Қазіргі күнгі биология ғылымы өте қарқынды даму үстінде. Оның әр түрлі салалары қалыптасқан. Мұнда салаларға гендік инженерия, биотехнология, зоология, гистология сынды ғылым түрлері. Бұл ғылым салалары қарқынды дамып қана қоймай, сонымен қатар әлемдегі биологиялық құбылыстарды өзгертуге тырысады. Мысалы гендік инженерия мен биотехнология ғылымдары тірі ағзаларды жасушалық немесе гендік тұрғыдан зерттеп қана қоймай, күнделікті жаңа бір жаңалық не құбылыс ойлап табады. Мұның өзі ғылымның бір орында тұрмай күннен-күнге дамып, қарыштайтынын көрсетеді.

Табиғаттағы әр түрлі заңдылықтарды ашумен қатар адам баласы ойлап тапқан әр түрлі технологияларының қоршаған ортаға, оны құрайтын тірі және өлі организмдерге еш зиян келтірмеуін қадағалау қажет. Мұны біз биологиялық қауіпсіздік ұғымымен байланыстырамыз. Яғни, бұл – адамдардың биоқұбылыстарды өзгерту барысында оларға еш зиян келтірмей жұмыс жасау болып табылады.

2.НЕГІЗГІ БӨЛІМ 

2.1.Биотехнология және биоқауіпсіздік мәселелері 

Биотехнология (bios – тіршілік; thechne-өнер, шеберлік;logos-ғылым) – тірі ағзалар мен биологиялық үрдістерді өндірісте пайдалану; экономикалық құнды заттарды алу үшін ген және жасуша деңгейінде өзгертілген биологиялық объектілерді құрастыру технологиялары мен пайдалану жөніндегі ғылым және өндіріс саласы.

Биотехнологияның негізгі объектісі – тірі жасушалар, атап айтқанда жануар, өсімдік текті жасушалар және микробтар немесе олардың биологиялық белсенді метаболиттері. Алғаш рет «биотехнология» термині 1917 жылы Карл Эреки шошқаларды қант қызылшасымен қоректендіру кезінде олардың өнімдерінің жоғарылауы жасалған жұмыстарының нәтижесінде берілген. Биотехнологияның пайда болуы мен даму тарихында ғылыми пән ретінде голланд ғалымы Е.Хаувинк 5 кезеңді ажыратты.

1. Пастерғасырына дейінгі кезең (1865 жылы). Сыра, шарап, нан өнімдері және сыра ашытқыларын,ірімшік алғандағы спирттік және сүт қышқылды ашытуды қолдану. Сірке қышқылын және ферментативті өнімдерді алу.
2. Пастер ғасырлық кезеңі (1866-1940 жж) – этанол, бутанол, ацетон, глицерин, органикалық қышқылдарды, вакциналарды өндіру. Канализациялық суды аэробты тазалау. Көмірсуларданазықтық ашытқыларды өндіру.
3. Антибиотиктеркезеңі (1940-1960жж) – тереңдетілген ферментация жолымен пенициллин және басқа антибиотиктерді алу. Өсімдік жасушаларын дақылдау және вирустық вакциналарды алу. Стероидтардың микробиологиялық биотрансформациясы.
4. Меңерілетін биосинтезкезеңі (1961-1975) – микробты мутанттар көмегімен амин қышқылдарын өндіру. Тазартылған ферменттік препараттар алу. Иммобилизацияланған ферменттерді және жасушаларды өндірістік қолдану. Канализациялық суларды анаэробты тазалау және биогаз алу. Бактериалды полисахаридтерді өндіру.
5. Жаңа биотехнология кезеңі (1973 жылдан бастап) – биосинтез агенттерін алу мақсатында жасушалық және генетикалық инженерияны қолдану. Моноклоналды антиденелерді өндіретін будандарды, протопласттарды және меристемді дақылдарды будандастырып алу. Эмбриондардытрансплантациялау.

