- •Биотехнология как наука и сфера производства. Предмет, цели и задачи биотехнологии, связь с фундаментальными дисциплинами.
- •Биообъекты как средство производства лечебных, реабилитационных, профилактических и диагностических средств. Классификация и общая характеристика биообъектов.
- •Макробиообъекты животного происхождения. Человек как донор и объект иммунизации. Млекопитающие, птицы, рептилии и др.
- •Биообъекты растительного происхождения. Дикорастущие растения и культуры растительных клеток.
- •Биообъекты - микроорганизмы. Основные группы получаемых биологически активных веществ.
- •Биообъекты - макромолекулы с ферментативной активностью. Использование в биотехнологических процессах.
- •Направления совершенствования биообъектов методами селекции и мутагенеза. Мутагены. Классификация. Характеристика. Механизм их действия.
- •Направления создания новых биообъектов методами генетической инженерии. Основные уровни генетической инженерии. Характеристика.
- •Методы клеточной инженерии применительно к животным клеткам. Гибридомная технология и ее использование в биотехнологических процессах.
- •Понятие вектора в генетической инженерии. Плазмиды, транспозоны и фаговые днк. Их значение при конструировании продуцентов.
- •Инженерная энзимология и повышение эффективности биообъектов. Иммобилизированные биообъекты и их преимущества.
- •16.Липосомы. Определение. Характеристика. Использование в биотехнологических процессах и для создания инновационных лекарственных форм.
- •17.Слагаемые технологического процесса. Структура биотехнологического производства.
- •Подготовительные стадии
- •Разделение жидкости и биомассы
- •Выделение продуктов биосинтеза
- •Очистка продукта
- •Концентрирование продукта
- •Подготовительные операции при использовании в производстве биообъектов микроуровня.
- •20. Очистка и стерилизация технологического воздуха. Схема подготовки потока воздуха, подаваемого в ферментатор.
- •23.Характеристика биопроцессов в зависимости от целевых продуктов: первичные и вторичные метаболиты, биомасса как целевой продукт.
- •24.3Начение асептики в биотехнологических процессах. Методы стерилизации, используемые в биотехнологическом производстве.
- •25.Аппаратурное оснащение процессов выделения и очистки продуктов микробного синтеза.
- •Получение спирта и других продуктов брожения с использованием микробиотехнологическихпроцессов.
- •Ацетонбутиловое брожение. Окислительные процессы. Получение органических кислот.
- •Получение молочной кислоты.
- •Механизмы регуляции биосинтеза первичных метаболитов.
- •Биологические, физико-химические и другие методы рекуперации и обезвреживания выбросов в атмосферу.
- •Инсулин. Источники получения. Рекомбинантный инсулин человека. Синтез а- и в- цепей. Биотехнологическое производство рекомбинантного инсулина.
- •Инсулин. Видовая специфичность. Выбор лидерной последовательности аминокислот. Методы выделения и очистки полупродуктов.
- •Гормон роста человека. Механизм биологической активности и перспективы применения в медицинской практике. Конструирование продуцентов. Получение соматотропина.
- •Производство ферментных препаратов. Ферменты, используемые как лекарственные средства. Традиционные способы получения ферментных препаратов.
- •Микроорганизмы прокариоты - продуценты витамина в12 (пропионово-кислые бактерии и др.). Схема биосинтеза. Регуляция биосинтеза.
- •Получение витамина в12 (кобаламин).
- •Культуры животных клеток. Методы культивирования.
- •Антибиотики как биотехнологические продукты. Биологическая роль антибиотиков как вторичных метаболитов. Пути создания высокоактивных продуктов антибиотиков.
- •Ферменты, используемые в генетической инженерии. Последовательность операций при включении чужеродного гена в векторную плазмиду. Перенос вектора с чужеродным геном в микробную клетку.
- •Иммунобиотехнология. Диагностикумы, аллергены, бактериофаги, токсины и анотоксины. Характеристика и способы получения.
- •Нормофлоры (пробиотики, микробиотики, эубиотики) - препараты на основе живых культур микроорганизмов-симбионтов. Характеристика. Резидентная микрофлора жкт, причины дисбактериоза.
- •Существует 2 вида нормофлор:
- •Секвенирование генома
- •Геномика . Характеристика. Объекты изучения. Перспективы использования в медицине и фармации
- •Геномика дифференцируется по нескольким направлениям:
- •Противоопухолевые антибиотики:
- •Биомедицинские технологии. «Антисмысловые» нуклеиновые кислоты, пептидные факторы роста тканей и др. Биологические продукты новых поколений. Перспективы практического применения.
- •Пептидные факторы роста тканей
- •Биополимеры, характеристика, микробиологический метод получения.
