Микробиология

Микробиология — жай көзге көрінбейтін, ұсақ тірі организмдерді, олардың құрылысы мен биологиялық, биохимиялық қасиеттерін, табиғатта жүріп жатқан процестердегі ролін, адам тұрмысындағы пайдасы мен зиянын жан-жақты зерттейтін ғылым.  
  
Микроорганизмдердің басым көпшілігі — бактериялар. Сонымен қатар микробиология төменгі сатыдағы саңырауқұлақтарды, ашытқы саңырауқұлақтарын, ұсақ балдырларды, қарапайым организмдерді, вирустарды да зерттейді. Өйткені бұл организмдердің сыртқы пішіні, құрылысы өте’ ұксас, әрі сол ортаға тигізетін биохимиялық әсері жағынан да бірлестікте болады. 
Микробиология ботаника мен зоология ғылымдарының қарапайым организмдерді зерттейтін салаларымен тығыз байланысты. Ал, ферменттер мен витаминдерді зерттеуде микробиология биохимия пәнімен де ұштасып жатады. Микробиология ғылымының жетістіктері қазіргі кезде ауыл шаруашылық дақылдарының өнімділігін арттыруда, түрлі өсімдіктер мен жануарлар зиянкестеріне қарсы күресуде, шырынды азық—сүрлем даярлауда кеңінен қолданылады. 
Топырақта жүріп жататын негізгі биологиялык процестер, топырақтың құнарлылығы, оның сапасы мен құралуы микроорганизмдер тіршілігіне байланысты. Микроорганизмдер тіршілігінің нәтижесінде өсімдіктердің тамыр арқылы қоректенуі жақсарады, сөйтіп егіннің өнімділігі артады. Сондықтан микрооранизмдердің тіршілігінің нәтйжесінде топырақта азот, көміртегі және фосфор элементтерінің көбеюіне мүмкіндік туады. 
Микроорганизмдерді барлық судан да кездестіредаіз. Әсіресе олардың басым көпшілігі судың түбіндегі қорыста, қшектік заттардың молырақ жерінде тіршілік етеді. Ал өзіміз тыныс алатынауада да олар жеткілікті. Көбінесе олар ауасы нашар, әсіресе халқы тығыз, өнеркәсіптер жиі орналасқан жерлерде көп тараған. 
Жалпы микрооргонизмдер дүниесінің табиғаттағы маңызы орасан ‘зор. Өсімдіктер мен жануарлар қалдықтары микробтардың қатысуымен шіріп, ыдырайды. Олардың денесіндегі түрлі химиялық элементтер ауа мен топыраққа тарайды. Осының нәтижесінде тіршілікке қажетті заттар қайтадан пайда болады. 
Жанар қазба байлықтар — шымтезек, тас көмір, мұнай сияқты заттардың түзілуі де микроорганизмдердің әрекеті нәтижесінде болатыны анықталды. 
Сонымен табиғатта микроорганизмдердің көмегімен заттардың күрделі айналымы жүріп жатады. 
‘ Микробиология — микоорганизмдердің биохимиялық әрекеттерін, қоректік заттарды өзгертудегі олардың вегізгі ролін қарастырады. Бұл процестердің ішінде кейбір микроорганизмдер әрекеттерінің, мәселен қанттың спиртке дейін ашуының, антибиотиктер мен витаминдер түзілуінің халық шаруашылығында зор маңызы бар. Микроорганизмдер тіршілігінің ең бір айқын байқалатын жері — ашу процесі. Күнделікті көріп жүрген сыра мен түрлі шараптар. тағамдардың шіріп, бүлінуі және көгеруі бәрі де осы микроорга-низмдердің әсерінен болады. 
-. КПСС XXV съезінің СССР-де халық шаруашылығын дамытудың X бесжылдықтағы жоспарында микробиология өнеркәсібін жедел дамыту міндеті қойылған. 
Микробиология өнеркәсібінің негізгі мақсаты — халық шаруашылығын мал азықтық белоктар, ферменттер, антибиотиктер, витаминдер, амин қышқылдары, бактериялы тыңайтқыштар, өсімдіктерді қорғауға қажетті препараттар және басқа да микробтық өнімдермен қамтамасыз ету. 
Айта кететін жай кейбір заттарды (Віг витамині, ферменттер, кейбір алмастырылмайтын амин қышқылдарын) тек қана микро биологиялық жолмен алады, олар химиялық тәсілмен әзір өндірілмейді. Ал, бұл заттарды рационға қосса малдан, құстан қосымша көптеген өнім алуға болады. 
