= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =
Файл: >>>>>> Скачать ТУТ!
= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =
Справочник химика 21
Области применения биотехнологических методов
Методы биотехнологии в животноводстве
Дегтярев , доктор биологических наук, академик РАСХН, Д. Учебное пособие написано в соответствии с программой курса по биотех - нологии длястудентов биотехнологическогофакультета. В пособии на уровне современных знаний изложены вопросы молекуляр - ных основ наследственности , генетической и клеточной инженерии , включая конструирование рекомбинантных ДНК и векторных систем. В главах , посвя - щенных трансплантации эмбрионов , получению трансгенных животных , кло - нированию и получению химер значительное внимание уделено практиче - скому использованию достижений биотехнологии в селекции сельскохозяй - ственныхживотных. Рассмотрены вопросы биотехнологии кормовых препаратов - получение кормовых белков , незаменимых аминокислот ; ферментных , витаминных пре - паратов и липидов. Особое внимание уделено научным и правовым основам обеспечения биобезопасности в биотехнологии , биоинженерии и использова - нии генетически модифицированных организмов. Каждая глава заканчивается перечнем вопросов для самостоятельного контроля усвоения материала. Генетическая инженерия на уровне хромосом и геномов ………………………………………………… Извлечение и оценка эмбрионов Получение идентичных монозиготных близнецов Межвидовые и межпородные химеры Культивированиеооцитов вне организма животного Получениеэмбрионов изоплодотворенных in vitro ооцитов. Белковые концентраты из бактерий Кормовые белки из водорослей Кормовые белковые концентраты из растений Производство кормовых витаминных препаратов Понятия о безопасности и биобезопасности. Критерии, показатели и методы оценки генетически модифицированныхорганизмовиполучаемыхотнихпродуктов. Термин "биотехнология " впервые использовал Карл Эреки в году для обозначения работ , в которых продукты получают с помощью живых организмов. В биологическом энциклопедическом словаре , издан - ном в г. Европейская федерация биотехнологии определяет современную биотехнологию как использова - ние наук о природе биологии , химии , физики и инженерных наук элек - троники применительно к биосистемам в биоиндустрии. Будучи древней сферой производства , биотехнология сегодня представляет собой ультра - современный этапнаучно - техническогопрогресса. На начальном этапе биотехнология опиралась главным образом на достижения микробиологов и энзимологов , а в последние годы она полу - чила мощный импульс к развитию со стороны наиболее интенсивно раз - вивающихся областей биологии: Рождение нового направления в биологии - генетической инженерии - условно можно отнести к г. Берга впервые была синтезирована рекомбинантная молекула ДНК , что окончательно закрепило за биотехнологией и биоинженерией ядерной биологией важ - нейшее место в современной науке. Работы выдающихся биологов А. В е годы в биологии возникает еще одно важное направление - кле - точная инженерия и связанная с ней клеточная биотехнология. Генетическая и клеточная инженерия определили главнейшее ядро и направление современной биотехнологии , методы которой получили ши -. Современная биотехнология биоинженерия - это наука о генноинженерных и клеточных методах и технологиях создания и использования генетически трансформированных модифицированных растений, животных и микроорганизмов в целях интенсификации производства и получения новых видов продуктов различного назначения. Высшим достижением новейшей биотехнологии является генетиче - ская трансформация , перенос чужеродных донорских генов в клетки - ре - ципиенты растений , животных и микроорганизмов , получение трансген - ных организмов с новыми или усиленными свойствами и признаками. Оно позволяет решать принципиально новые задачи по созданию растений , животных и микроорганизмов с повышенной устой - чивостью к стрессовым факторам среды , высокой продуктивностью и ка - чеством продукции , по оздоровлению экологической обстановки в приро - де и всех отраслях производства. Биотехнология решает не только конкретные задачи науки и произ - водства. У нее есть более глобальная методическая задача - она расширяет и ускоряет с помощью достижений научно - технического прогресса мас - штабы воздействий человека на живую природу и способствует приспо - соблению живых систем к условиям существования человека , выступая в роли новогомощного фактора антропогенной адаптивной эволюции. По своим потенциям биотехнология экологически достаточно чистый и практически неисчерпаемый высокоэкономичный производитель разно - образной продукции и поэтому все больше будет вытеснять несовершен - ные , ограниченные ресурсами и экологически вредные современные хи - мические технологии. Однако , для большего прогресса биотехнология нуждается в успехах фундаментальных наук и в более совершенных ме - тодах