri

Siliatlarn bir ou saprofittir. Ve organik atklarn geri dnmndeolduka byk neme sahiptir.

Paramecium ve Chlorella


115/163

Protistlerin baz trleri vitaminzellik B12 ve E vitaminlerini retirve reme ortamna salglarlar.

Sahip olduklar pigmentleri iseendstride bir ok kullanm alanmevcuttur. r: Karatenoidleryiyeceklerin renklendirilmesinde

yumurta sarsnn veya somonbalnn renginin artrlmasndayemlere katk maddesi olarak ilaveedilir.

Chlorella ve Dunaliella Phytol (Fitol) bir baka potansiyel

endstriyel rndr.

Vitamin A, F Karoten vit E ve Ksentezinin ncl maddeleri olarakkullanlabilir.


116/163

Protisler amino asit retiminde de nemlibir role sahiptir. Aminoasitler ise besinendstrisinin en nemli katk

maddelerinden birini oluturur. Ayrca ok nemli karbonhidratkaynadrlar. Besin kayna olarakkullanlmalarnn yan sra mikrobiyal

transformasyonlar iin rnein etanol vemetan retimi iin kaynak olutururlar.


117/163

Alglerin polisakkarit retimi bir bakanemli retim alann oluturur.

Baz alg- polisakkaritlerinin potansiyel anti-

kanser aktivitesi olduu da bilinmektedir. Polisakkaritler younlatrc ajanlar olarak

kullanlr. Polisakkaritin ticari retimindePorphyridium cruentum fazla miktardaekstraselller polisakkarit retme zelliiile kullanlr.

karyotik Hcre kltrleri


118/163

karyotik Hcre kltrleri

Bcek,memeli ve bitki hcre kltrleri iin ayrntda farklama temelde ayn yaklamlar ve yntemler kullanlr.

ncelikle kk bir doku paras organizmadan ayrlr. Hcreleri birarada tutan hcre d matriksin enzimler

kullanlarak paralanmasyla hcreler serbest durumagetirilir. Bitki hcreleri iin hcre duvarn paralamak iin ek bir

enzim daha kullanlr. In vitro hcre blnmesini engelleyen hcre d matriksten

uzaklaan hcreler amino asitler, antibiyotikler, vitaminler,tuzlar, glukoz ve reme faktrleri ieren karmak bir besiyeri zerine yerletirilir.


119/163

Bu koullar altnda hcreler kltr kabnnyzeyini tek tabaka eklinde kablayncayakadar blnrler.

Bu noktada hcre blnmesi hcrernekleri toplanmadan, seyreltilmeden veyeni bir kltr kabnn iinde yeni bir kltr

kabna aktarlmadka durur.


120/163

Genellikle balang (primer) hayvan hcre kltrleri aktarlr ve 50-100 generasyon hcreler blnme yeteneini kaybeymeden velmeden korunabilir.

Primer hcre kltrnn hcreleri orjinal hcre tipinin bazzelliklerini korur.

Bu nedenle eitli dokularn biyokimyasal zelliklerini almak

mmkn olmaktadr. Sklkla primer hcre kltrlerinin pasaj srasnda hcrelerin

bazlarhcre kltrnde oalmay kolaylatran genetikdeiiklikler geirebilir

Avantaj ynndeki bu seicilie sahip hcreler in vitro reyerek bellihcre hatlarnn olumasna neden olur. Kurulan hcre hatlar kk

lekte viruslar korumak ve klonlanm DNA tarafndan retilenproteinin saptanmasnda, byk lekte ise alarn ve klonlanmgenlerin kodlad proteinlerin retiminde kullanlr.

Memeli Hcre Kltrleri


121/163

Memeli Hcre Kltrleri

Baz memeli proteinlerinin yabanc birorganizma ierisinde retilmesi mmkndeildir.