Өсімдіктерді микробиологиялық жолмен қорғау әдісін шаруашылыққа кеңінен енгізу, егісті түрлі зиянкестер мен аурулардан сақтауға, сөйтіп, елімізде овощтардан, жемістердең, мақтадан және басқа да дақылдардан мыңдаған тонна қосымша өнім алуға жол ашылды. Осыған байланысты қазіргі кезде қолданылып жүрген көптеген улы химикаттарды келешекте пайдаланудан бас тартуға мүмкіндік туады. 
Қазір микробиологиялық жолмен алынатын ферменттер етсүт, тамақ пен жеңіл өнеркәсіптерде, медицина, химия өнеркәсіптерінде және ауыл шаруашылығында қолданылады. Сондай-ақ біздің елімізбен қатар микробтық ферменттерді қолдану шетелдерде: Жапонияда, Америка Қүрама Штаттарында, Англияда, Чехословакияда, Голландияда және Федеративтік Германия республикасында кеңінен етек алып отыр. 
Осы жағдайды еске ала отырып, біз микроорганизмдердің биохимиялық әрекеттеріне ерекше көңіл бөлдік, көптеген биологиялық процестердің негізін толығырақ баяндауға тырыстық. 
Микроорганизмдер адам, жануарлар мен өсімдіктер тіршілігіне зиянды әсерлерін тигізетіні де мәлім. Қазіргі кезде олардың әсерінен болатын аса қауіпті аурулар белгілі болып, олармен дәйекті күресу шаралары белгіленіп отыр. Бұларға қарсы күресуде басқа микробтардан алынатын антибиотиктерді, емдік вакцина, сывороткаларды қолдану жақсы нәтиже беріп отыр. Көптеген дәрі-дәрмек өнеркәсібінің фабрикалары осы антибиотиктерді және басқа да емдік препараттарды өндіреді. 
XX ғасырдың езінде микробиологиядан ғылымның жаңа саласы — вирусология бөлініп шықты. Ол орыс оқымыстысы Д. И. Ивановскийдің 1892 жылы ашқан вирустар әлемін зерттейді. Құтыру, қызылша, шешек, полиомиелит сияқты аса қауіпті ауруларды қоздырушылар өте майда вирустар екені белгілі болды. Оларды егжейтегжейіне жете зерттеу біздің ғасырымыздың 40-шы жылдарында құрастырылған электронды микроскоптар көмегімен жүзеге асырылды. 
Сонымен қатар микробиологияның отан қорғау жөнінде де алатын орны ерекше. Дүние жүзілік үстемдікке құмар империалистер көздеген мақсаттарына жетуге барлық айлаамалдарын қолданудан бас тартпайды. Мұны тарих көрсетіп отыр. 
Қазір кейбір капиталистік мемлекеттер микроорганизмдердің адам мен жануарлардың өміріне қауіпті аурулардың тууына себепші болатын әрекеттерін соғыс мақсатына пайдалануды кездеп отыр. Олар антибиотиктердің өзі қарсы тура алмайтын микро Организмдердің қасиеттерін күшейтіп, оны әр түрлі жәндіктерге (маса, сона, шіркей, шыбын, бүрге т. б.) жүқтырып, қолданбақ. Өйткені мұндай жәндіктер жұқпалы ауруларды селолар мен қалаларға тез таратып, жаппай қырғынға ұшырау қаупін тудырады. Ол үшін микроорганизмдерді жан-жақты зерттеп, жете талдау керек. Сонда ғана олардың қауіпті әрекеттерін біліп қана қоймай, нақты күрес шараларын белгілеп, келтіретін пайдасын да білуімізге мүмкіндік болады. 
Оқулықтың негізгі мақсаты — микроорганизмдердің табиғаттағы әрекеттерін баяндау. Соңдықтан мүнда микробиологияның басқа салалары (медициналық, санитариялық, ветеринариялық т. б.) жеке қарастырылмайды. 
Кітаптың мазмүны және тиісті материалдардың дұрыс қамтылуы жөнінде пікір айтып, кемшіліктерін көрсетіп, пайдалы кеңес берушілерге авторлар алдын ала шын жүректен алғыс айтады. - See more at: http://megamozg.kz/index.php?id=1927&page=view_mat&partition=other&subpartition=articles_biology#sthash.zEWdH9pB.dpuf

Азотбактерин – азот бактерияларынан дайындалатын микробтық тыңайтқыш. А-ді алдымен қоректік ортада өсіреді де, реакциясы (рН) бейтарап топырақпен араластырып, жылы жерде біраз уақыт ұстайды. Дайын болған препаратты қағаз, картон ыдыстарға өлшеп салып, шаруашылықтарға таратады. А. зауытта дайындалады, онымен өсімдіктер тұқымдарын өңдейді.