оперирования живыми системами. Хромосома представляет собой нуклеопротеидную структуру дезоксинуклеопротеид , в состав которой входит дезоксирибо - нуклеиновая кислота , основные белки — гистоны , негистоновые белки и небольшое количество рибонуклеиновой кислоты. Ведущая роль в на -. Нуклеиновые кислоты были открыты Фридрихом Мимером г. Из ядер клеток человека он выделил вещество , назван - ное им нуклеином от лат. В дальнейшем были изучены строение и молекулярная структура нуклеина и установлено , что он пред - ставлен двумя типами нуклеиновых кислот — ДНК - ой , локализованной преимущественно в ядре и РНК - ой , находящейся в ядре и цитоплазме. Дезоксирибонуклеиновые кислоты — высокомолекулярные соедине-. В состав ДНК входят: Аденина А содержится обычно столько, сколько тимина Т , а количество гуанина Г равно количеству цитозина Ц. Структурная формула молекулы ДНК была установлена в г. Согласно их модели , молекула ДНК состоит из двух цепей , связанных междусобой. Они отличаются сильной спиральной. Цепи двойной спирали удерживаются вме - сте водородными связями между азотистыми основаниями , лежащими друг против друга. Молекула ДНК состоит из цепи молекул дезоксирибозы , соединенных между собой фосфатными остатками. К каждой молекуле сахара присое - динено одно из оснований — аденин , тимин , гуанин и цитозин , иногда ме - тилцитозин. Вторая цепь ДНК состоит из аналогичных соединений , но основания в ней расположены так , что напротив аденина в первой цепи во второй находится тимин , напротив гуанина — цитозин , причем аденин и тимин соединены двойными водородными связями , а гуанин и цитозин — тройными пр. Две комплементарные нити образуют правовинтовую спираль , каждый виток которой имеет длину 3. Азотистые основания ориентиро -. Для хромосом эукариотов характерно линейное строение молекулы ДНК , у прокариот , плазмид , митохондрий и пластид молекулы ДНК бывают замкнуты в кольцо. Число нуклеотидов и их последовательность в молекуле ДНК специ - фичны для каждого вида. Уотсон ввел понятие о видовой специфично - сти ДНК. Молекула ДНК обладает исключительным многообра - зием. Если предположить , что у млекопитающих в ДНК содержится 10 8 нуклеотидов , то число молекул ДНК , различающихся по порядку чередо - вания нуклеотидов , будет 4 в степени 10 8. Таким образом , в молекуле ДНК может быть записан практически любой объем наследственной информа - ции и укаждой особи эта запись уникальна и специфична. В отличие от содержащихся в живом организме других химических соединений молекула ДНК обладает способностью к автосинтезу , т. Происходит это с участием специальных ферментов — дезоксирибонуклеазы, расщепляющей молекулу ДНК, и ДНК — полимеразы, способствующей ее синтезу. Репликация происходит в период синтеза S- период интерфазы мито -. На отдельных участках молекулы ДНК образуются. В этих местах под влиянием первого фермента водородные связи между азотистыми основаниями разрываются, комплементарные нити разъединяются, и каждая из них становится матрицей, на которой происходит синтез дочерних нитей. Такой тип репликации получил название полуконсервативного. Участок молекулы ДНК в том месте , где начали расплетаться компле - ментарные нити , называется вилкой репликаций. Она образуется у прока - риот , плазмид , митохондрий и пластид в одной определенной , генетиче - ски фиксированной точке. У эукариот на каждой комплементарной нити ДНК процесс реплика - ции идет неодинаково , т. Вначале образуются отрезки — реплики новой дочерней нити ДНК , прочное соединение которых осуществляет фермент лигаза. Эти отрезки новой нити ДНК содержат у эукариот нуклеотидов , у прокариот нуклеотидов. Их называют фрагментами Оказаки по имени описавшего их японского ученого. ДНК - полимераза II проверяет комплементарность оснований и вырезает те из них , которые не компле - ментарны , бреши застраиваются правильныминуклеотидами. При этом одна из нитей молекулы ДНК разрывает - ся , и ее конец прикрепляется к клеточной мембране , а на противополож - ном конце , как на матрице , происходит синтез дочерней нити ДНК. Реп - ликация ДНК протекает довольно быстро. У бактерий она составляет око - ло 30 мкм в минуту ; за это время к нити матрице присоединяется около нуклеотидов дочерней нити. У вирусов — около нуклеотидов в минуту. У эукариот репликация протекает медленнее — дочерняя нить уд - линяется на 1,,5 мкм в минуту. Таким образом , ДНК способна самовоспроизводиться реплициро - ваться , самокопироваться и сохранять наследственную информацию , за - кодированную в ней в виде последовательности чередования нуклеотид - ных оснований , во множестве поколений клеток , образующихся в онтоге - незе многоклеточногоорганизма. Рибонуклеиновая кислота по своему строению несколько сходна с ДНК. Она также имеет цепь из сахара рибозы, соединенной фосфатными остатками; к молекулам рибозы присоединены основания — аденин, гуанин, цитозин, но вместо