scan0045 2

2K

dla każdego limitowania substratu stosuje się różne formy składników występujących w dostatecznych ilościach,

wykorzystuje się spolimeryzowane lub złożone postacie składnika limitującego wzrost,

unika się łatwo przyswajalnych źródeł węgla (glukoza) lub azotu (sole amonowe), aby uniknąć represji katabolicznej, buforuje się pożywki, aby zminimalizować zmiany pH.

3.3. Ulepszanie szczepów przemysłowych

Szczepy mikroorganizmów pochodzenia naturalnego zwykle wytwarzają produkty o znaczeniu przemysłowym w niewielkich ilościach. Opracowano wiele procedur mających na celu zwiększenie produkcyjności wybranego mikroorganizmu.

Zwiększenie wydajności można uzyskać przez: optymalizację składu pożywki, optymalizację warunków hodowli, imitowanie mikroorganizmu, modyfikację genetyczną.

3.3.1. Techniki wywoływania mutacji

Techniki modyfikacji genetycznej są powszechnie stosowane, gdyż dają największe możliwości zwiększenia produkcyjności. Polegają one na wywoływaniu mutacji i sprawdzaniu ich skutków, tzn. selekcji mutantów o polepszonych własnościach.

Mutacje spontaniczne zachodzą z częstością nie mniejszą niż 10"⁵. Wynika z tego, że każdy szczep po odpowiednim czasie hodowli jest sz.czepem hetero-gcnnyin.

< zęścicj stosuje się zwiększenie częstości występowania mutacji w wyniku działania określonego czynnika mutagennego. Zasadę wykorzystywania mutacji zilustrowano na rysunku 3.1. Przedstawiono na nim przykładowy rozkład pewnej pożądanej cechy (np. wydajności wytwarzania metabolitu) przed i po zastosowaniu czynnika mutagennego. W wyniku zastosowania czynnika mutagennego średnic wartości uległy pogorszeniu, ale za to pojawiły się komórki mające znacznie lepsze własności niż przed mutacją.

Najczęstsze czynniki mutagenne to:

-    promieniowanie ultrafioletowe, promieniowanie X, gamma,

-    mutageny fizyczne: kwas azotawy, związki alkalizujące, np. N-metylo-N'-

•niiro-N-niirozoguanidyna (MNNG — rys. 3.2).

Rys. 3.1. Wpływ mutacji na rozkład produkcyjności w populacji mikroorganizmów

CH-N-C-NH-NO I II NO NH

Rys. 3.2. N-metylo-N'-niiro-N-nitrozoguanidyna (MNNG)

Najbardziej jest rozpowszechnione stosowanie promieniowania ultrafioletowego o długości fali 254-265 nm (daleki ultrafiolet). Jest to z jednej strony najbardziej zabójcze promieniowanie i jednocześnie najbardziej mutagenne. Zalety tej metody to:

-    dostępność i łatwość użycia,

-    łatwość dozowania dawek,

-    powtarzalność warunków mutagenizacji,

-    wysoka częstotliwość powstawania mutacji,

-    możliwość uzyskania wszystkich typów mutantów,

-    wywoływanie mutacji zarówno w komórkach wegetatywnych, jak również w komórkach spoczynkowych, np. w sporach.

Ulepszanie szczepów związane jest z co najmniej dwustopniową procedurą:

-    wywołaniem mutacji,

-    selekcją i oceną mutantów.