Түйнек бактериялары– Rhіzobіun туысына жататын аэробты бактериялар.

Түйнек бактериялары кейбір бұршақ тұқымдас өсімдіктердің тамырында түйнек түзіп және олармен селбесе даму нәтижесінде атмосферадан азот сіңіріп, өсімдікке қажетті физиол. белсенді заттар түзеді. Бұршақ тұқымдасына жататын өсімдіктердің (жоңышқа, т.б.) топырақты азотқа байытатынын алғаш рет француз химигі Ж.Б. Буссенго (1802 – 87) байқады. Егер бұршақ дақылдарының тамырында Түйнек бактериялары көп жиналса, онда бұл өсімдіктер байланысқан азоттың болмағанына қарамастан тіршілік ете береді. Жас Түйнек бактериялары таза дақылдарда пішіні таяқша тәрізді, көл. 0,5–0,9*1,2––3,0 мкм, спора түзбейді, терісграмды (Грам әдісі бойынша клеткалары боялмайтын) бактериялар. Түйнек бактериялары аммоний тұздарын, нитрит, амин қышқылдарын, тыңайтқыш құрамындағы қоректік заттарды сіңіреді, көмірсуларды, органик. қышқылдарды, спирттерді көміртек көзі ретінде пайдаланады. Әр түрлі өсімдікке тән өзіндік арнаулы Т. б. болады. Бұршақ тұқымдас өсімдіктерді алғашқы жылы өсіргенде, оның тамырында түйнек тез түзілуі үшін себілетін тұқымды нитрагин препаратымен өңдеп, бактериялармен байытады. Сонда өсімдік алғашқы жылдың өзінде-ақ жақсы өнім бере алады. ^[1]

Ферментация үдірісі аяқталғанда  дақылды суйықтықтың құрамында микроағзалар, қоректік ортаның қалдықтары, еритін және ерімейтін заттар болады. Микроағзалардың өнімдері, немесе дақылды суйықтықта ерітілген, немесе микроағзалардың жасұшаларының ішінде орналасқан олардың метаболиттері биосинтездің ақырғы өнімі болу мүмкін. Осы жағдайлардың бәрінде ақырғы өнім алу үшін микроағзалардың жиынын дақылды суйықтықтан бөліп алу керек. Дақылды суйықтықтар – ұқсас физико-химиялық қасиеттері бар күрделі қоспалар

Микроорганизмдер, микробтар – тек қана микроскоппен көруге болатын өте ұсақ организмдер. Бұларды алғаш рет 17 ғасырда голланд ғалымы А.В. Левенгук ашқан. Микроорганизмдер арасында прокариоттар және эукариоттар тобына жататындары бар. Кейде Микроорганизмдерге вирустарды да жатқызады. Микроорганизмдер мөлшері жағынан тым ұсақ болғандықтан, оларды табиғи субстраттардан оқшаулап алуда (таза дақыл күйінде), өсіруде және зерттеуде ерекше тәсілдерді қолдауды қажет етеді. Микроорганизмдерді зерттейтін ғылым саласы – микробиология. Микроорганизмдердің басым көпшілігі бір клеткалы организмдер. Олар, көбінесе, қарапайым бөліну арқылы тез көбейеді. Көп клеткалы организмдерге тән өте күрделі жынысты көбею процессі бұлардың көбінде болмайды.