тимина здесь включается другое производное пиримидина — урацил. Молекула РНК одноцепочная, слегка спиралеобразно изогнутая. В клетке содержится РНК в основном трех типов: Все рибонуклеиновые кислоты синтезируются на соответствующих участках молекулы ДНК. Они имеют значительно меньшие размеры , чем ДНК. В живом организме в синтезе РНК участвует лишь одна цепь ДНК. FAQ Обратная связь Вопросы и предложения. Silen Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия им. УДК ББК Конструирование и технология рекомбинантных ДНК Создание разных типов трансгенных животных Получениеэмбрионов изоплодотворенных in vitro ооцитов 98 Контрольные вопросы Критерии, показатели и методы оценки генетически модифицированныхорганизмовиполучаемыхотнихпродуктов набезопасность Генетическая и клеточная инженерия определили главнейшее ядро и направление современной биотехнологии , методы которой получили ши - 6. По своим целям и возможностям в перспективе это направление является стратегическим. Нуклеиновые кислоты — материальные носители наследст- венной информации. Дезоксирибонуклеиновые кислоты — высокомолекулярные соедине- ния; их молекулярный вес колеблется от 5 млн. Они отличаются сильной спиральной извитостью и могут складываться в плотные столбики или растягиваться в длинные слегка извитые нити. Репликацией называют процесс самокопирования молекулы ДНК с точным соблюдением порядка чередования нуклеотидов, присущего исходным комплементарным нитям. Репликация происходит в период синтеза S- период интерфазы мито - тического цикла. На отдельных участках молекулы ДНК образуются так называемые вилки репликации. Соседние файлы в предмете Биотехнология Нуклеиновые кислоты - материальные носители наслед-. Пересадка ядер соматических клеток в энуклеированную. О генетическом риске и биобезопасности в биоинжене-. Государственный контроль и госрегулирование в облас-. Пути преодоления отставания биотехнологии, биоинже-. Мировой опыт биоконверсии органических отходов в био-.
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны. Удивительными открытиями в науке и грандиозным научно-техническим прогрессом ознаменовался XX век, однако научно-технический прогресс в настоящем виде имеет негативные стороны: Ясно, что такой путь ведёт в тупик. Нужно принципиальное изменение вектора развития. Биотехнология может внести решающий вклад в решение глобальных проблем человечества. Биотехнология - это использование живых организмов или их составных частей в практических целях. Когда говорят о современной биотехнологии, то подобное определение дополняют словами: Далее мы остановимся на одном из видов биотехнологии, а именно на генной инженерии, которая открывает совершенно новые пути в медицине химии, в производстве Энергии, новых материалов, в охране окружающей среды. Генная инженерия - это технология манипуляций с веществом наследственности - ДНК. Сегодня учёные могут в пробирке разрезать молекулу ДНК в желательном месте, изолировать и очищать отдельные её фрагменты, синтезировать их из двух дезоксирибонуклеотидов, могут сшивать такие фрагменты. Результатом таких манипуляций являются "гибридные", или рекомбинантные молекулы ДНК, которых до этого не было в природе. Годом рождения генной инженерии считается год, когда в лаборатории Пола Берга в США была получена в пробирке первая рекомбинантная реплицироваться, то есть размножаться, в бактерии кишечной палочки E. Само появление генной инженерии стало возможным благодаря фундаментальным открытиям в молекулярной биологии. В е годы ученые расшифровали генетический код, то есть установили, что каждая аминокислота в белке кодируется триплетом нуклеотидов в ДНК. Особенно важно, что генетический код универсален для всего живого мира. Это означает, что весь мир "разговаривает" на одном языке. Если передать в какую- либо клетку "чужеродную" ДНК, то информация, в ней закодированная, будет правильно воспринята клеткой реципиентом. Далее было установлено, что существуют специальные последовательности ДНК, определяющие начало и окончание транскрипции, трансляции , репликации. Практически все эти системы, в первом приближении, безразличны к последовательностям ДНК, расположенным между данными сигналами. Надо сказать, что сами сигналы различаются в разных организмах. Из всего сказанного следует, что если взять некий структурный ген например человека и in vitro снабдить его сигналами, характерными для гена бактериальной клетки, то такая структура, помещённая в бактериальную клетку, будет способна к синтезу человеческого белка. Принципиальная особенность генной - способность создавать структуры ДНК, которые никогда не образуются в живой природе. Генная инженерия преодолела барьер, существующий в живом мире, где генетический обмен осуществляется только в пределах одного вида или близкородственных видов организмов. Она позволяет переносить гены из одного живого организма в любой другой. Эта новая техника открыла