10. Биотехнология

5. 1. Понятие биотехнологии. Генная инженерия.

2. Клеточная инженерия.

3. Эмбриогенетическая инженерия:

3.1 Трансплантация

3.2 Химерные животные

3.3 Трансгенные животные.

Термин «биотехнология» получил широкое распространения в 70-е годы XX в. Биотехнология опирается, с одной стороны, на древнейшие традиции бродильных и микробиологических производств, с другой стороны – на новейшие открытия биологических наук.

Биотехнология – это наука об использовании живых организмов и биологических процессов в производстве. Это комплексная многопрофильная область НТП, включающая многообразный микробиологический синтез, генетическую и клеточную инженерию. Биотехнология возникла на стыке микробиологии, биохимии и биофизики, генетики и молекулярной генетики, цитологии и иммунологии. Уровень развития ее во многом определяет научно-технический потенциал страны. Прогресс биотехнологии в животноводстве в предстоящие 10-15 лет будет определяться развитием генной, клеточной и эмбриогенетической инженерии.

Генная инженерия – раздел биотехнологии, связанный с целенаправленным конструированием in vitro новых комбинаций генетического материала, способного размножаться в клетке и синтезировать определенный продукт.

Генная инженерия решает следующие задачи:

1)получение генов путем их синтеза или выделения из клеток;

2) получение рекомбинантных молекул ДНК;

3)клонирования генов или генетических структур;

1. введение в клетку генов или генетических структур и синтез чужеродного белка.

Размножения в бактериях идентичных рекомбинантных ДНК называется клонированием. Каждый клон бактерий содержит свою рекомбинантную ДНК. Разрабатываются методы, позволяющие производить замены нуклеотидов в ДНК клонированного гена и тем самым изменять cвойства кодируемого этим геном белка.

Одно из наиболее важных для практики направлений генной инженерии – конструирование микроорганизмов – продуцентов нужных веществ. Например, клетки кишечной палочки используются для синтеза ряда белков и гормонов человека и животных: инсулина, интерферонов, гормона роста, альбумина и др.

В последние годы уделяется много внимания созданию генно-инженерных вакцин. Получают антигены из рекомбинантных микроорганизмов или культур клеток, в которые введен определенный ген возбудителя болезни. Этим методом получен материал для вакцинации против гепатита В, гриппа А, малярии, ящура, бешенства.

Штаммы бактерий, продуцирующие вещества, активные в организме человека и животных, могут быть использованы для промышленного производства лекарственных препаратов. Ведутся работы по созданию культур, активно разлагающих нефть, пластмассы, разрушающих нафталин, фиксирующих азот и т.д. Таким методом уже созданы культуры бактерии, продуцирующие аминокислоту триптофан, гормоны: соматостатин, инсулин и интерферон, и др. Изучите также другие направления генетической инженерии и их практическое значение (соматическая гибридизация, пересадка ядер и клеток, трансплантация зигот и эмбрионов и др.).

Под клеточной инженерией понимают метод конструирования клеток нового типа на основе их культивирования, гибридизации и реконструкции.

Культура клеток – метод сохранения жизнеспособности клеток вне организма в искусственно созданных условиях жидкой или плотной питательных сред. В настоящее время клонировано много генов, кодирующих синтез белков разной биологической ценности. Некоторые из таких генов удалось перенести в клетки животных, и они стали продуцентами биологически активных белков.

Литература: 1, с. 194-224; 3, с. 102-110; 4, 103-122.