Ротавирус

Микроорганизмдер физиологиялық және биохимиялық қасиеттері жағынан әр түрлі. Олардың кейбіреулері басқа организмдерөніп-өсе алмайтын ортада тіршілік етуге бейімделген. Мысысалы, 70 – 105⁰С ыстықта, жоғары деңгейдегі радиацияда жәнеконцентрациясы өте күшті қышқылды (pH<1,0) немесе сілтілі (рН 9,0 болатын, кейде одан да жоғары) орталарда, NaCl-дың жоғарыконцентрациясында (25 – 30%), оттек жоқ жерде (анаэробты жағдайда) тіршілік ете алатын Микроорганизмдер белгілі. Олар өте төмен температурада да, құрғақшылық ортада да көбейе алады. Кейбір бактериялар мен балдырлар өз клеткасына қажетті барлық заттарды синтездеу үшін СО₂-ні пайдаланады, бұларды автотрофтар деп атайды. Бұлардың ішіндегі кейбіреулері (мысысалы, сүт қышқылы бактериялары және қарапайымдылар) өздерінің дамуына қажетті өсу факторларын, яғни дайынвитаминдер, амин қышқылдары немесе т.б. органикалық заттарды өздері синтездей алмайды. Мұндай Микроорганизмдерді –ауксотрофтар деп атайды. Көптеген Микроорганизмдер өте күрделі органикалық қосылыстарын (белоктар, көмірсулары, соның ішінде целлюлоза, липидтер, нуклеин қышқылдары, көмірсутектері) ыдыратса, кейбіреуі адамдарды және жануарларды уландыратын (метанол, көміртотығы, күкіртсутек, нитриттер) заттарды пайдалана алады, ал кейбір түрлері табиғи емес қосылыстарды ыдырата алады (ксенобиотиктер). Микроорганизмдер табиғатта – топырақта, суда, ауада кең таралған,биосферадағы зат айналымына белсене қатысады. Микроорганизмдер фотосинтез процесі кезінде түрлі қосылыстардыңминералдануына жағдай туғызып, атмосферадағы СО₂ қорының болуын қамтамасыз етеді, сондай-ақ топырақ пен ауаға бірқатар биогендік элементтерді қайтарады. Микроорганизмдер ауадағы молекуларық азотты сіңіруге де (азотфиксация) белсене қатысады. Тау жыныстары мен топырақ түзілу процесін ыдыратып, кейбір пайдалы қазбалардың (мысысалы, сульфидтер мен күкірт) түзілуіне әсер етеді. Микроорганизмдердің практикалық маңызы зор. Олардың көпшілігі өнеркәсіптің әр түрлі саласында (мал азықтық белокты түзу, шарап жасау, нан пісіру, сүт қышқылы тағамдарын өндіру кезінде антибиотиктер, витаминдер, амин қышқылдары, кейбір ферменттер, т.б.), адам шауашылығында (сүрлем даярлауда, өсімдіктерді биологиялық жолмен қорғауда) кеңінен қолданылады. Сондай-ақ Микроорганизмдер лас суларды тазартуда, жанар газ – метанды түзуде пайдаланылады. Бірқатар Микроорганизмдер адамдар, жануарлар және өсімдіктердің патогені болып саналады. Микроорганизмдердің кейбір түрлері топырақты құнарсыздандырып, көптеген адам шауашылығын өнімдерін бүлдіреді, металдардың коррозияға ұшырауына ықпал етеді. Микроорганизмдербиологияның көптеген мәселелерін шешуде маңызды зерттеу нысаны болып саналады. Соның нәтижесінде көптеген биологиялық заңдылықтар ашылып,биотехнологияның негізі қаланды.^[1]

Қазақстан дүние жүзі бойынша мұнай державасы болып саналатын елдердің қатарынды. Мұнай қоры бойынша дүние жүзінде 13-ші орынды иеленсе, ал мұнай шикізатын өндіру көлемі бойынша 18-ші орынды алады. Европа және Азия елдері ішінде Қазақстан Ресей, Ұлыбритания, Норвегиядан кейінгі төртінші орында тұр.  Территориямыздың 1 млн 700 мың шаршы шақырымын мұнай және газ қоры алып жатыр. Қазіргі таңда  208-ден астам мұнай газ кен орындары ашылған. Басым көпшілігі Батыс Қазақстан облысы аумағында шоғырланған [1].

Мұнай және мұнай өнімдерін өндіру, өңдеу және тасымалдау жердің топырақ қабатының құнарлығына кері әсерін тигізеді. Құнарлы топырақ мол өнім екені белгілі. Сонымен бірге біздің планетамызда топырақ маңызды басқа да роль атқарады. Жердің топырақ жамылғысында  және оның гумустық қабатында тірі организмдердің және олардың биогенді энергиясының негізгі бөлігі  орналасқан. Осыдан «топырақ-организмдер»  экологиялық жүйесі биосфераның қалыптасуының, тұрақтылығының және өнімділігінің  бас механизмінің бірі болып табылады.

Қазақстан Республикасының энергетикалық жоспары алдағы ұзақ уақытта «қара алтынды» өндіру көлемін жоғарылатуды көздейтіні белгілі. Бұл мұнай құбырларының кеңеюі мен мұнай және мұнай өнімдерін тасымалдау мөлшерінің көбеюіне әкеледі.

Сондықтан, жаңа апаттар  мен мұнай және мұнай өнімдерінің төгілу қауіптілігін жоққа шығаруға болмайды.

Топырақ қабаты болып жатқан процестер  мен өзгерістер туралы ақпаратты жинап, қоршаған ортаның өзіндік индикаторы болып табылады.