Биотехнология ғылыми пән және өндірістік технология есебінде тірі жасушаның биоөндіргіштік белсенділігін зерттеуге, сапалы өндірушілік қабілеті бар және әртүрлі салаларда: ауыл шаруашылығында; фармацевтикада; тағам өнеркәсібінде; биоэнергетикада; қоршаған орта ремедиациясында; биоэлектроникада; тағы басқаларда қолданылады.

Ауыл шаруашылық және тұрмыстағы қалдықтар, автомобильдерден шығатын улы заттар, өндірістен және ірі қалалардан бөлінетін лас суларды тазартуда микробиологиялық биотехниканың маңызы зор. Арам шөптерге, түрлі зиянды жәндіктерге қарсы күресуде қолданылатын пестицидтердің адам үшін зиянды екені белгілі. Сондықтан пестицидтердің орнына экологиялық жағынан тиімді препараттар (энтобактерин, дендробациллин, битотоксибациллин, гомелиндер, т.б.) Биотехнология тәсілімен алынады. Топырақтың құнарлылығын арттыруда да биотехнологияның маңызы зор. Мысалы, ауа азотын пайдаланып, онымен қоректенетін микроорганизмдердің (азотобактер, т.б.) көмегімен бактериялы тыңайтқыштар (нитрагин, т.б.) дайындалады. Мал шаруашылығында, азықтық жемшөпке құнарлығын арттыру үшін ферменттер (аминосубтилин, протосубтилин, т.б.) қосады, соның нәтижесінде жемшөп құрамындағы күрделі қосылыстар (лигнин, целлюлоза, т.б.) жақсы ыдырайды^.

“Биотехнология” атауын ең алғаш венгр Карл Эреки 1919 жылы тірі организмдердің көмегімен өндірілетін жұмыстарды анықтау үшін қолданған. 1986 жылғы шығарылған Биологиялық энциклопедиялық сөздікті, өндірістегі биологиялық процестерді және организмдерді қолдануды айтады. Европалық биотехнология одағы (EFB) осы күнгі биотехнологияны табиғаттану ғылымдарын (биологияны, химияны, физиканы) және инженерлік ғылымдарды (мысалы электрониканы биоөнеркәсібтегі биожүйелерге қолдану деп біледі, ал Европалық (ЕС)) – биологиялық қауымдастықты қажетті өнімдермен және қызметтермен қамтамасыз ету деп толықтырады.

Биотехнология алғашқы кезеңде негізінен микробиологияның және энзимологияның жетістіктеріне сүйенсе, ал соңғы 20-25 жылда ол өзінің дамуына итеруші күшті қарқынды дамып келе жатқан биологиялық ғылымдардан алды, олар: вирусология, молекулалық және клеткалық биология, молекулалық генетика.

Бүгінгі XXI ғасырға ұмтылған биотехнология ғылыми-техникалық прогрестің алдыңғы қатарынан орын алады.

Ген инженериясының әдістерінің ашылуы биотехнология деген ерекше өндіріс түрінің дүниеге келуіне ықпал жасап отыр. Биотехнология дегеніміз микроорганизмдердің және таза белоктардың (ферменттердің) жүргізетін биологиялық процестерін халық шаруашылығының әртүрлі салаларында пайдалану.

Мал шаруашылығында алдағы 10-15 жыл ішінде биотехнологияның алға басуы процесі гендік,клеткалық және эмбриогенетикалық инженерияның дамуымен анықталмақшы.