Dier bilimsel ve ekonomik nedenlerle bu

proteinlerin retiminde Memeli Hcre Kltrlerikullanlmaktadr. r:Monoklonal antikorlar Neden: nk monoklonal antikorlarn

transkripsiyon ve translasyon dzeylerindekisentez ve reglasyonlar olduka karmaktr. Bu

tr proteinler gelecekte tedavi ve analitikuygulamalardaki nemlerinden dolay oldukageni almalara konu olacaklardr.


122/163


123/163

GELENEKSEL

BYOTEKNOLOJ

arap Yapm


124/163

arap Yapm

arap zmn d tabakasnda bulunan yabanimayalar kullanlarak yllar ncesinden beriyaplmaktadr.

Farkl maya rklar arabn o blgeye aitkarakteristik tad ve aromasn vermek zere oorafik alan iin zel olarak seilir.

Gnmzde ou modern arap reticileri kendizgn maya rklarn zelliklerine gre seiminiyaparak kltrleyip saklarlar.


125/163

Toplanan zmler ra haline getirmek zere paralanr. Geleneksel olarak zmler n ilemden geirilmez.

Sadece Kaliforniada sfr dioksit etkisinde braklarakyabani mayalar ldrlr.

zmn d tabakasnda bulunan yabani mayalarradaki ekerin fermentasyonunu salar. Saccharomyces cerevisiae var. ellipsoideus. Bu deiimi

gerekletiren baskn olan mayadr. Fermentasyon gnlerce srer.

Krmz ve beyaz zmlerden elde edilen ralar krmzve beyaz araplar oluturur.


126/163

Krmz araplar zmn d kabuu ilebirlikte fermente edilir.

ekerler etanol ve karbon dioksite

dntrlrken etanol kabuktakipigmentleri znr duruma getirir vekrmz arap oluur.

Beyaz arap iin d kabuk uzaklatrlr.


127/163


128/163

Bira Yapm


129/163

Bira Yapm

Bira malt haline getirilmi (imlendirilmi) arpadan yaplr Malt yapmak iin arpa taneleri su ierisinde 2-3 gn bekletilir daha

sonra szlr 13-17 C 10 gn bekletilir. Bu ilem depo niastann maltoza

dnmesi iin gerekli olan amilazn retilmesiyle imlenmeyibalatr.

Scakln 40-70 Cye karlmasyla enzimler denature edilir veimlenme durdurulur.

Tanelerin kavyrulma scaklna gre farkl renk ve tadda malt oluurbunun sonucunda da farkl renk ve tadda bira oluur

Taneler silindirler arasndan geirilerek paralanr. 62-68 C de su eklenip 2 saat bekletilir. Bu ilem ekerin malttan

ayrlrak zlmesine yardmc olur Sv byk bir kaba aktarlr (atk taneler hayvan yemi olarak satlr)

ve biran karakteristik tadn veren erbetci otu (Humulus lupulus)eklenir


130/163

Az miktar eker eklenerek birka saat kaynatlr erbetioyundan ayrldktan sonra fermentasyon iin uygunscakla getirilir

Fermentasyon tankna Saccharomyces cerevisiae ve S.calsbergensis ilavesiyle fermentasyon balatlr.

20 C de 5 gn sren fermentasyon sonucunda (etanolve karbon dioksit oluumu) mayalar uzaklatrlr ve

Marmamite olarak adlandrlan maya zt olarak besinendstrisinde kullanlr.


131/163

Olgunlamasrecinden (haftalarbazen aylar) sonrabira santrifj edilirekatklardanuzaklatrlr ve uygunieleme

ilemlerinden sonrasata sunulur


132/163

Arpa taneleri


133/163

Arpa taneleri

Malt oluumu iin taneleri slatma

Ezme ilemi

erbeti otu


134/163

EKMEK YAPIMI


135/163

EKMEK YAPIMI

Gnmzde ekmek yapmnda eitli tahllardan eldeedilen unlar kullanlmaktadr.

lem un, su, tuz ve maya karmn kapsar (bazeneker ilavesi de gerekebilir)

Undaki enzimler (amilazlar) niastay maltoza ve glukozahidroliz ederler. Mayalar ekerleri etanol ve karbon dioksite dntrrler Karbon dioksit ekmein kabarmasn salar Ekmein yapsn undaki proteinlerin zellikleri belirler. Genel olarak gluten olarak adlandrlan proteinlerin

toplam kaliteli ekmek iin %10-14 biskvi yapm iin%10dan az olmaldr.

