Довідник з біології

ЗАГАЛЬНА БІОЛОГІЯ

ОСНОВИ СЕЛЕКЦІЇ

ОСНОВНІ НАПРЯМИ БІОТЕХНОЛОГЇЇ

Біотехнологія (від біо., грец. techne — мистецтво, майстерність і ...логія) — використовування людиною живих організмів і біологічних процесів для промислового отримання продуктів.

Значну роль у житті людини відіграють мікроорганізми, оскільки вони здатні проводити життєво важливі продукти: амінокислоти, білки, антибіотики, ферменти, спирти, гормони, полісахариди, бактерійні добрива. Термін «біотехнологія» отримав широке розповсюдження з середини 70-х pp. XX в., хоча такі галузі біотехнології, як хлібопечення, виноробство, пивоваріння, сироваріння, засновані на застосуванні мікроорганізмів, відомі з незапам'ятних часів. В останні десятиріччя широке розповсюдження отримали антибіотики (пеніцилін, стрептоміцин, еритроміцин, тетрациклін тощо), що виділяються в промислових установках різними видами грибів.

Природні штами мікроорганізмів в основному низькопродуктивні. Тому в мікробіологічній промисловості застосовують селекційні методи: індукований мутагенез і штучний добір. Для отримання мутацій використовують ультрафіолетове і рентгенівське проміння і хімічні мутагени. Застосування мутагенних чинників і цілеспрямованого добору дозволило підвищити продуктивність штамів у сотні і тисячі разів.

Мікроорганізми відрізняються трьома характерними особливостями, важливими для виробництва: 1) містять менше генів, ніж клітини високоорганізованих видів; 2) дуже швидко розмножуються; 3) їх геном гаплоїдний, що дозволяє виявлятися фенотипово будь-якої мутації вже в першому поколінні.

Особливо інтенсивно почала розвиватися мікробіологічна промисловість останнім часом. Як поживне середовище для бактерій почали використовуватися нехарчові продукти: рідкі парафіни нафти, синтетичні спирти, відходи деревообробної промисловості тощо. Одержувані таким шляхом білково-вітамінні препарати дозволяють розв'язати проблему нестачі кормового білка і підвищити продуктивність тваринництва. Крім того, мікробіологічна промисловість виробляє ферменти, антибіотики, гормони, амінокислоти й інші лікувальні препарати, необхідні людині.

Для створення нових штамів мікроорганізмів останнім часом застосовують генну інженерію — конструювання нових генетичних структур за наміченим наперед планом. Виникнення генної інженерії стало можливим завдяки розвитку молекулярної біології, генетики, біохімії і мікробіології. Генна інженерія включає три основні етапи: 1) отримання потрібного гена (виділення природного або штучний його синтез); 2) включення цього гена в молекулу ДНК-переносника — отримання рекомбінантної молекули ДНК; 3) введення рекомбінантної ДНК в бактерійну клітину, де вона вбудовується в генетичний апарат. На основі генної інженерії можна налагодити промислове виробництво вітамінів, амінокислот, ферментів, гормонів тощо. У даний час вже освоєно промислове виробництво білка інсуліну (гормону підшлункової залози для лікування діабету) і інтерферонів — білків, які пригнічують розмноження вірусів.

Генна інженерія дозволяє конструювати і еукаріотичні клітини з новою генетичною програмою. У даний час одержують гібриди соматичних клітин різних видів і навіть тварин і рослин. Створені рослини, здатні засвоювати атмосферний азот, що в майбутньому не тільки збагатить рослинну їжу білками, але зробить непотрібним застосування азотміських добрив і сприятливо позначиться на чистоті навколишнього середовища.

Біотехнологія — один з провідних напрямів сучасної біології. У майбутньому генна інженерія допоможе людству позбутися низки спадкових хвороб.






Personalised Essay Writing Service for You

Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити