БИОТЕХНОЛОГИИ: ПОНЯТИЕ, СУЩНОСТЬ, ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ И МЕТОДЫ БИОТЕХНОЛОГИИ Выполнила студентка 2 курса магистратуры, гр. 04201. 60 Лисина Анастасия Валентиновна
Понятие, сущность, история возникновения биотехнологии Впервые термин «биотехнология» был предложен в 1917 году венгерским инженером К. Эрике: «Биотехнология — это все виды работ, при которых из сырьевых материалов с помощью живых организмов производятся те или иные продукты» .
Он предложил процесс крупномасштабного промышленного выращивания свиней с использованием в качестве корма сахарной свеклы. При этом Эрике рассматривал превращение сырья (свеклы) в целевой продукт, в данном случае свинину как ряд биотехнологических этапов. Однако это совершенно точное определение не получило широкого распространения.
Биотехнология использует достижения различных областей науки и позволяет создавать широкий ассортимент коммерческих продуктов и методов.
В 1984 г. Европейской Федерацией Биотехнологов дано такое определение: «Биотехнология – это интегральное использование биохимии, микробиологии и инженерных наук в целях промышленной реализации способностей микроорганизмов, культур клеток и их частей» . В 1983 г. в Братиславе на биотехнологическом Конгрессе было принято следующее определение: «Биотехнология – это наука, разрабатывающая основы крупнотоннажной реализации процессов получения с помощью катализаторов различных продуктов и защита окружающей среды» .
В литературе имеется множество определений биотехнологии: 1. Биотехнология – наука об использовании биологических процессов в технике и промышленном производстве. 2. Биотехнология – промышленное использование биологических процессов на основе микроорганизмов, культуры клеток и тканей, а также отдельных структур и компонентов клеток животных и растений с заданными свойствами. 3. В современном понимании биотехнология - это наука о технологиях создания и использования биологических объектов, способствующих интенсификации производства или получению новых видов продуктов различного назначения на основе методов клеточной и генетической инженерии.
Человек использовал биотехнологические процессы еще много тысяч лет назад: люди занимались пивоварением, пекли хлеб; они придумали способы хранения и переработки продуктов путем ферментации (производство сыра, уксуса, соевого соуса), научились делать мыло из жиров, изготавливать простейшие лекарства и перерабатывать отходы. Биотехнология формировалась и эволюционировала с развитием человеческого общества. Ее становление различные ученые подразделяют на несколько периодов. Елинов Н. П. (1995) условно выделил 4 периода: • эмпирический, • этиологический, • биотехнический, • генотехнический.
Голландский ученый Е. Хаувинк (1984) выделил 5 периодов: Период Характеристика Допастеровекая эра (1865) Использование спиртового и молочнокислого брожения при получении пива, вина, хлебопекарных и пивных дрожжей, сыра. Получение ферментированных продуктов и уксуса. Пастеровский период (18661840 гт. ) Производство этанола, бутанола, ацетона, глицерина, органических кислот, вакцин. Аэробная очистка канализационных вод. Производство кормовых дрожжей из углеводов. Период антибиотиков (1940 -1960 гг. ) Производство пенициллина и других антибиотиков путем глубинной ферментации. Культивирование растительных клеток и получение вирусных вакцин. Микробиологическая трансформация стероидов. Период управляемого биосинтеза (1961 -1975 гг. ) Производство аминокислот с помощью микробных мутантов. Получение очищенных ферментных препаратов. Промышленное использование иммобилизованных ферментов и клеток. Анаэробная очистка канализационных вод и получение биогаза. Производство бактериальных полисахаридов. Эра новой биотехнологии (с 1973 г. ) Использование клеточной и генетической инженерии в целях получения агентов биосинтеза. Получение гибридов, продуцирующих моноклональных антител, трансплантация эмбрионов.
В основные задачи биотехнологии входит создание и широкое освоение: 1) новых биологически активных веществ (БАВ) и лекарственных препаратов для медицины (инсулина, гормонов и др. ), позволяющих осуществить раннюю диагностику и лечение тяжелых заболеваний; 2) микробиологических средств защиты растений от болезней и вредителей, бактериальных удобрений и регуляторов роста культур; новых высокопродуктивных и устойчивых к неблагоприятным факторам внешней среды сортов и гибридов; 3) ценных кормовых добавок и БАВ для повышения продуктивности животноводства; новых методов биоинженерии для эффективной профилактики, диагностики и терапии основных болезней с/х животных; 4) новых технологий получения ценных продуктов для использования в пищевой, химической, микробиологической и других отраслях промышленности; 5) технологий глубокой и эффективной переработки с/х, промышленных и бытовых отходов, использования сточных вод для производства биогаза и высококачественных удобрений.
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ БИОТЕХНОЛОГИИ (Н. П. Еленов, 1995)
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ Медицинская С/Х Промышленная Экологическая Иммунная
К «белой» биотехнологии относят промышленную биотехнологию, ориентированную на производство продуктов, ранее производимых химической промышленностью, – спирта, витаминов, аминокислот и др. (с учетом требований сохранения ресурсов и охраны окружающей среды). «Зеленая» биотехнология охватывает область, значимую для сельского хозяйства. Это исследования и технологии, направленные на создание биотехнологических методов и препаратов для борьбы с вредителями и возбудителями болезней культурных растений и домашних животных, создание биоудобрений, повышение продуктивности растений, в том числе с использованием методов генетической инженерии. «Красная» (медицинская) биотехнология – наиболее значимая область современной биотехнологии. Это производство биотехнологическими методами диагностикумов и лекарственных препаратов с использованием технологий клеточной и генетической инженерии (зеленые вакцины, генные диагностикумы, моноклональные антитела, конструкции и продукты тканевой инженерии и др. ).
«Серая» биотехнология занимается разработкой технологий и препаратов для защиты окружающей среды; это рекультивация почв, очистка стоков и газовоздушных выбросов, утилизация промышленных отходов и деградация токсикантов с использованием биологических агентов и биологических процессов. «Синяя» биотехнология в основном ориентирована на эффективное использование ресурсов Мирового океана. Прежде всего, это использование морской биоты для получения пищевых, технических, биологически активных и лекарственных веществ.
Клонирование Основные методы биотехнологии Генная инженерия Клеточная инженерия
Клеточная инженерия использует методы введения культур и клеток и их практического использования. Клеточная селекция основана на выращивании клеток (как растительных, так и животных) вне организма на специально подобранных средах в регулируемых условиях. Соматическая гибридизация – это слияние двух различных клеток в культуре тканей.
Генная (генетическая) инженерия – совокупность методов, позволяющих осуществить генетическую информацию, перенос (трансгенез) чужеродных генов из одного организма в другой. Генетическая инженерия (по Э. С. Пирузян) – система экспериментальных приемов, позволяющих конструировать лабораторным путем (в пробирке) искусственные генетические структуры в виде так называемых рекомбинантных или гибридных молекул ДНК.
Клонирование
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
Скачать презентацию БИОТЕХНОЛОГИИ ПОНЯТИЕ СУЩНОСТЬ ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ И
[MedBooks-Медкниги]Биотехнологии.pptx