безграничные перспективы создания микроорганизмов, растений и животных с новыми полезными свойствами. Конечно, нарушение барьеров живой природы может таить потенциальную опасность. Вот почему во всех развитых странах мира правила работы, законы, регулирующие генно-инженерную деятельность. Закон о "генно-инженерной деятельности" принят и парламентом РФ в июле г. Невозможно рассказать о всех аспектах применения техники генной инженерии в биотехнологии или научных исследованиях. Приведём лишь несколько примеров, иллюстрирующих возможности этого метода. Одно из наиболее важных направлений генной инженерии - производство лекарств нового поколения, представляющих собой биологически активные белки человека. Следует напомнить, что в большинстве случаев белки человека как и других животных видоспецифичны, то есть для лечения человека можно использовать только белки человека. Вследствие этого возникает проблема получения человеческих белков в нужных количествах. В связи со сказанным интересна история получения интерферонов. Исследование наблюдаемого явления привело к выводу, клетки животных и человека в ответ на вирусную инфекцию выделяют какое-то вещество, которое делает окружающие здоровые клетки устойчивыми к вирусной инфекции. Это вещество или вещества получило название интерферона. В течение последующих 20 лет велись интенсивные исследования. Было установлено, что интерфероны - группы белков, относящиеся к 3 классам - alpha, betta и gamma. Лейкоциты крови выделяют интерферон типа alpha , фибробласты типа betta и T- лейкоциты типа gamma. Интерфероны выделили, очистили и показали их эффект как противовирусных лекарств. Кроме того, эти белки оказались эффективными при лечении рассеянного склероза и некоторых видов рака. Единственным препятствием к использованию интерферонов была их малая доступность. Они синтезировались в очень малых количествах: К сожалению, эти источники не позволяли получать интерфероны в количестве, нужных медицине. В - гг. Такие бактерии стали способны синтезировать человеческий интерферон. Очень важно, что они быстро растут, используют дешёвую питательную среду и синтезируют большое количество белка. Из 1 л бактериальной культуры можно выделить столько человеческого интерферона alpha, сколько из 10 тыс. Полученный белок абсолютно идентичен интерферону, синтезируемому в организме человека. Конечно, пришлось решать сложную задачу очистки интерферона, полученного способом генной инженерии, до гомогенного состояния. Ещё 4 - 6 лет заняли доклинические и клинические испытания. Наконец в гг. За эту работу группа ученых удостоена Ленинской премии. Сегодня это почти единственный препарат, который эффективен против вирусных гепатитов как в острой, так и в хронических формах, против герпеса, простудных заболеваний. Интерферон применяется и в терапии некоторых видов рака. За рубежом с г. Биотехнология - междисциплинарная область научно-технического прогресса, возникшая на стыке биологических, химических и технических наук. Биотехнологический процесс включает ряд этапов: Многоэтапность процесса обусловливает необходимость привлечения к его осуществлению самых различных специалистов: В Комплексной программе научно-технического прогресса стран - членов СЭВ в качестве первоочередных задач биотехнологии определены создание и широкое народнохозяйственное освоение:. На пути решения поставленных задач биотехнологию подстерегают немалые трудности, связанные с исключительной сложностью организации живого. Любой биообъект -это целостная система, в которой нельзя изменить ни один из элементов, не меняя остальных, нельзя произвольно перекомбинировать их, придавая организму то или иное желаемое свойство, например бактерии - способность к сверхсинтезу требуемой аминокислоты, сельскохозяйственному растению - устойчивость к фитопатогенным грибкам. Любое воздействие на объект вызывает не только желаемые, но и побочные эффекты; перестройка генома сказывается сразу на многих признаках организма. У человека существуют гены, отвечающие за злокачественное перерождение клеток. Высказывалось немало идей о необходимости превентивных генетических операций, пока не было установлено, что эти гены необходимы и для нормального роста. Помимо этого, экосистема также представляет собой целостную систему, и изменения каждого из ее компонентов сказываются на остальных компонентах. Не исключено, что плазмида, с помощью которой трансплантирован желаемый ген культурному растению, будет далее передаваться сорнякам. Не будет ли в результате генных манипуляций превращаться в сорняк само культурное растение? Успехи, достигнутые в области генетической и клеточной инженерии на простейших биологических системах, прокариотных организмах, вселяют уверенность в преодолимость рассмотренных трудностей. Что касается более сложных систем, а именно эукариотных организмов, то здесь делаются лишь первые шаги, идет накопление фундаментальных знаний. Культурные