4. Эра управляемого биосинтеза (1961 – 1975 гг.).

Производство аминокислот посредством микробных мутантов является наиболее перспективным среди других способов их получения. Аминокислоты - это не только питательные вещества, но также ароматические и вкусовые агенты, и потому они широко используются в пищевой промышленности. Например, как питательную добавку в пищу чаще всего вносят лизин и метионин. Глутамат натрия и глицин употребляют как ароматические вещества для усиления и улучшения вкуса пищи. У глицина освежающий, сладкий вкус. Его вводят в сладкие напитки, и, кроме того, он проявляет там бактериостатическое действие. Цистеин предотвращает подгорание пищи, улучшает пекарские процессы и качество хлеба.

Производство микробного белка позволяет выпускать полноценные сбалансированные корма для выращивания птицы и скота. При этом микроорганизмы можно выращивать на различных питательных средах: на газах, нефти, отходах угольной, химической, пищевой, винно-водочной, деревообрабатывающей промышленности.

Не менее важным достижением биотехнологии в этот период было получение чистых ферментов, промышленное использование иммобилизованных ферментов и клеток. Впервые был получен биогаз, налажено производство полисахаридов, открыты ферменты рестриктазы и лигазы, позволяющие разрезать и сшивать молекулу ДНК в нужных местах.

5. Эра новой биотехнологии (после 1975 г.).

Этот этап стал возможным после эпохального открытия Д. Уотсона и Ф. Крика строения молекулы ДНК. Главными объектами исследований становятся живая клетка и молекула ДНК. Важнейшим достижением биотехнологии является генетическая трансформация, перенос чужеродных донорских генов в клетки-реципиенты микроорганизмов, растений и животных, получение трансгенных организмов с новыми или усиленными свойствами и признаками. В 1983 г. было получено первое генно-модифицированное растение – табак. В 1988 г. был разработан метод полимеразной цепной реакции (ПЦР). Работы с рекомбинантными молекулами ДНК позволили создать бактериальные штаммы-продуценты всех типов интерферонов, продуценты гормона роста человека и ряда животных, проинсулина человека и т.д. Не менее важное направление, сформировавшееся в эти годы, - получение гибридов, моноклональных антител, гибридов из протопластов и меристемных культур, трансплантация эмбрионов. Интенсивно развивается направление иммобилизации ферментов и клеток на специальных носителях, что обеспечивает их многократное использование.

В настоящее время в биотехнологии выделяют медико-фармацевтическое, продовольственное, сельскохозяйственное и экологическое направления. В соответствии с этим биотехнологию можно разделить на медицинскую, сельскохозяйственную, промышленную и экологическую.

Перспективы развития биотехнологии в различных отраслях:

- в промышленности (пищевая, фармацевтическая, химическая, нефтегазовая):использование биосинтеза и биотрансформации новых веществ на основе сконструированных методами генной инженерии штаммов бактерий и дрожжей с заданными свойствами;

- в сельском хозяйстве:разработка в области растениеводства трансгенных агрокультур, биологических средств защиты растений, бакудобрений и регуляторов роста, микробиологических методов рекультивирования почв; в области животноводства – получение вакцин и сывороток, создание эффективных кормовых препаратов из растительной, микробной биомассы и отходов сельского хозяйства, репродукция животных на основе эмбриогенетических методов;

- в медицине:разработка медицинских биопрепаратов, моноклональных антител, диагностикумов, вакцин, развитие иммунобиотехнологии;

- в экологии:разработка экологически безопасных технологий очистки сточных вод, утилизация отходов АПК, конструирование экосистем;

- в энергетике:применение новых источников биоэнергии, биоконверсия биомассы в биогаз и биотопливо.