Биотехнология в пищевой промышленности

Знаете ли вы, что такое биотехнология? Наверняка вы кое-что о ней слышали. Это важный раздел современной биологии. Она стала, как и физика, одним из основных приоритетов в мировой экономике и науке в конце 20 века. Еще полвека назад никто не знал, что такое биотехнология. Однако основы ее заложил ученый, живший еще в 19 веке. Биотехнология получила мощный толчок к развитию благодаря работам исследователя из Франции Луи Пастера (годы жизни — 1822-1895). Он является основоположником современной иммунологии и микробиологии.

В 20 веке бурно развивалась генетика и молекулярная биология с использованием достижений физики и химии. В это время важнейшим направлением была разработка методов, с помощью которых можно было бы культивировать клетки животных и растений.

Содержание

  1. Всплеск исследований
  2. Примечание
  3. Работа, осуществленная в нашей стране
  4. Биотехнология сегодня
  5. Моральный аспект
  6. Промышленная биотехнология
  7. Литература
  8. Клеточная инженерия
  9. Гибридомы и их значение
  10. Клонирование
  11. Генная инженерия
  12. Конкурс «био/мол/текст»-2018

Всплеск исследований

В 1980 годах произошел всплеск исследований в области биотехнологии. К этому времени были созданы новые методические и методологические подходы, которые обеспечили переход к применению биотехнологий в науке и практике. Появилась возможность извлечь из этого большой экономический эффект. Согласно прогнозам, биотехнологические товары должны были составить уже в начале нового века четверть мировой продукции.

Примечание

  1. Medicine Definition
  2. Bronzino, Joseph D. (April 2006). The Biomedical Engineering Handbook, Third Edition. CRC Press. ISBN 978-0-8493-2124-5. https://crcpress.com/product/isbn/9780849321245 Архивная копия от 24 февраля 2020 на Wayback Machine
  3. «Bacteriology at The Free Online Dictionary». https://www.thefreedictionary.com/bacteriologist. Retrieved on 2007-03-11.
  4. «Virology at The Free Online Dictionary». https://www.thefreedictionary.com/virology. Retrieved on 2007-03-11.
  5. Oxford Dictionary of Biochemistry and Molecular Biology.Oxford:Oxford Scienxe Publications,1997. ISBN 0-19-854768-4.740 pp.
  6. Nanomedicine, Volume I: Basic Capabilities Архивная копия от 14 августа 2020 на Wayback Machine, by Robert A. Freitas Jr. 1999, ISBN 1-57059-645-X
  7. LaVan D. A., McGuire T., Langer R.
    Small-scale systems for in vivo drug delivery (англ.) // Nature Biotechnology : journal. — Nature Publishing Group, 2003. — Vol. 21, no. 10. — P. 1184—1191. — doi:10.1038/nbt876.
  8. Е. Кунин
    Суп из гвоздя. Ведущий эволюционист рассказал о Мультивселенной и антропном принципе. // Lenta.ru, 1 декабря 2012
  9. Ivan Y. Torshin
    Bioinformatics in the Post-Genomic Era: The Role of Biophysics Архивная копия от 27 декабря 2006 на Wayback Machine, Novapublishers, 2006, ISBN 1-60021-048-1
  10. Mount DM.
    Bioinformatics: Sequence and Genome Analysis (англ.). — 2nd. — Cold Spring Harbor Laboratory Press: Cold Spring Harbor, NY., 2004. — ISBN 0-87969-608-7.
  11. Los Colores de la Biotecnología (неопр.)
    . Biotecnología Sí. Дата обращения 29 октября 2020.
  12. Филатов О. Ю., Малышев И. Ю. Клеточные биотехнологии в эндокринологии (учебное пособие для студентов лечебного факультета и слушателей факультета последипломного образования). — М., 2010.
  13. Tof, Ilanit (1994). «Recombinant DNA technology in the synthesis of human insulin». Little Tree Publishing.
  14. Генная кулинария: мутанты вкуснее всего! (Проверено 19 декабря 2011)

Работа, осуществленная в нашей стране

Активное развитие биотехнологии происходило в это время и в нашей стране. В России также было достигнуто значительно расширение работ в этой области и внедрение в производство их результатов в 1980 годы. В нашей стране в этот период была разработана и осуществлялась первая программа по биотехнологии общенационального масштаба. Были созданы специальные межведомственные центры, подготовлены специалисты-биотехнологи, основаны кафедры и сформированы лаборатории в вузах и научно-исследовательских учреждениях.