Ekmek Mayas retimi


136/163

Ekmek Mayas retimi

Yourt Yapm


137/163

Yourt Yapm

Yourt yapmnda st,yar st tozu veya tamamen st tozukullanlabilir.

St ncelikle patojen mikroorganizmalar iin kontrol edilir. St 85-95 C de 15-30dk stlr.

n ilemleri ve stlmas tamamlanan ve 43-45 C yesoutulan ste %2-3 orannda yourt bakterileri eklenir. Ayn sda yourtlama kaplarnda bir sre beklenir. Yourt bakterileri ortaklaa olarak stteki laktozu

paralarlar ve laktozdan laktik asit oluturarak stn

ekiliini artrrlar asiditenin artmasyla stteki kalsiyumkazeinat kolloidal durumunu koruyamaz znerek jel

haline geer ki buna yourtlama denir.

Yourt Yapm


138/163

Yourt Yapm

Kullanlan mikroorganizmalar: Fakltatif anaerop Lactobacillus hcreleri Gram(+) omaktrlar.

Kompleks reme faktrlerine gereksinim duyarlar. Asite kartolerans gsterirler. Fermentasyon sresince den pH'ya karbakteriler remeye devam ederler. Bu zellikleri onlara ortamdaseici olmalarn salar.

Lactabacillus dnda laktik asit retiminde kullanlan bir dier cinsStreptococcus'tur. Streptococcus Gram(+) ve kok morfolojisinesahiptir.

Yourt yapmnda her iki tip bakteride kullanlmaktadr. Lactabacillusproteinleri paralayp peptitleri aa karr. Bu sonuStreptococcus thermophilus un remesini indkler. Streptococcusrerken methanoik asit retir. Bu da Lactobacillusun remesiniindklemektedir. Her ikiside ok az oranda alkol retmektedir.


139/163

Yourt istenen kvam kazannca soutularak lkortamda alan bakterilerin aktiviteleri nlenir .

Bu ilem ne kadar abuk olursa asitlik gelimesiaz olacaktr.

Soutma sresinde de asiditenin artmas gznne alnarak inkbasyon sresi ksatutulmaldr.

Son yllarda retimi yaplan "Bio yourt" ise dahatatl ve kremsi tatdadr. retiminde bu iki grupbakteriye ilaveten L.acidophilus da oluan asidiktad uzaklatrmak iin kullanlr.


140/163

Probiyotik yourt: Probiyotik kltrlerbarsak yzeyine tutunarak oalr vebarsak florasnn dengelenmesine

yardmc olur. Lactobacillus johnsonliprobiyotik zelliklerinden dolay yourtyapmnda kullanlmaktadr.


141/163

Laktik asit ayrca ilk mikrobiyal rn olarakretilen organik asitlerden biridir.

Eki ve kokusuz bir maddedir. Su, alkol ve eterle kolaylkla karabilir.

Kloroformda znmez. Erime noktas dktr. yi zc zelliklerine sahip zayf bir asittir. Kolaylkla polimerleebilir.

Bu zellikleri nedeniyle geni bir kullanm alanvardr.


142/163

Besin maddelerinin korunmas amacylaasidite salar.

Kalsiyum laktat pasta yapmnda kabartma

tozu olarak, bakr laktat ise elektrokaplama ilerinde geni olarakkullanlmaktadr.


143/163

ki tip laktik asit bakterisi bilinmektedir.Heterofermentatifve Homofermentatif.

Heterofermentatiforganizmalar ok sayda yan

rn oluturduklar iin endstriyel boyutlarda kiretimler iin uygun deildir.

