Биотехнология

Биотехнология-это применение живых организмов и биологических процессов в производстве. Своё название эта отрасль промышленности получила в 70-х годах прошлого века, хотя микроорганизмы и грибы издавна использовались в хлебопечении, виноделии, пивоварении, сыроварении.
Современная биотехнология использует методы клеточной и генной инженерии, а также биохимии, микробиологии, генетики и др. наук.
Методы клеточной инженерии позволяют получать гибриды соматических клеток вне организма при смешении различных их культур. Некоторые клетки разных культур сливаются с образованием общего ряда. Образование гибридов стимулируется действием низких температур и других факторов. Для выделения гибридов соматических клеток применяются селективные (избирательные) среды, на которых могут размножаться только гибридные клетки. Возможна гибридизация соматических клеток весьма отдалённых видов.
Методами клеточной инженерии в клетке можно заменить ядро, реконструировать клетку из отдельных частей, создать гибридому - гибрид лимфоцита и опухолевой клетки. Гибридома, как лимфоцит может продуцировать антитела и, как клетка опухоли, обладает неограниченным ростом. Антитела гибридом (моноклональные антитела) служат уникальными диагностическими и лечебными препаратами.
Методом клеточной культуры можно создать большую массу клеток растений для получения лекарственных средств и других ценных веществ. Из культур гибридных клеток можно выращивать целые растения с гибридными свойствами.
Методы клеточной инженерии лежат в основе многих биотехнологических процессов и широко применяются в селекции растений.
Генная инженерия – раздел молекулярной биологии, разрабатывающий методы создания новых комбинаций генетического материала, способных обеспечивать синтез желаемых продуктов обмена.
Для биотехнологии главное значение имеют методы введение в геном прокариот, генов, контролирующих синтез ценных для человека соединений (ферментов, антибиотиков, гормонов, лечебных препаратов). Некоторые прокариоты способны быстро размножаться на малоценных средах (отходы различных отраслей хозяйства, жидкие парафины нефти и др.). Благодаря этому в короткое время и при минимальных затратах может быть получено большое количество ценных веществ.
Общих план создания таких трансгенных клеток, геном которых содержит фрагменты ДНК разных видов, включает следующие этапы:
1. Выделение из клеток, содержащих искомый ген матричной РНК (мРНК).
2. Синтез ДНК-копий (кДНК).
3. Синтез двухцепочечной кДНК.
4. Разрез замкнутой кольцевой молекулы ДНК плазмиды-вектора.
5. Встраивание кДНК в разрез плазмиды.
6. Трансформация – проникновение рекомбинантной плазмиды внутрь бактерии и включение в её жизненный цикл.
7. Получение белкового продукта путём размножения бактерий.
В последние два десятилетия биотехнология стремительно развивалась, а последние три года ознаменовались настоящим её бумом. Огромные средства транснациональных фирм вкладываются в расшифровку генов человека, и, в первую очередь, генов, контролирующих различные признаки наследственных болезней. В перспективе генная инженерия открывает возможность генетического лечения этих болезней. Уже сейчас путём введения в соматические клетки с помощью трансгенных микроорганизмов или вирусов нормального донорского гена удаётся облегчить течение многих генных болезней и замедлить развитие опухолей.
Трансгенные микроорганизмы – высокопродуктивные источники антибиотиков, инсулина, гормона роста, ферментов, аминокислот и витаминов.
Генетически модифицированные организмы находят широкое применение в сельском хозяйстве. В США и Канаде четверть площадей, отведенных под картофель, занято сортами, сконструированными методами генной инженерии. Завершаются работы по созданию методами генной инженерии сортов растений, устойчивых к засухе, низким температурам, повышенной засоленности или кислотности почв.
Значительные успехи, достигнутые с помощью генной инженерии в различных областях науки и производства уже на первом этапе становления биотехнологии дают основание полгать, что в ближайшем будущем она превратится в одну из ведущих и наиболее продуктивных отраслей науки и экономики, которая внесёт большой вклад в решение таких острейших проблем как охрана здоровья; обеспечение населения планеты пищей, разнообразными химическими материалами и фармацевтическими препаратами; очистка окружающей среды.
Возможность рекомбинировать ДНК, создавать искусственные молекулы, несущие новые наборы информации, и переносить их из одних клеток в другие, т.е. конструировать живые организмы, открывает перед человечеством новые пути для более интенсивного использования ресурсов биосферы, а, следовательно, для своего дальнейшего развития.
Манипулируя с генетическими структурами, необходимо помнить, что каждый геном – всесторонне сбалансированная комбинация генов, сложившаяся в результате действия естественного отбора, в течение миллионов лет. При изменении её не исключена возможность возникновения организмов опасных для человека и окружающей среды. Поэтому генные технологии должны осуществляться под строгим контролем.

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать полную версию