2.2.Гендік инженерия және биоқауіпсіздік мәселелері

Гендік инженерия — молекулалық және клеткалық генетиканың қолданбалы саласы. Белгілі қасиеттері бар генетикалық материалдарды In vitro жағдайында алдын-ала құрастырып, оларды тірі клеткаға енгізіп, көбейтіп, зат алмасу процесін өзгеше жүргізу. Бұл әдіспен организмдердегі генетикалық информацияны көздеген мақсатқа сай өзгертіп, олардың геномдарын белгіленген жоспармен қайта құруға болады.
Гендік инженерия ол функционалдық активті генетикалық құрылымдарды рекомбинаттық ДНҚ молекулалары түрінде қолдан құрастыру. Гендік иженерияның мәні жеке гендерді бір организмнен алып басқа организмге көшіру. Бұған рестриктаза мен лигаза ферменттерінің ашылуы мүмкіндік туғызады. Рестриктазалар ДНҚ молекуласын белгілі жерлерден жеке үзінділерге қиып бөлшектейтін ыдыратушы фермент. Қазір ДНҚ молекуласын бір-бірінен өзгеше 120 жерінен үзетін 500-ден астам рестриктазалар анықталған. Алынған полинуклеотид бөлшектерінінің комплементарлық немесе жабысқыш ұштарны ДНҚ лигазасы – бір-біріне желімдеп реттеп жалғасытырып қосады. Осы ферменттердің көмегімен бір ДНҚ молекуласынан қажетті ген бөлініп алынып, басқа ДНҚ молекуласын үзінділерімен құрастырылып рекомбинанттық, яғни жаңа будан ДНҚ жасалады. Биологиялық қауіпсіздік – адамзаттың ең басты міндеттерінің бірі.

1975 жылы биоқауіпсіздік туралы Халықаралық конференцияда (Асиломар, Колифорния) рекомбинантты ДНҚ молекуласы экспериментінің негізгі қағидасы қабылданды.

1985 жылы Биоқауіпсіздік ақпараттық жұмыс тобы құрылды, оған БҰҰ индустриалды даму Ұйымының елдер-мүшелері кірді, және қоршаған ортаны қорғау Бағдарламасы БҰҰ, сонымен қатар Бүкіл әлемдік денсаулық сақтау ұйымы.

1991 жылы оларға БҰҰ Тағамдық ресурстар мен ауылшаруашылық ұйымы қосылды. Биотехнология аумағында заңнама жасау әлі толық жөнге келмеді.
Бір жағынан үкімет тарапынан биотехнологиялардың легализациясы болып жатса, екінші жағынан заңнамадағы өзгешеліктер өнімді глобаоды нарыққа шығаруға кедергі жасап отыр.

Гендік инженерия — молекулалық және клеткалық генетиканың қолданбалы саласы. Белгілі қасиеттері бар генетикалық материалдарды In vitro жағдайында алдын-ала құрастырып, оларды тірі клеткаға енгізіп, көбейтіп, зат алмасу процесін өзгеше жүргізу. Бұл әдіспен организмдердегі генетикалық информацияны көздеген мақсатқа сай өзгертіп, олардың геномдарын белгіленген жоспармен қайта құруға болады.
Гендік инженерия ол функционалдық активті генетикалық құрылымдарды рекомбинаттық ДНҚ молекулалары түрінде қолдан құрастыру. Гендік иженерияның мәні жеке гендерді бір организмнен алып басқа организмге көшіру. Бұған рестриктаза мен лигаза ферменттерінің ашылуы мүмкіндік туғызады. Рестриктазалар ДНҚ молекуласын белгілі жерлерден жеке үзінділерге қиып бөлшектейтін ыдыратушы фермент. Қазір ДНҚ молекуласын бір-бірінен өзгеше 120 жерінен үзетін 500-ден астам рестриктазалар анықталған. Алынған полинуклеотид бөлшектерінінің комплементарлық немесе жабысқыш ұштарны ДНҚ лигазасы – бір-біріне желімдеп реттеп жалғасытырып қосады. Осы ферменттердің көмегімен бір ДНҚ молекуласынан қажетті ген бөлініп алынып, басқа ДНҚ молекуласын үзінділерімен құрастырылып рекомбинанттық, яғни жаңа будан ДНҚ жасалады. Одан кейін рекомбинанттық ДНҚ бірнеше әдістермен тірі енгізіледі. Жаңа геннің экспрессиясы өтеді де клетка сол ген белгілейтін белокты синтездей бастайды. Сонымен, клеткаға рекомбинанттық ДНҚ молекуласы түрінде жаңа генетикалық информация енгізіп, ақырында жаңа белгісі жаңа белгісі бар организмді алуға болады. Бұндай организмді трансгендік немесе трансформацияланған организм деп атайды, себебі организмдер өзгеріп басқа қасиетке ие болуын трансформация дейді.
Сөйтіп, гендік инженерияның дамуына негіз болған молекулалық биология мен молекулалық генетиканың мынадай жетістіктер:
1.рестректазалармен лигазалардың ашылуы;
2.генді химиялық және ферменттерді қолдану арқылы синтездеу әдісі ;
3.бөтен генді клеткаға тасымалдаушы векторларды пайдалану;
4.бөтен генге ие болған клеткаларды таңдап бөліп алу жолдарының ашылуы.