Homofermentatiforganizmalar ise ok azistenmeyen yan rn oluturan buna karlk

laktik asit retimi fazla olan organizmalardr.

Teoride bir glukoz molekl bana iki molekl laktik asitve iki molekl ATP oluur.Gli ld hit 3 f f t d hid d NAD+


144/163

Gliseraldehit-3-fosfat dehidrogenazdan NAD+redksiyonu ve laktat dehidrogenazla prvat

redksiyonundan geen NADH oksidasyonu sonuculaktik asit oluur


145/163

Endstriyel laktik asit retimi iin en okkullanlan mikroorganizma Lactobacillusdelbrueckii olup zellikle msr glukozu ierenortamlarn fermentasyonunda kullanlr.

L. bulgaris karbon kayna olarak laktozufermente eder ve peynir alt suyunda laktatretiminde kullanlr.

L. petosus pentozlar kullanabilmekte olup sfitatk svsndan laktik asit retiminde elverilidir

Peynir Yapm


146/163

y p

Peynir stteki proeinin kelmesiyle yaplan eneski st rnlerinden biridir.

Stn kaynana, olgunlamada ve ileriaamalarda kullanlan yerel yntemlere bal

olarak farkl tat, renk ve yapda yzlerce farklpeynir eidi bulunmaktadr. Pernir yapmnn ilk aamalar yourt yapmna

benzer. Stteki proteinin koaglasyonu (st kesii)

Peynir alt suyunun uzaklatrlmas Olgunlama


147/163

St 72 C de 15 saniye stlr Hzla 31 C e soutulur ve peynir tankna geirilir Laktik asit bakterileri (Streptococcus lactis, S. cremoris

ya da zel bir tada zg bir tr) eklenir

Laktozun laktik asite dnm st proteinlerininkoaglasyonu Daha ileri dzeyde st kesiinin oluumu iin kimozin

(%90) ve pepsin (%10) enzimlerinin karm olan renneteklenebilir.

45 dakika sonra st kesii svsndan (peynir alt suyu)uzaklatrlr

eitli olgunlama ilemleri


148/163

Evaporasyon: Sttem suyunuzaklatrlmas

Kontrol odas


149/163

Peynir tankna bakteri

kltr eklenir, renklenme

gerekleir ve st kesii

oluur


150/163

St kesii ve peynir alt suyu szmetablalarna geirilir.

Peynir alt suyu ayrlrkartrma ilemiylest kesiklerinin boyutlarnn ayn olmassalanr Bu aamada tuz eklenir.

Sirke Yapm


151/163

p

Meyve sular ve meyve ezmelerindenasetik asit eklinde sirke retimi ok uzunyllardan beri yaplmaktadr.

Romallar devrinde sulandrlm sirkeferahlatc iecek olarak kullanlrd. arap

flarnn aznn ak braklmasyla sirkeoluturulurdu. Daha sonralar teknikleringelitirilmesiyle sirke retimi artrld.


152/163

ekerli meyvelerden sirke yapmndabirbirinden tamamyla farkl ikifermentasyon ilemi yer alr.

1.Alkol fermentasyonu 2.Asetik asit fermentasyonu

nce meyve ve zm ralarndaki ekeralkole dndrlr. Bunu salayan

mayalardr. Sonra oluan bu alkol sirkebakterileri asetik asite dntrlr.


153/163


154/163

Asetik asit fermentasyonu balamadan alkolfermentasyonu bitmi olmaldr.

Sirke bakterileri havann oksijeni yardmylaalkol okside ederek asetik aside evirir.

Kimyasal bakmdan asetik asit fermentasyonubir oksidasyon (dehidrogenasyon) olaydr.

Asetik asit retimi bir ok fermentatif bakteritarafndan yaplmakla beraber ticari olarakretimde zel bir grup bakteri "asetik asitbakterileri" kullanlmaktadr.