растения страдают от сорняков, грызунов, насекомых-вредителей, фитопатогенных грибов, бактерий, вирусов, неблагоприятных погодных и климатических условий. Перечисленные факторы наряду с почвенной эрозией и градом значительно снижают урожайность сельскохозяйственных растений. Известно, какие разрушительные последствия в картофелеводстве вызывает колорадский жук, а также гриб Phytophtora - возбудитель ранней гнили фитофтороза картофеля. В последние годы большое внимание уделяют вирусным заболеваниям растений. Наряду с болезнями, оставляющими видимые следы на культурных растениях мозаичная болезнь табака и хлопчатника, зимняя болезнь томатов , вирусы вызывают скрытые инфекционные процессы, значительно снижающие урожайность сельскохозяйственных культур и ведущие к их вырождению. Биотехнологические пути защиты растений от рассмотренных вредоносных агентов включают:. Наряду с защитой растений ставится задача повышения продуктивности сельскохозяйственных культур, их пищевой кормовой ценности, задача создания сортов растений, растущих на засоленных почвах, в засушливых и заболоченных районах. Разработки нацелены на повышение энергетической эффективности различных процессов в растительных тканях, начиная от поглощения кванта света и кончая ассимиляцией СО 2 и водно-солевым обменом. Выведение новых сортов растений. Традиционные подходы к выведению новых сортов растений - это селекция на основе гибридизации, спонтанных и индуцированных мутаций. Методы селекции не столь отдаленного будущего включают генетическую и клеточную инженерию. Для повышения продуктивности животных нужен полноценный корм. Микробиологическая промышленность выпускает кормовой белок на базе различных микроорганизмов - бактерий, грибов, дрожжей, водорослей. Богатая белками биомасса одноклеточных организмов с высокой эффективностью усваивается сельскохозяйственными животными. Так, 1 т кормовых дрожжей позволяет получить 0,4- 0,6 т свинины, до 1,5 т мяса птиц, тыс. Белок одноклеточных богат лизином, незаменимой аминокислотой, определяющей его кормовую ценность. Добавка биомассы одноклеточных к недостаточным по лизину растительным кормам позволяет приблизить их аминокислотный состав к оптимальному. Недостатком биомассы одноклеточных является нехватка серосодержащих аминокислот, в первую очередь метионина. У одноклеточных его приблизительно вдвое меньше, чем в рыбной муке. Этот недостаток присущ и таким традиционным белковым кормам, как соевая мука. Питательная ценность биомассы одноклеточных может быть значительно повышена добавкой синтетического метионина. Производство кормового белка на основе одноклеточных - процесс, не требующий посевных площадей, не зависящий от климатических и погодных условий. Он может быть осуществлен в непрерывном и автоматизированном режиме. В нашей стране производится биомасса одноклеточных, в особенности на базе углеводородного сырья. Достигнутые успехи не должны заслонять проблемы, возникающей при использовании углеводородов как субстратов для крупномасштабного производства белка, - ограниченность их ресурсов. Важнейшими альтернативными субстратами служит метанол, этанол, углеводы растительного происхождения, в перспективе водород. Очищенный этанол на мировом рынке стоит почти вдвое дороже метанола, но этанол отличается очень высокой эффективностью биоконверсии. Из 1 кг этанола можно получить до г дрожжевой массы, а из 1 кг метанола-до г. Большое значение для животноводства имеет обогащение растительных кормов микробным белком. Для этого широко применяют твердофазные процессы. Перспективными источниками белка представляются фото-трофные микроорганизмы, в особенности цианобактерии рода Spirulina и зеленые одноклеточные водоросли из родов Chlorella иScenedesmus. Наряду с обычными аппаратами для их выращивания используют искусственные водоемы. Добавление к растительным кормам биомассы Scenedesmus позволяет резко повысить эффективность усвоения белков животными. Таким образом, существуют разнообразные источники сырья для получения биомассы одноклеточных. Некоторые субстраты этанол дают столь высококачественный белок, что он может быть рекомендован в пищу. Цианобактерии рода Spirulina издавна используют в пищу ацтеки в Центральной Америке и племена, обитающие на озере Чад в Африке. Технологическая биоэнергетика - одно из направлений биотехнологии, связанное с эффективным использованием энергии, запасаемой при фотосинтезе. На уровне теоретических разработок находится идея непосредственного преобразования энергии Солнца в электрическую биофотоэлектрические преобразователи энергии. Рассмотрим вначале путь, пролегающий через использование биомассы, в первую очередь, растительной, ресурсы которой в мире огромны и оцениваются в млрд. Биомасса - не только возобновляемый и почти даровой источник энергии, но и альтернатива тающим запасам полезных ископаемых. Нет такого экспериментального подхода или исследовательского направления в