2.3.Өсімдіктер мен жануарлардың биоқауіпсіздік мәселелері 

Биологиялық ресурстарға өсімдіктер, жануарлар мен микроорганизмдер жатады. Биотикалық ресурстарды қорғаудың және ұтымды пайдаланудың негізгі міндеті – бұл оларды сақтау және олардың биологиялық потенциалын ұлғайту, сондай-ақ азық-түлік қауіпсіздігі проблемаларын шешу. Берілген мәндетті келесі шаралардың көмегімен шешуге болады: – генетика және селекция, яғни өсімдіктердің жаңа сорттарын және жануарлардың түрлерін шығару, өсімдіктердің даму және өсу процесіне араласу жолымен вегетативті кезеңді қысқарту, қуаңшылықтар мен аяздарға төзімді өсімдіктерді алу, организмдер эволюциясын қалайтын бағытта жеделдетуге мүмкіндік беретін тәсілдерді әзірлеу, будандасқан өсімдіктер мен жануарларды алу үшін құралдар арсеналын кеңейту және т.б.; – өнімділіктің атмосфералық факторларға (жылу, ылғал, жарық, суықтар және т.с.с.); – зиянкестермен және аурулармен тиімді күрес жүргізу; – популяциялардың дамуын реттеу. Оның мәні зиянкестердің, ауру қоздырғыштардың, сондай-ақ кәсіптік және өсірілетін түрлердің даму динамикасын және санын ғылыми басқаруға келтіріледі; – кәсіптік сүт қоректілерді, құстарды, балықтарды жерсіндіру; – экстремалды жағдайларда – шөл далаларда, биік таулы жерлерде және т.б. төзімді популяцияларды шығару; – микробиологиялық резервтерді пайдалану. Микроорганизмдер қатыс-қанда топырақта көптеген процестер жүреді. Микроорганизмдер фармацевтика, тамақ, парфюмерия өнеркәсіптерінде пайдаланылады.

Микробиологиялық қызметте биосфераны, әсіресе топырақ құнарлылығы, ағынды суларды тазарту, өсімдіктерде, жануарларда және топырақта жеке элементтердің шоғырлануы саласында экологиялық түрлендірудің орасан зор мүмкіндіктері салынған;

–    тұқым қуалаушылық механизмін, ДНК құрылымын, процестерді қалаған бағытта басқару үшін тіршілік әрекетінің ішкі табиғатын зерделеу;

–   фотосинтездің тиімділігін арттыру; – минералдық тыңайтқыштар мен микроэлементтерді оңтайлы пайдала-ну. Сонымен өсімдіктердің қоректенуі, өсуі және дамуы үшін қолайлы жағдай-лар жасалады.

• биосферада микроэлементтердің таралуын зерделеу нәтижелерін пайдаланып, топырақтың физика-химиялық қасиеттеріне аса ұтымды әсер етуге, жерлердің құнарлылығын арттыруға, жоғары өнімді және тұрақты егінге қол жеткізуге болады;
• эрозияға қарсы шаралардың (орманды суландыру, беттік ағысты реттеу, топырақтың агротехникалық өңделуін жақсарту және т.с.с.) көмегімен биосфераны су және жел эрозиясынан қорғау.