Читайте также:  Фонетический разбор слова «кузнец-штамповщик»

Биотехнология сегодня

Сегодня мы настолько привыкли к этому слову, что мало кто задает себе вопрос: «Что такое биотехнология?» А между тем познакомиться с ней подробнее было бы совсем не лишним. Современные процессы в этой области основаны на методах использования рекомбинантных ДНК и иммобилизованных ферментов, клеточных органелл или клеток. Современная биотехнология является наукой о клеточных и генноинженерных технологиях и методах создания и применения трансформированных генетически биологических объектов с целью интенсификации производства либо создания новых видов продуктов. Выделяются три основные направления, о которых мы сейчас расскажем.

Моральный аспект

Многие современные религиозные деятели и некоторые учёные предостерегают научное сообщество от излишнего увлечения такими биотехнологиями (в частности, биомедицинскими технологиями) как генная инженерия, клонирование, и различные методы искусственного размножения (такие, как ЭКО).

Человек перед лицом новейших биомедицинских технологий, статья старшего научного сотрудника РИСИ В. Н. Филяновой:

Проблема биотехнологий — лишь часть проблемы научных технологий, которая коренится в ориентации европейского человека на преобразование мира, покорение природы, начавшееся в эпоху Нового времени. Биотехнологии, стремительно развивающиеся в последние десятилетия, на первый взгляд приближают человека к реализации давней мечты о преодолении болезней, устранению физических проблем, достижению земного бессмертия посредством человеческого опыта. Но с другой стороны они порождают совершенно новые и неожиданные проблемы, которые не сводятся только к последствиям долговременного употребления генетически изменённых продуктов, ухудшению человеческого генофонда в связи с появлением на свет массы людей, рождённых лишь благодаря вмешательству врачей и новейших технологий. В перспективе встаёт проблема трансформации социальных структур, воскресает призрак «медицинского фашизма» и евгеники, осуждённых на Нюрнбергском процессе.

Промышленная биотехнология

В этом направлении можно выделить как разновидность красную биотехнологию (медицину). Она считается самой важной сферой применения биотехнологий. Все большую роль они играют при разработке медикаментов (в частности, для лечения рака). Большое значение биотехнологии имеют также в диагностике. Они применяются, например, при создании биосенсоров, чипов ДНК. В Австрии красная биотехнология сегодня пользуется заслуженным признанием. Она даже считается двигателем развития остальных отраслей.

Переходим к следующей разновидности промышленной биотехнологии. Это биотехнология зеленая. Она используется, когда осуществляется селекция. Биотехнология эта предоставляет сегодня особые методы, с помощью которых разрабатываются средства противодействия против гербицидов, вирусов, грибков, насекомых. Все это также очень важно, согласитесь.

Для области зеленой биотехнологии особое значение имеет генная инженерия. С помощью нее создаются предпосылки для переноса генов одного вида растений на другие, и таким образом ученые могут влиять на развитие устойчивых характеристик и свойств.

Серая биотехнология используется для охраны окружающей среды. Ее методы применяются для очистки канализационных стоков, санации почв, очистки газов и отработанного воздуха, для переработки отходов.

Но и это еще не все. Существует и белая биотехнология, которая охватывает сферу использования в химической промышленности. Биотехнологические методы в данном случае применяются для безопасного с экологической точки зрения и эффективного производства ферментов, антибиотиков, аминокислот, витаминов, а также алкоголя.

И наконец, последняя разновидность. Синяя биотехнология основана на техническом применении различных организмов, а также процессов морской биологии. В этом случае в центре исследований — биологические организмы, населяющие Мировой океан.

Переходим к следующему направлению — клеточной инженерии.

Литература

  1. Уотсон Д. Двойная спираль. Воспоминания об открытии структуры ДНК. М.: «Мир», 1969. — 152 с.;
  2. Бич Г. Биотехнология. Принципы и применения. М.: «Мир», 1988. — 480 с.;
  3. Докинз Р. Эгоистичный ген. М.: Corpus, 2013. — 512 с.;
  4. Клещенко Е. (2012). ГМО: городские мифы. «Химия и жизнь». 7;
  5. Белоконева О. (2001). Технология XXI века в России. Быть или не быть? «Наука и жизнь». 1;
  6. 12 методов в картинках: генная инженерия. Часть I, историческая;
  7. 12 методов в картинках: генная инженерия. Часть II: инструменты и техники;
  8. Готовим ГМ-рис вместе;
  9. Трансгенные растения — спасители планеты или бомбы замедленного действия?;
  10. Молекулярное клонирование, или как засунуть в клетку чужеродный генетический материал;
  11. Про ГМО;
  12. Еще раз про ГМО;
  13. Игры в демиургов;
  14. Краткая история открытия и применения антител;
  15. Антибиотики и антибиотикорезистентность: от древности до наших дней.