биотехнологии, которые бы не получили применения в медицине. Вот почему столь многообразны связи между биотехнологией и самой гуманной из всех наук. Здесь я остановлюсь лишь на основных моментах. Антибиотики - это специфические продукты жизнедеятельности, обладающие высокой физиологической активностью по отношению к определенным группам микроорганизмов и к злокачественным опухолям, избирательно задерживающих их рост или полностью подавляющих развитие. Далеко не все из этих соединений, число которых приближается к , допущены для применения в медицине. К важнейшим антибиотикам терапевтического назначения принадлежат следующие их классы. Приведенные классы антибиотиков не исчерпывают их многообразия, список их пополняется с каждым годом. Причины неослабевающего внимания к поиску новых антибиотиков связаны с токсичностью существующих антибиотиков, аллергическими реакциями, вызываемыми ими, нарастанием устойчивости патогенных микроорганизмов к применяемым препаратам и, помимо этого, с необходимостью изыскания средств борьбы с возбудителями, против которых недостаточно эффективны известные ныне антибиотики. Основные пути поиска включают:. Так, с начала х годов исследуют миксобактерии, продуцирующие большое количество антимикробных агентов. Противомикробные макролиды токсичны для человека. Например, гептаен амфо-терицин В, используемый по жизненным показаниям при тяжелых микозах, вызывает необратимые поражения почек. Получены метиловые эфиры амфотерицина, менее токсичные и сохраняющие противогрибковую активность. При модификации пенициллинов и цефалоспоринов используют иммобилизованные ферменты. Биотехнология предоставляет медицине новые пути получения ценных гормональных препаратов. Особенно большие сдвиги произошли в последние годы в направлении синтеза пептидных гормонов. Раньше гормоны получали из органов и тканей животных и человека крови доноров, удаленных при операциях органов, трупного материала. Требовалось много материала для получения небольшого количества продукта. Так, человеческий гормон роста соматотропин получали из гипофиза человека, каждый гипофиз содержит его не более 4 мг. В то же время для лечения одного ребенка, страдающего карликовостью, требуется около 7 мг соматотропина в неделю; курс лечения должен продолжаться несколько лет. С применением генноинженерного штамма Е. Открываются перспективы борьбы не только с карликовостью, но и с низкорослостью - более слабой степенью дефицита соматотропина. Инсулин, пептидный гормон островков Лангерганса поджелудочной железы, представляет основное средство лечения при сахарном диабете. Эта болезнь вызвана дефицитом инсулина и проявляется повышением уровня глюкозы в крови. До недавнего времени инсулин получали из поджелудочной железы быка и свиньи. Препарат отличался от человеческого инсулина аминокислотными заменами, так что возникала угроза аллергических реакций, особенно у детей. Широкомасштабное терапевтическое применение инсулина сдерживалось его высокой стоимостью и ограниченностью ресурсов. Путем химической модификации инсулин из животных удалось сделать неотличимым от человеческого, но это означало дополнительное удорожание продукта. Компания EliLillyс г. Стоимость продукта значительно снизилась, получаемый инсулин идентичен человеческому. К лечению диабета приложена также технология инкапсулирования: Компания IntegratedGenetics приступила к выпуску фолликулостимулирующего и лютенизирующего гормонов. Эти пептиды составлены из двух субъединиц. На повестке дня вопрос о промышленном синтезе олигопептидных гормонов нервной системы - энкефалинов, построенных из 5 аминокислотных остатков, и эндорфинов, аналогов морфина. При рациональном применении эти пептиды снимают болевые ощущения, создают хорошее настроение, повышают работоспособность, концентрируют внимание, улучшают память, приводят в порядок режим сна и бодрствования. Примером успешного применения методов генетической инженерии может служить синтез рэндорфина по технологии гибридных белков, описанной выше для другого пептидного гормона, соматостатина. Значителен вклад биотехнологии и в промышленное производство непептидных гормонов, в первую очередь стероидов. Методы микробиологической трансформации позволили резко сократить число этапов химического синтеза кортизона, гормона надпочечников, применяемого для лечения ревматоидного артрита. При производстве стероидных гормонов широко используют иммобилизованные микробные клетки, например Arthrobacter globiformis, для синтеза преднизолона из гидрокортизона. Имеются разработки по получению гормона щитовидной железы тироксина из микроводорослей. В будущем кулинар сможет добавить в изделие аромат земляники или винограда, масло чеснока или мятыпродукты, образуемые в биореакторах с растительными клетками. Все большее значение приобретают низкокалорийные, не опасные для больных диабетом заменители сахарозы, в первую очередь фруктоза - продукт превращения