Барлық жоғарыда аталған шаралардың жалпы мақсаты бар – азық-түлік қауіпсіздігін қамтамасыз ету, оған тұрақты өндірістік қамтамасыз етуге кепілдік беру, сондай-ақ азық-түлік тәуелсіздігін қамтамасыз ететін ауыл шаруашылығы өндірісінің көлемдерін сақтау. БҰҰ азық-түлік және ауыл шаруашылығы ұйымымен (ФАО) «Әлемдегі азық-түлік қауіпсіздігін қамтамасыз ету бойынша халықаралық міндеттемелер» әзірленді. 1996 ж. Бүкіләлемдік азық-түлік проблемалары бойынша жоғары деңгейде кездесуде Бүкіләлемдік өндірістік қауіпсіздік жөніндегі Рим декларациясы қабылданды. Аталған декларацияда азық-түлік қауіпсіздігі ретінде «экономиканың жалпы алғанда мемлекет халқына және жеке алғанда әрбір азаматқа тамақтану өнімдеріне, ауыз суға және басқа тамақ өнімдеріне жеке тұлғаның дене бітімінің және әлеуметтік дамуы, денсаулықты қамтамасыз ету және халықтың кеңейтіліп ұдайы өсуі үшін қажетті және жеткілікті сапада, ассортиментте және көлемде қол жетуді қамтамасыз етуге кепілдік берілетін күйі» анықталған. Азақстан Республикасында қазіргі уақытта азық-түлік қауіпсіздігін қамтамасыз ету кезіндегі негізгі міндет тиімді мемлекеттік реттеу кезінде аграрлық сектор салаларының өнімділігі мен табыстылығын өсіру негізінде отандық агроөнеркәсіптік өндірісті тұрақтандыру болып табылады. Қазақстан үшін азық-түлік қауіпсіздігін қамтамасыз етудің үш құраушысы басым болып табылады:

– азық-түлікке жеке қол жетушілік: кез келген уақыт моментінде және минимум қажетті ассортиментте елдің бүкіл аумағында тамақ өнімдерінің бар болуы;

– азық-түлікке экономикалық қол жетушілік: әрбір қазақстандық табысының деңгейі тамақ өнімдерінің минимум жинағын иелену үшін жеткілікті болуы тиіс;

– қоректену қауіпсіздігі: еліміздің әлеуметтік-экономикалық жүйесі тамақ өнімдерінің және азық-түлік шикізатының қауіпсіздігіне қойылатын минимум талаптарға кепілдік беруі тиіс. Қазақстан Республикасындағы азық-түлік қауіпсіздігіне жартылай қол жеткізілуі тиіс: – азық-түлікке жеке қол жетушілік ФАО-мен қабылданған 84% құрайтын халықаралық деңгейге жетпеді. Мемлекет халқы отандық өндірістің тамақ өнімдерімен шамамен 80%-ға қамтамасыз етілген; – тамақ өнімдеріне экономикалық қол жетушілік әлеуметтік топтар мен аумақтар бөлігінде айтарлықтай біркелкі қамтамасыз етілмеген. Тамақтың бағалары мемлекеттің еңбекші халқының негізгі массасына қолайлы; – экологиялық таза және денсаулық үшін пайдалы тамақ өнімдері тек 50% құрайды.

Қазақстан Республикасының Конституциясының 31-бабында «Мемлекет адамның өмір сүру мен денсаулығына қолайлы қоршаған ортаны қорғауды мақсат етіп қояды» деп бекітілген.

Қоршаған орта қорғау түсінігіне тоқталар болсақ, ҚР Экологиялық кодекстің  1 бабына сәйкес қоршаған ортаны қорғау – қоршаған ортаны сақтау мен қалпына келтіруге, шаруашылық және өзге де қызметтің қоршаған ортаға теріс әсерін болғызбауға және оның зардаптарын жоюға бағытталған мемлекеттік және қоғамдық шаралар жүйесі болып табылады.

