Ера нової біотехнології
Ера нової біотехнології (після 1975р.). Характеризується розробкою генної інженерії, яка дозволяє цілеспрямовано змінювати геном мікроорганізмів, переносити в нього властивості, запозичені з геномів рослин і тварин. Це дозволило створити мікробіологічну технологію людського інсуліну, інтерферону, соматотропного і ростових гормонів і багато чого іншого. Створена гібридомна технологія, що дозволяє отримувати мо-ноклональние антитіла, які є основою для величезного розмаїття діагностичних препаратів. З’явилися так звані “трансгенні” рослини і тварини, у яких здійснювалося цілеспрямоване конструювання генома.
Як же зрозуміти термін біотехнологія? Біотехнологія – це цілеспрямоване отримання цінних продуктів, в процесі якого використовується біохімічна діяльність мікроорганізмів, ізольованих клітин або їх компонентів.
У цьому визначенні приховані деякі “підводні камені”, тому розглянемо його більш докладно на прикладах. Найбільш часто біотехнологію плутають з рослинництвом або тваринництвом. Наприклад, отримання пшениці з води і добрив на перший погляд – біотехнологія. Однак тут використовується біохімічна діяльність не ізольованих клітин, а цілого рослини, макроорганізму, що відноситься до вищих, багатоклітинних організмів. Це – не біотехнологія, а рослинництво. Точно так само отримання ліки з кореня женьшеню – НЕ біотехнологія. А от коли з цього кореня беруть окремі клітини, відокремлюючи їх за допомогою ферментів від багатоклітинній рослинної тканини, і розводять ці окремі, ізольовані клітини на спеціальному живильному розчині, як дріжджі, отримуючи біомасу ізольованих клітин женьшеню, з якої шляхом настоювання можна отримати настільки ж цінне ліки, як з цілого кореня, – це вже біотехнологія.
Інший приклад – виробництво молока. Молоко отримують від корови, вівці або іншого ссавця тварини, т. Е. Це – робота макроорганізму. Значить, це не біотехнологія. А ось отримання з молока кефіру, йогурту або іншого кисло-молочного продукту засноване на біохімічної діяльності молочно-кислих бактерій – це цілком легітимна біотехнологія. У виробництві глюкози з крохмалю є процес гідролізу: розчин крохмалю подкисляют, нагрівають до певної температури і витримують деякий час. В результаті крохмаль розпадається на глюкозу, виходить гідролізат – бруднуватий розчин глюкози з домішками. Це – хімічний, а не біотехнологічний процес. Є інший процес – процес ферментативного гідролізу крохмалю. У цьому випадку до суспензії крохмалю додають фермент, і під його дією також відбувається розщеплення крохмалю до глюкози, але в набагато більш м’яких умовах і без утворення небажаних домішок, з меншими втратами. Ферменти – це виділені з клітки білкові речовини, компоненти клітини. Отже, за визначенням, цей процес – біотехнологія.
В усіх наведених прикладах в якості підстави для віднесення процесу до біотехнології або до хімічної технології ми розглядали те, за допомогою яких впливів здійснюється обробка продукту.
Іноді звертають увагу на інше: яка сировина обробляється – хімічну або біологічну. Наприклад, дуже часто виробництво м’ясних продуктів відносять до біотехнології, обгрунтовуючи це тим, що вихідна сировина – туші забитих тварин, сире м’ясо і так далі – є продуктами біологічного походження. З цієї точки зору, наприклад, приготування котлет – це біотехнологія, хоча робочий процес полягає в подрібненні м’яса і потім у його тепловій обробці, тобто. Е. Немає біохімічної діяльності мікроорганізмів або клітин, а значить, це не біотехнологія. А ось обробка м’ясного фаршу певними заквасками і подальший режим дозрівання, використовуваний при приготуванні дорогих сортів ковбас, – це, звичайно, біотехнологія.
На практиці часто не роблять настільки суворих відмінностей, і багато процесів переробки сировини біологічного походження називають процесами біотехнологічними.
Надалі ми побачимо, що і строго біотехнологічні виробництва, наприклад мікробіологічне отримання спирту або антибіотиків, мають у своєму складі крім біотехнологічних також хіміко-технологічні та фізико-механічні процеси.
Оскільки сировиною для кожного з цих процесів служить напівпродукт біотехнологічного походження, ці процеси цілком законно також називають біотехнологічними – як частина многостадийной технології виробництва.
Звернемо увагу ще на одне важливе слово у визначенні біотехнології – “цілеспрямовано”. Дійсно, з точки зору людини мікроорганізми працюють в природі не завжди цілеспрямовано. Наприклад, багато хвороби викликаються дією мікроорганізмів, і навпаки, багато мікроорганізми, що населяють людське тіло корисні. Згадайте, що після лікування антибіотиками, коли ці корисні мікроорганізми знищуються поряд із шкідливими, виникає таке захворювання, як дисбактеріоз, яке доводиться лікувати введенням в організм бактерій (наприклад, біфідобактерій або молочно-кислих бактерій). Це не біотехнологія, а медицина.
Біотехнологія – це організована людиною діяльність мікроорганізмів, спрямована на отримання певного продукту.
Існує биогеохимическая діяльність бактерій, в результаті чого відбувається переробка рослинності і дерев в торф, вугілля, нафта, вилуговування металів і багато інших глобальні процеси. Ці процеси не можна називати біотехнологіческімм, тому що вони нецілеспрямовані. Або, наприклад, можна помітити, як після забруднення грунту нафтою відбувається природне (не організували людиною, т. Е. Цілеспрямоване) біовосстановленіе – через 5-10 років під впливом мікроорганізмів грунт самоочищається. А от коли ми спеціально організовуємо технологію очищення грунту, вводячи в неї додаткові мікроорганізми або посилюючи харчування природних грунтових мікроорганізмів, – це вже біотехнологія, біотехнологія очищення грунту від забруднень.
В даний час досягнення біотехнології перспективні в наступних галузях:
– у промисловості (харчова, фармацевтична, хімічна, нафтогазова) – використання біосинтезу і біотрансформації нових речовин на основі сконструйованих методами генної інженерії штамів бактерій і дріжджів із заданими властивостями на основі мікробіологічного синтезу;
– в екології – підвищення ефективності екологізировани захисту рослин, розробка екологічно безпечних технологій очищення стічних вод, утилізація відходів агропромислового комплексу, конструювання екосистем;
– в енергетиці – застосування нових джерел біоенергії, отриманих на основі мікробіологічного синтезу і модельованих фотосинтетических процесів, биоконверсии біомаси в біогаз;
– в сільському господарстві – розробка в галузі рослинництва трансгенних агрокультур, біологічних засобів захисту рослин, бактеріальних добрив, мікробіологічних методів рекультивації грунтів; в галузі тваринництва – створення ефективних кормових препаратів з рослинної, мікробної біомаси та відходів сільського господарства, репродукція тварин на основі ембріогенетіческіх методів;
– в медицині – розробка медичних біопрепаратів, мо-ноклональних антитіл, діагностикумів, вакцин, розвиток имму-нобіотехнологіі в напрямку підвищення чутливості і специфічності імуноаналізу захворювань інфекційної і неінфекційної природи. Своєрідністю і активністю ферментів визначаються всі життєві функції організмів.
(2 votes, average: 3.00 out of 5)