- •Жирорастворимые витамины (эргостерин и витамины группы д). Продуценты и схема биосинтеза.
- •Каротиноиды и их классификация. Схема биосинтеза. Образование из каротина витамина а.
- •Фитогормоны, классификация, характеристика. Индукторы митотического цикла.
- •79.Иммуносупрессоры. Циклоспорин а-ингибитор иммунного ответа кальций нейрина. Применение втрансплантологии. Новые иммуносупрессоры природного присхождения.
- •Биоинформатика. Характеристика. Объекты изучения. Перспективы использования в медицине и фармации.
- •Протеомика. Характеристика. Объекты изучения. Перспективы использования в медицине и фармации.
Секвенирование генома
Исходя из размеров генома и количества генов понятно, что задача полного секвенирования генома решается быстрее в случае микроорганизмов в отличие от высших эукариот. К настоящему времени полностью секвенирован геном нескольких десятков видов бактерий, в том числе патогенных. У разных видов бактерий размер генома варьирует, но в целом он близок к нескольким тысячам генов или нескольким миллионам пар оснований соответственно.
Геномика . Характеристика. Объекты изучения. Перспективы использования в медицине и фармации
Задача геномики — установление полной генетической характеристики всей клетки — количества содержащихся в ней генов и их последовательности, количества нуклеотидов в каждом гене и их последовательности, определение функций каждого гена по отношению к метаболизму организма или, более обще, применительно к его жизнедеятельности.
Геномика позволяет выразить сущность организма — его потенциальные возможности, видовые (и даже индивидуальные) отличия от других организмов, предвидеть реакцию на внешние воздействия, зная последовательность нуклеотидов в каждом из генов и число генов.
Цель геномики — получение информации обо всех потенциальных свойствах клетки, которые не реализуются на данный момент, например, "молчащие гены", протеомика же дает возможность охарактеризовать клетку в данный момент, зафиксировав все находящиеся в ней белки в своего рода "моментальной фотографии" функционального состояния клетки на уровне ее протеома, т.е. совокупности всех ферментных и структурных белков, которые "работают" в отличие от неэкспрессирующихся генов.
Геномика дифференцируется по нескольким направлениям:
1) Структурная геномика, задачей которой является идентификация генов с помощью специальных компьютерных программ
2) Сравнительная геномика позволяет: относительно быстро, связавшись с базой данных и, получив ответ на свой запрос, установить, является ли изученный по последовательности нуклеотидов ген уникальным, или он уже был идентифицирован в другом лаборатории, получить сведения о степени гомологии родственных генов, т.е. степени гомологии по последовательности нуклеотидов в открытой рамке считывания; ответить на вопрос об эволюционной близости одного организма другому и на ряд подобных вопросов, относящихся к фундаментальной биологии.
3) Функциональная (метаболическая) геномику. Ее цель — установление связи между геномом и метаболизмом, кластерами генов и многоступенчатыми метаболическими процессами, отдельными генами и конкретными метаболическими реакциями.
Особое значение применительно к фармации функциональная геномика имеет при установлении так называемой "существенности" отдельных генов. Под "существенностью" подразумевается необходимость гена для жизнедеятельности клетки. Так, при создании антимикробных лекарственных препаратов именно "существенные" гены должны быть мишенями для антимикробных веществ. Отметим, что иногда ген приобретает значение "существенности" только в особых условиях, в которых может оказаться патогенный микроорганизм.
Промышленные способы получения антибиотиков (общая схема). Противоопухолевые антибиотики. Механизм их действия.
Промышленное получение антибиотиков — это сложная многоступенчатая биотехнологическая система, состоящая из ряда последовательных стадий.
1) Стадия биосинтеза антибиотика. Это основная биологическая стадия сложного процесса получения антибиотического вещества. Главная задача на этой стадии — создание оптимальных условий для развития продуцента и максимально возможного биосинтеза антибиотика.
2) Стадия предварительной обработки культуральной жидкости, клеток (мицелия) микроорганизма и фильтрации. Эффективность стадии во многом определяется составом среды для выращивания продуцента антибиотика, характером его роста, местом основного накопления биологически активного вещества (в культуральной жидкости или внутриклеточно).
3) Стадия выделения и очистки антибиотика. На этой стадии в зависимости от свойств антибиотика, его химического строения и основного места накопления антибиотического вещества применяются различные методы выделения и очистки. В качестве основных методов используются следующие: экстракция, осаждение, сорбция на ионообменных материалах, упаривание, сушка.
4) Стадия получения готовой продукции, изготовление лекарственных форм, расфасовка. Особенность стадии определяется очень высокими требованиями к качеству конечного продукта. При химической очистке антибиотических веществ необходимо соблюдать высокую чистоту помещений, оборудования, проводить систематическую дезинфекцию их.