глюкозы при участии иммобилизованной глюкоизомеразы. В некоторых продуктах применяют глицин, дающий в комбинации с аспарагиновой кислотой различные оттенки сладкого и кислого. Планируют пищевое применение очень сладкого дипептида аснартама и особенно звенных пептидов тауматина и монеллина, которые слаще сахарозы в 10 тыс. В виде мультимера аспартам получен с помощью генноинженерных мутантов Е. Немаловажную роль играют ныне в пищевой промышленности ферменты. С их помощью осветляют фруктовые соки, производят безлактозное диетическое молоко, размягчают мясо. Большие возможности в плане повышения питательной ценности представляет добавление в продукты питания витаминов и аминокислот. Ряд аминокислот производят с применением микробов-сверхпродуцентов, полученных с применением методов генетической инженерии. Так, генноинженерный штамм E. Важный аспект биотехнологии - улучшение штаммов промышленных микроорганизмов. Биомасса одноклеточных в перспективе может употребляться как пищевая добавка. Основные принципы получения белка в пищу те же, что и для производства кормового белка, однако крут допустимых субстратов более ограничен, требования к компонентному составу биомассы более жесткие. Необходимы детальные токсикологические и медико-биологические исследования с последующим клиническим испытанием пищевых препаратов биомассы. Эксперт по проблемам питания, попробовав образец бактериальной биомассы, заметил: Остается выразить надежду на то, что в эпоху, когда белок одноклеточных войдет в употребление, биотехнология сможет в полной мере использовать созданный ею же потенциал растительных и микробных клеток как продуцентов вкусовых, ароматизирующих и структурирующих пищу добавок. Перспективным представляется культивирование грибов , цианобактерий , зеленых водорослей , имеющих консистенцию и другие органолептические свойства, более привычные для человека. Волокнистую массу на базе картофельного или пшеничного крахмала как источник пищи для человека производит ныне компания RankHovisMe. Нет сомнения, потенциал биотехнологии в наши дни велик. Потенциальную угрозу, заключающуюся в развитии биотехнологии, нельзя ни преувеличивать, ни преуменьшать, она в значительной мере определяется не чисто научно-техническими, а этическими и социально-политическими факторами. В разных общественно-политических системах научно-техническая революция оборачивается разными ее гранями и последствиями. Значительные контрасты характерны для биотехнологии и в отношении необходимых для ее развития финансовых средств, сырьевых материалов и кадров. Есть биотехнологические разработки, требующие весьма внушительных капиталовложений, концентрации усилий крупных коллективов научных работников, инженерно-технических и управленческих кадров, дорогостоящего сырья и оборудования многие генно-инженерные разработки, биотехнологические процессы с применением автоматизированных систем управления. Все направления современной биотехнологии должны служить всему человечеству, а не только тем, кто способен финансировать развитие той или иной отрасли. Генно-инженерная вакцина против малярии необходима для стран Африки, где от малярии погибает более миллиона детей в год. Настоятельной необходимостью является международная координация усилий биотехнологов, всех заинтересованных стран. Биотехнология - междисциплинарная область научно-технического прогресса. Она весьма гетерогенна по своему теоретическому базису, потому что призвана исследовать не какой-либо класс объектов, а решать определенный круг комплексных проблем. Одной из них является, например, поиск дешевого заменителя тростникового свекловичного сахара, и армия биотехнологов берется за дело, сочетая в своей деятельности элементы различных наук: Можно добавить еще, что для повышения эффективности биосинтеза глюкоизомеразы могут быть использованы методы генетической и клеточной инженерии. Круг вопросов, к решению которых привлекают биотехнологические разработки, весьма широк. Однако большинство из них прямо или косвенно связано с глобальными проблемами, стоящими перед современной цивилизацией: И биология, и биотехнология имеют дело с живыми объектами, но как различны их подходы к живому. Холдейн еще в г. В современной биотехнологии живое рассматривается как средство производства в ряду всех прочих средств; например, при биологической трансформации органических соединений микроорганизмам отводят роль химических реагентов. Биообъект, таким образом, понижают в ранге, переводя из категории самостоятельной целостной живой системы в категорию реагентов, датчиков, реле, компьютерных деталей, прочих орудий модернизированного производства. Эта тенденция современной биотехнологии, мо моему мнению, имеет не только философское, но и практическое значение. Она порождает чересчур грубый, чисто эмпирический подход к такому сложному объекту, как живое, что ведет к его низкоэффективному функционированию в условиях