Клеточная инженерия

Она занимается получением гибридов, клонированием, изучением клеточных механизмов, «гибридными» клетками, составлением генетических карт. Начало ее относят к 1960 годам, когда появился метод гибридизации клеток соматических. Уже были усовершенствованы к этому времени способы культивирования, возникли и способы выращивания тканей. Соматическую гибридизацию, при которой гибриды создаются без участия полового процесса, сегодня проводят, культивируя различные клетки линий одного вида или используя клетки разных видов.

Читайте также:  Матадор

Гибридомы и их значение

Гибридомы, то есть гибриды между лимфоцитами (обычными клетками иммунной системы) и опухолевыми, обладают свойствами клеточных линий родителей. Они способны, подобно раковым, делиться неограниченно долго на питательных искусственных средах (то есть являются «бессмертными»), а также могут, подобно лимфоцитам, вырабатывать однородные (моноклональные) антитела, обладающие определенной специфичностью. Эти антитела используются в диагностических и лечебных целях, как чувствительные реагенты на органические вещества и др.

Еще одним направлением клеточной инженерии являются манипуляции с клетками, не имеющими ядер, со свободными ядрами, а также с иными фрагментами. Эти манипуляции сводятся к комбинированию частей клетки. Подобные эксперименты вместе с микроинъекциями красителей или хромосом в клетку проводят, чтобы выяснить, как цитоплазма и ядро влияют друг на друга, какие факторы регулируют активность тех или иных генов и проч.

С помощью соединения на ранних стадиях развития клеток различных зародышей выращивают так называемых мозаичных животных. Иначе их именуют химерами. Они состоят из 2-х видов клеток, различающихся генотипами. Путем данных экспериментов выясняют, как в ходе развития организма происходит дифференцировка тканей и клеток.

Клонирование

Современные биотехнологии немыслимы без клонирования. Опыты, связанные с пересадкой ядер различных соматических клеток в энуклеированные (то есть лишенные ядра) яйцеклетки животных с дальнейшим выращиванием во взрослый организм получившегося зародыша ведутся уже не одно десятилетие. Однако они получили очень широкую известность с конца 20 века. Сегодня мы называем такие опыты клонированием животных.

Мало кому не знакома сегодня овечка Долли. В 1996 году около Эдинбурга (Шотландия) в Рослинском институте было осуществлено первое клонирование млекопитающего, которое осуществилось из клетки взрослого организма. Именно овечка Долли стала первым таким клоном.

Генная инженерия

Появившись в начале 1970 годов, генная инженерия сегодня добилась значительных успехов. Ее методы преобразуют клетки млекопитающих, дрожжей, бактерий в настоящие «фабрики» для производства любого белка. Такое достижение науки предоставляет возможность детально изучить функции и структуру белков для того, чтобы использовать их как лекарственные средства.

Основы биотехнологии сегодня широко применяются. Кишечная палочка, например, стала в наше время поставщиком важных гормонов соматотропина и инсулина. Прикладная генная инженерия ставит перед собой цель конструирования рекомбинантных молекул ДНК. При внедрении в определенный генетический аппарат они могут придавать организму полезные для человека свойства. К примеру, можно получать «биологические реакторы», то есть животные, растения и микроорганизмы, которые продуцировали бы вещества, фармакологически важные для человека. Достижения биотехнологии привели к возможности выведения пород животных и сортов растений с признаками, ценными для людей. С помощью методов генной инженерии можно осуществлять генетическую паспортизацию, создавать ДНК-вакцины, диагностировать различные генетические заболевания и др.

Конкурс «био/мол/текст»-2018

Эта работа опубликована в номинации «Наглядно о ненаглядном» конкурса «био/мол/текст»-2018.

Генеральный спонсор конкурса — : крупнейший поставщик оборудования, реагентов и расходных материалов для биологических исследований и производств.

Спонсором приза зрительских симпатий выступил медико-генетический центр Genotek.

«Книжный» спонсор конкурса — «Альпина нон-фикшн»

Генная инженерия и биотехнология, будучи одними из главных направлений научно-технического прогресса, хорошо способствуют решению разнообразных задач.

Читайте также:  3 признака, что вы станете хорошим программистом

В настоящее время биотехнология способна решить множество проблем медицины и создания пищевых продуктов. Также особая роль биотехнологии отводится в сельском хозяйстве. Ученые занимаются созданием и дальнейшим культивированием трансгенных растений и синтезом средств их защиты.

За счет генной инженерии был совершен огромный шаг навстречу новым технологиям. Однако ее развитие породило множество споров, в том числе и о ГМО. Несмотря на все слухи, польза ГМО явно видна. ГМ-растениям не страшен холод, пестициды или засуха. Помимо этого, использование генномодифицированных организмов может улучшить качество жизни населения стран третьего мира.

Источник: mjjm.ru

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий