ОСНОВЫ БИОТЕХНОЛОГИИ (Экзамен); 15 лекций, 7 лабораторных; Ленивко Светлана Михайловна

Литература:

1. Основы биотехнологии – программа

2. Основы биотехнологии – Егорова, Клунова, Живухина; Москва, 2003

3. Методические рекомендации: Основы генетической инженерии и биотехнологии – Ленивко; Брест, 2006

4.03.2014; Лекция 1/15

Биотехнология как наука и отрасль производства

I. ПОНЯТИЕ О БИОТЕХНОЛОГИИ, ЕЁ ЗАДАЧИ

Под биотехнологией понимают отрасль биологической науки, которая включает в себя технологические процессы, направленные на использование клеточных культур, метаболизм и биосинтетические возможности которых обеспечивают выработку ценных продуктов.

Таким образом, биотехнология создаёт возможность получения с помощью легкодоступных и возобновляемых ресурсов тех веществ и соединений, которые важны для жизни и благосостояния людей.

Термин «Биотехнология» был предложен в 1917 г. К. Эреки для обозначения всех видов работ, в которых продукты получают с помощью живых организмов.

Современное понятие биотехнологии:

Наука и отрасль производства о генно-инженерных и клеточных методах и технологиях создания и использования генетически модифицированных растений, животных и микроорганизмов в целях интенсификации производства и получения новых видов продуктов различного назначения.

Основной задачей биотехнологии является разработка процессов, в которых микроорганизмы культур растительных и животных клеток, выделенные из них ферменты, мембраны и клеточные органеллы в свободном или иммобилизованном состоянии используются для получения нужных для человека веществ. Кроме того биотехнология решает задачи, стоящие перед наукой о способах улучшения продуцентов и задачи, стоящие перед производством об интенсификации технологических процессов.

II. ОСНОВЫНЕ ЭТАПЫ СТАНОВЛЕНИЯ БИОТЕХНОЛОГИИ

1. Допастеровский период

Использование процессов хлебопечения, виноделия, сыроделия без знания объекта, осуществляющих их.

2. Послепастеровская эра (1858-1940)

Связан с освоением способов культивирования микроорганизмов, как объектов биотехнологических процессов.

3. Эра антибиотиков (1940-1960)

4. Период управляемого синтеза (1960-1975)

Связан, в первую очередь, с химическим синтезом фрагментов ДНК, с разработкой модели оперонной регуляции экспрессии генов в организме бактерий.

1972 год – рождение генетической инженерии

5. Современная биотехнология (с 1975 года).

III. СОВРЕМЕННАЯ БИОТЕХНОЛОГИЯ: ЕЁ ОСНОВНЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ И ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

Современная биотехнология, базируясь на методах клеточной и генной инженерии, путём конструирования нужных генов позволяет управлять наследственностью и жизнедеятельностью микроорганизмов, растений и животных и создавать организмы с новыми полезными свойствами, ранее не наблюдавшимися в природе; а именно позволяет создавать организмы с повышенной устойчивостью к стрессовым факторам среды, высокой продуктивностью и качеством продукции, решать задачи по оздоровлению экологической обстановки в природе и во всех отраслях промышленности.

Основные достижения биотехнологии:

1. 1975 год – впервые, путём гибридизации соматических клеток, получены гибридомы, секретирующие моноклональные антитела.

2. 1978 год – впервые продемонстрирована экспрессия генов гормоном мозга человека – соматотропина и поджелудочной железы – инсулина в бактериальных клетках; инсулин стал первым созданным генно-инженерными методами продуктом, который поступил в продажу и используется людьми, страдающими сахарным диабетом.

3. 1982 год – разрешена к использованию первая вакцина для животных, полученная по технологии рекомбинантных ДНК.

4. 1983 год – показана впервые экспрессия гена растений в растениях других видов.

5. 1986 год – прошло полевое испытание в США и Франции первое трансгенное растение – устойчивый к гербициду табак.

6. 1997 год – продемонстрирована возможность получения потомства млекопитающих путём оплодотворения яйцеклеток, лишённых ядер, ядрами соматических клеток; этот способ получил название «клонирование» и первым клонированным млекопитающим была овца «Долли».

Сегодня успешно развиваются такие отрасли биотехнологии, как:

- биотехнология пищевых продуктов

- биотехнология улучшения продуктивности сельского хозяйства

- биотехнология препаратов для сельского хозяйства

- биотехнология лекарственных препаратов и средств диагностики

- биотехнология препаратов и продуктов для промышленного использования

- биотехнология утилизации отходов и, тем самым, уменьшение загрязнение окружающей среды.

IV. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ В РБ

Согласно государственной программе «Инновационные биотехнологии» (2010-2015) одним из основным факторов экономического развития РБ является внедрение в практику наукоёмких и эффективных производств и технологий.

По уровню биотехнологических исследований и разработок, их внедрения в промышленные производства, РБ отстаёт от развитых зарубежных стран: недостаточные объёмы производства средств защиты растений, биоудобрений, консервантов, кормов.

Неблагоприятная ситуация сложилась в области микробиологической промышленности из-за устаревшего оборудования. В связи с этим планируется:

1. Создание 9 новых организаций по производству препаратов из плазмы крови, бактериальных концентратов для молочной промышленности, кормовых аминокислот, кормовых добавок и др.

2. Создание новых организационных структур биотехнологического профиля для репродукции сельскохозяйственных животных, их сертификации и ДНК-маркирования.

3. Модернизация ряда республиканских унитарных предприятий

4. Разработка новых методов биопрепаратов, тест-систем, биотоплива, вакцин и др.

Трёхкомпонентный состав современной биотехнологии

1. Генетическая инженерия

2. Промышленная биотехнология

3. Клеточная инженерия