биотехнологического процесса. Существует и другая тенденция в биотехнологии. Речь нередко идет о повышении ранга биообъекта в биотехнологии. Описанные особенности подхода биотехнологии к объекту выделяют ее среди традиционных естественно-научных дисциплин. Биотехнология - типичное порождение нашего бурного, динамичного XXIв. Она открывает новые горизонты перед человеческим разумом. Проблемы биотехнологии чрезвычайно многообразны, начиная от чисто технических например, снижение каталитической активности ферментов при их иммобилизации и кончая тонкими интеллектуальными проблемами, связанными с обеднением фундаментальной науки в связи с доминированием чисто проблемно-прикладных разработок. Основные разделы биотехнологии и их характеристика. Клетка как объект биотехнологических исследований. Механизмы синтеза и распада веществ в живой клетке. Биополимеры и их производные. Классификация направлений пищевой биотехнологии по целевым продуктам. Общие понятия, основные вехи и задачи биотехнологии. Рассмотрение применения методов генной инженерии в животноводстве, их практическое значение и перспективы. Клонирование животных с помощью переноса ядер из дифференцированных тотипотентных клеток. Размножение организмов с интересующими человека свойствами с помощью метода культуры клеток. Особенности применения методов генной инженерии. Технические трудности применения методов. Особенности биотехнологии на службе пищевой промышленности. Жиры и углеводы как источники энергии, и проблема питания при их дефиците. Лизин, метионин - питательные добавки. Типы окислительных процессов бактерий. Биотехнологические процессы в пивоварении. Рассмотрены основные области применения протеаз - ферментов, расщепляющих белки. Применение в бытовой химии. Применение протеаз в легкой промышленности. Применение протеиназ в кожевенном производстве. Изучение биотехнологии - науки об использовании живых организмов, биологических процессов и систем в производстве, включая превращение различных видов сырья в продукты. Клонирование и биотехнология в животноводстве, перспективы генетической инженерии. Биотехнология и её роль в практической деятельности человека, перспективы развития. Новые открытия в области медицины. Естествознание как основа научно-технического прогресса, направления и сферы использования его современных достижений. Принципы биотехнологии, генной инженерии. Использование информационных и навигационных технологий, математического моделирования. Промышленное использование биологических процессов на основе микроорганизмов, культуры клеток, тканей и их частей. История возникновения и этапы становления биотехнологии. Основные направления, задачи и методы: Создания и совершенствования сортов культурных растений и пород домашних животных, применение этих методов в растениеводстве селекция растений и животноводстве селекция животных. Сорта растений и породы животных с нужными биологическими свойствами. Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Главная Библиотека "Revolution" Биология и естествознание Области применения биотехнологических методов. Рассмотрение истории возникновения и становления биотехнологии как междисциплинарной области научно-технического прогресса. Анализ особенностей применения биотехнологических методов в растениеводстве, животноводстве, медицине и пищевой промышленности. История развития биотехнологии 2. История развития биотехнологий Годом рождения генной инженерии считается год, когда в лаборатории Пола Берга в США была получена в пробирке первая рекомбинантная реплицироваться, то есть размножаться, в бактерии кишечной палочки E. Сущность биотехнологий Биотехнология - междисциплинарная область научно-технического прогресса, возникшая на стыке биологических, химических и технических наук. В Комплексной программе научно-технического прогресса стран - членов СЭВ в качестве первоочередных задач биотехнологии определены создание и широкое народнохозяйственное освоение: Биотехнологические пути защиты растений от рассмотренных вредоносных агентов включают: Это может быть достигнуто путем: Основные пути поиска включают: Заключение Нет сомнения, потенциал биотехнологии в наши дни велик. Настоятельной необходимостью является международная координация усилий биотехнологов, всех заинтересованных стран Биотехнология - междисциплинарная область научно-технического прогресса. Список используемых источников 1. Объекты биотехнологии в пищевой промышленности. Биотехнологии и пищевая промышленность. Основы биотехнологии и ее научно-производственная база. Открытия в области биологии в эпоху НТР. Современное естествознание и высокие технологии. Основные направления и методы биотехнологии. Другие документы, подобные "Области применения биотехнологических методов".
Икона нерушимая значениевчем помогает
Опель астра хэтчбек 2012 технические характеристики
Где сделать греческую визу
Схема панамки вязание
Расписание электричек самара ржд