Поиск
Озвучить текст Озвучить книгу
Изменить режим чтения
Изменить размер шрифта
Оглавление
Для озвучивания и цитирования книги перейдите в режим постраничного просмотра.

Глава 1. Биотехнология как одно из основных направлений научно-технического прогресса

Биотехнология как наука, история ее развития

Биотехнология (технология живых систем, технология биопроцессов) — научно-практическое направление по использованию объектов биологического происхождения или их систем (культур клеток, бактерий, животных, растений и др.), особенности метаболизма которых обеспечивают выработку специфических веществ. Биотехнология определяет совокупность методов и приемов использования живых организмов, биологических продуктов и биотехнических систем в производственной сфере.

Термин «биотехнология» предложил венгерский инженер Карл Эреки в 1917 г., описывая процессы биотрансформации при производстве свинины как конечного продукта с использованием сахарной свеклы в качестве корма для свиней. Под биотехнологией К. Эреки понимал «все виды работ, при которых из сырьевых материалов с помощью живых организмов производятся те или иные продукты». Все последующие определения этого понятия — всего лишь вариации формулировки К. Эреки. Так, по определению академика Ю.А. Овчинникова, «биотехнология — комплексная, многопрофильная область научно-технического прогресса, включающая разнообразный микробиологический синтез, генетическую и клеточную инженерную энзимологию, использование знаний, условий и последовательности действия белковых ферментов в организме растений, животных и человека, в промышленных реакторах».

Биотехнологическое происхождение имеют генно-инженерные белки (интерфероны, интерлейкины, инсулин, вакцины для профилактики инфекционных и паразитарных заболеваний), ферменты, диа­гностические средства (тест-системы для определения наркотических, лекарственных веществ, гормонов в биологических средах), аминокислоты, витамины, антибиотики, бактериофаги, биодеградируемые пластмассы, биосовместимые материалы и др. В настоящее время с помощью биотехнологии не только решаются серьезные проблемы медицины, но и создаются продукты питания. С помощью новых современных производственных биопроцессов разрабатываются полезные ископаемые, решается проблема энергоресурсов, восстанавливаются нарушения экологического равновесия.

Выделяют следующие направления биотехнологии:

  • фармацевтическую биотехнологию;
  • медицинскую биотехнологию;
  • биотехнологию средств диагностики и химических реактивов;
  • пищевую биотехнологию;
  • сельскохозяйственную биотехнологию;
  • биотехнологию препаратов и продуктов для промышленного и бы­тового использования;
  • экологическую биотехнологию;
  • биоэнергетику;
  • биоэлектронику;
  • биогеотехнологию;
  • космическую биотехнологию и др.

В истории развития биотехнологии как науки условно выделяют следующие периоды: эмпирический, этиологический, биотехнический и генотехнический.

Зарождение биотехнологии началось более 8000 лет назад. В эмпирический (доисторический) период древние народы при изготовлении хлеба, пива, сыра и некоторых других продуктов уже интуитивно использовали методы, которые теперь мы относим к биотехнологическим, связанным с жизнедеятельностью микроорганизмов.

Этиологический (пастеровский) период развития биотехнологии, ­охватывающий вторую половину XIX в. и первую треть XX в., связан с работами французского ученого, основоположника научной мик­робио­логии Луи Пастера. Именно в этот период была доказана ин­дивидуальность микроорганизмов и получены их чистые культуры. Микробиологи стали успешно выращивать на питательных средах разнообразные штаммы микроорганизмов для их дальнейшего использования в биотехнологических процессах.

Биотехнический период развития и формирования биотехнологии связан с публикацией в 1933 году А. Клюйвером работы «Методы изучения обмена веществ у плесневых грибов», в которой впервые были описаны основные биотехнологические подходы. Началось внедрение в биотехнологические процессы крупномасштабного герметизированного оборудования, обеспечивавшего стерильные условия.

В дальнейшее развитие биотехнологии как науки внесли огромный вклад работы американского ученого О. Эйвери и соавт. (1944), показывающие роль молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) в качестве носителя генетической информации, а также исследования английского ученого Э. Чаргаффа (1950), доказавшего, что в молекуле ДНК сумма пуриновых азотистых оснований равна сумме пиримидиновых. В 1953 г. американские ученые Дж. Уотсон и Ф. Крик создали трехмерную модель ДНК и показали, что макромолекула построена из двух правозакрученных спиралей. Именно эти исследования стали основополагающими для перехода к четвертому — генотехническому периоду развития биотехнологии.

Важной для понимания биотехнологических процессов стала предложенная в 1961 году Ф. Жакобом и Ж. Моно теория оперона, объясняющая механизм «включения» и «выключения» тех или иных структур­ных генов в зависимости от потребностей клетки в различных белках.

В 1973 г. было опубликовано сообщение о возможности успешного переноса генов из одного организма в другой, что легло в основу получения рекомбинантной ДНК с использованием методов генной инженерии. В 1990 г. произошли два принципиально важных события, ознаменовавших дальнейшее развитие биотехнологии: была разрешена генотерапия (применительно только к соматическим клеткам человека) и утвержден международный проект «Геном человека».

В настоящее время прогрессивно возрастают количество и спектр биотехнологических продуктов. Рекомбинантные белки, вторичные метаболиты микроорганизмов и растений, полусинтетические лекарственные средства, являющиеся одновременно продуктами био- и оргсинтеза, успешно применяются в медицине и хозяйственной деятельности человека.

Нельзя не согласиться с мнением ученых, которые, пусть несколько условно, подразделяют биотехнологию на «старую» и «новую».

Для продолжения работы требуется Регистрация
На предыдущую страницу

Предыдущая страница

Следующая страница

На следующую страницу
Глава 1. Биотехнология как одно из основных направлений научно-технического прогресса
На предыдущую главу Предыдущая глава
оглавление
Следующая глава На следующую главу

Оглавление

Данный блок поддерживает скрол*