155/163

Asetik asit bakterileri iki grup altnda toplanabilir. Glucanobacterler

Asetobakterler Asetik asit bakterileri Gram(-) genelde omakfakat deien morfolojiye sahip asite toleransl,aerop kirpikli bakterilerdir.

A. pasteurianus, A.aceti ve A. peroxidans sirke

yapmnda kullanlan trlerdir. OT:25-30 vepH:5.4-6.3. kemoheterotroflardr. Etanoln dnda gliserol ve laktat da karbon

kayna olarak kullanlabilir.


156/163

Asetik asit Biyosentezi : lk oksidasyonaamasnda etanol alkol dehidrogenazenzimine zgn NAD ve NADP'nin

redklenmesi ile aset aldehite oksitlenir.kinci oksidasyon ise aset aldehitdehidrogenaz ile asit aldehit hidratn asetikasite oksidasyonudur. Sonuta 1 moletanolden 1 mol asetik asit oluur.


157/163

Glukanobakterler etanol sadece asetik asite oksitlerken(tamamlanmam oksidasyon) Acetobakterler etanolnce asetik asite daha sonra da oksijen varlnda CO2ve H2O indirgerler.

Sirke retiminde bu durum asit niceliini azaltacandanpratikte nem tar.

Glukanobakterler ayrca glukozu glukonik asiteoksitleyebilirler. Glukonik asitte ila endstrisindekullanlan kalsiyum glukonatn yapmnda kullanlr.Doal sulara sodyum glukonat ilavesi ile de tuzkelmesi nlenmektedir.

Tek Hcre Proteini


158/163

Mikroorganizmalar ucuz ve atk materyalzerinde retilir, saflatrlr ve hayvan veyainsanlar iin besin kayna olarakkullanlabilirler.

Eer bu besin protein kayna olarak retilirsetek hcre proteini (THP) olarak adlandrlr.

Pek ok mikroorganizma, algler, mavi-yeil

bakteriler, mantarlarve bakterilertek hcreprotein kayna olarak kullanlabilir.

THP retimi iin KullanlanSubstratlar


159/163

Substratlar Peynir endstrisi at olan protein ve laktoz bakmndanzengin olan peynir alt suyu Baz mayalar bu atk zerinde protein ve baz vitaminler

bakmndan zengin ierie sahip olarak reyebilirler vekedi mamas katks olarak kullanlr.

eker ileme endstrisi at olan melas zerindemayalar kolaylkla reyebilir Kat endstrisinin at olan slfit svs eker

bakmndab zayftr ve baz kfler bu atk zerindereyebilir.

Petrol endstrisinin at olan alkanlar mayalar iinsubstrat olabilir Alkanlar zerinde reyen mayalarhayvan yemi olarak kullanlr.


160/163

nsanlar iin tketime en uygun olan THPsatta bulunan Quorn mikoproteinidir.

Mikoprotein flamentli kf olan Fusariumgraminereumdan elde edilir.

Karbon kayna olarak glukoz urubu azotkayna olarak amonyum kullanlr


161/163

Msr veya buday niastas glukozkayna olarak, kolin ise hifin bymesiniindklemek iin kullanlmaktadr. Ayrca

biotin de eklenir. 30 C de pH 6 da srekli kltrde reme

gerekletirilir.


162/163

Mikroorganizmalarn hzl remesi yksek RNAieriine neden olur.

Yksek dzeydeki RNA ierii insan ve

hayvanlar tarafndan tketimde uygun deildir. nsanlarda fazla miktardaki nukleik asit rik asitedntrlr.

rik asit bbrekler tarafndan atlamaz ve rik

asit kristalleri eklinde eklemlerde birikir (Guthastal)


163/163

Normal retim sonunda RNA ierii %10civarndadr ve hala tketim iin fazladr.

Is oku ve ribonukleaz etkisiyle RNA

ierii %2 ye drlr. Miselyum toplanr 18 C de uzun sreler

saklanabilir.

Tad etin tadna benzer ve eitli hazr etrnleri iine eklenir

Documents

Biyoteknoloji Ders 1