Топырақтың антропогендік деградациялануы негізінен мұнай өндіретін, тасымалдайтын және өңдейтін аймақтардың мұнай және мұнай өнімдерімен ластануымен байланысты. Мұнай және мұнай өнімдері биосфераны ластайтын заттар ішіндегі негізгілерінің бірі болып табылады.

Мұнай және мұнай өнімдерімен ластану жаңа экологиялық жағдай тудырады, табиғи биоценоздың терең өзгерісіне және толық трансформациясына әкеледі. Ластанған топырақ жалпы ерекшелігі: топырақ мезо және микрофаунасының түрлік және сандық шектелуі. Топырақтық мезофаунаның жаппай жойылуы: апаттан соң үш күн аралығында топырақ жануарларының көп түрлері өліп, немесе ластанбаған топырақпен салыстырғанда 1% ғана құрайды. Оларға ең улы әсерді мұнайдың жеңіл фракциясы тигізеді [1, 2].

Аз уақыт ингибирленгеннен соң ластану әсеріне жауап ретінде топырақтың микроорганизмдер кешенінің тез көбеюі мен белсенділігінің артуы байқалады.  Ең алғаш көмірсутекті тотықтырғыш бактериялар саны ластанбаған топыраққа қарағанда тез көбейеді. Көмірсутектерді залалсыздандыру процесіне қатысатын «арнайы» топтар пайда болады.

Микроорганизмдердің максимум мәні ферменттер санымен байланысты. Микроорганизмдердің ең көп мәнге жетуі негізінен мұнайдың табиғи деградациялануының екінші сатысында байқалады.

Топырақта мұнай және мұнай өнімдерінің ыдырау барысында микроорганизмдер саны ластанбаған топырақтағы микроорганизмдер санына жақындайды. Бірақ көмірсутек тотықтырғыш бактериялар саны көпке дейін үлкен мән көрсетеді.

Экологиялық жағдайдың өзгерісі өсімдік организмдерінің фотосинтездеу белсенділігін тежейді. Ең бірінші топырақ балдырларының өсуіне әсерін тигізеді. Сондай тежегіштердің бірі болып шикі мұнай және минералды сулар болып  табылады.

Жоғары өсімдіктердің фотосинтездеу функциясының өзгерісі, соның ішінде дәнді-дақылдар. Кейбір жұмыстар ластанған топырақта көп ферменттер белсенділігінің төмендегенін көрсетті. Ластану нәтижесінде каталаза, уреаза, гидролаза, протеаза, нитратредуктаза, ферменттерінің белсенділігі төмендейді. Дегидрогеназа белсенділігі артады.

Топырақ қабатының ластануы оның тұрақты функцияларын бұзады: физико-химиялық қасиетін өзгертеді, биохимиялық процестердің сипаттамасын, микробиотаның белсенділігін төмендетеді. Осыған байланысты топырақтың мұнай және мұнай өнімдерімен ластану өзекті проблемасы қарастырылып, топырақ қабатының жағдайына экологиялық баға беріліп, оны шешу жолы келтіріледі [3].

Мұнай және мұнай өнімдерімен ластанған топырақтың өзіндік тазару және қайта қалпына келу процестері өте ұзақ, көптеген ғалымдардың айтуы бойынша шамамен 20-25 жыл уақыт аралылығында жүзеге асады екен.

Мұнай өнімдерін топырақтан тазартудың әлемдік тәжірибеде қолданылатын әдістері  экстракция, физикалық адсорбция, пиролиз, өртеу және т.б  әдістер экономикалық және экологиялық жағынан тиімсіз болып келеді.

Сондықтан бұл проблемаға байланысты жүргізілген бірнеше зерттеулерге қарамастан, аймақтың табиғи жағдайларының ерекшеліктерін есепке ала отырып тазарту әдістерінің тиімді түрін қажет етеді.Қазіргі уақытта тазартудың тиімді тәсілінің бірі көмірсутектерді тотықтырушы микроағзалар көмегімен тазарту болып болып табылады.    

Зерттеуіміздің  мақсаты Қаражанбас кен орнының мұнайымен ластанған топырақты көмірсутектерді тотықтырушы микроағзалар көмегімен тазарту.

Қаражанбас кен орны Маңғыстау облысының территорниясында Бузачи түбегінде, шамамен Ақтау қаласының200 кмқашықтықтағы солтүстік бөлігінде орналасқан. Кен орны 1974 жылы шамамен303 метртереңдікте мұнай кені табылғаннан кейін ашылған болатын  Бұл өлке биоклиматтық сипаты бойынша сұр-қоңыр топырақты шөл зонасына жатады.