Табиғатты тиімді түрде үнемді пайдалану және оны қорғау, оның ресурстарын пайдалану кезіндегі тепе-теңдікті белсенді түрде сақтау, қоршаған табиғи ортаны жақсарту, ал бұл талаптар бұзылған жағдайда оны қалпына келтіру жөніндегі шараларды жүзеге асыру қажеттігін тудырып отыр.

Қоршаған ортаны қорғау мәселесі унемі мемлекеттің назарында болады. Осыған орай көптеген мемлекеттік бағдарламалар ішінде Қазақстан Республикасының 2004-2015 жылдарға арналған экологиялық қауіпсіздігі тұжырымдамасын атап кетуге болады. Бұл тұжырымдамада еліміздің экологиялық қауіпсіздігін қамтамасыз ететін стратегиялық бағыттар көрсетілген – экономиканы, ұлттық заңнамаларды және қоғамды экологияландыруға байланысты, экологиялық үгіт-насихат жүргізу және жұртшылықтың экологиялық мәселелерді шешуге қатысуы, халықаралық ынтымақтастықты кеңейту және нығайту. Осымен бірге, Қазақстан Республикасы Президентінің 2012 жылғы 14 желтоқсанындағы Қазақстан халқына жолдаған «Қазақстан-2050» Стратегиясы» атты Жолдауында «бізге өз табиғи байлықтарымызға деген көзқарасымызды ой елегінен өткізудің  принципті маңызы бар. Біз оларды сатудан қазынамызға  кіріс құя отырып, оларды дұрыс басқаруды,  ең бастысы, еліміздің табиғи байлығын орнықты экономикалық өсуге барынша тиімді кіріктіруді үйренуіміз керек» деп тұжырымдаған. Яғни еліміздің басшысы табиғи ресурстарды тиімді пайдалану мен қоршаған ортаны қорғауға шақырды. Әрине, адамзаттың күн көрісі мен тіршілік етуіне қажетті заттар және табиғата кездесетін жаратылыс дүниелері — табиғи ресурстар деп аталады. Су, жер, өсімдік жан-жануар, тау-тас, қазба-байлық және өзге де, тікелей не өнделген күйінде тұрмысқа, өндіріске қажетті дүниеліктердің бәрі де табиғи ресурстарға жатады.

Табиғи ресурстарды пайдалану нәтижесінде, адамзат — азық-түлік, киім-кешек тұрмыс қажетін өтеуге керекті заттар, жанар-жағар майлар және өнеркәсіпке қажетті шикізаттарды алады. Табиғи ресурстар құрамын жануарлар дүниесі де құрайды.

3. ҚОРЫТЫНДЫ 

Қорытындылай келгенде, биоқауіпсіздік табиғатта маңызды орын алады. Себебі, адам баласы ғылым жолында деп көптеген тірі ағзаларды құрбан тет берсе, онды адамның өзі де жер бетінен жоғалар еді. Яғни адамзат ғылыммен айналысқанның өзінде қауіпсіздік немесе сақтық шараларын сақтауы тиіс. Бұл өз кезегінде табиғаттың бар байлығын сақтап, оның сырт келбетіне де, оның құрамындағы тірі организмдерге де еш зиян келтірмеуге мүмкіндік береді. Гендік инженерия, биотехнология маңызды ғылым салалары. Кез-келген ғылым саласы тәжірибе жүргізіп әрі қарай дамып-қарыштауға ұмтылады. Жоғарыдағы салалр да одан айқын ерекшеленбейді. Белгілі бір ғылым саласымен айналысқанда әрқашан оның қандай жағы зиянды екенін, оның алдын-алу шараларын ұйымдастыру аса қажет. Тек осылай ғана тіршілік әрі қарай жалғаса алады.