Биотехнология – это наука об использовании биологических процессов в технике и промышленном производстве. Название ее происходит от греческих слов bios – жизнь, teken – искусство, logos – слово, учение, наука. К числу биологических процессов относят те из них, в которых применяют биологические объекты различной природы, для производства ряда продуктов медицинского, пищевого и другого назначения – антибиотиков, вакцин, ферментов, кормовых и пищевых белков, полисахаридов, гормонов, гликозидов, аминокислот, алкалоидов, удобрений и многих других [1].
В соответствии с определением Европейской Федерации Биотехнологов (ЕФБ, 1984) биотехнология базируется на интегральном использовании биохимии, микробиологии и инженерных наук в целях промышленной реализации способностей микроорганизмов, культур клеток тканей и их частей.
Объектами биотехнологии являются:
вирусы,
бактерии,
грибы микромицеты и макромицеты,
протозойные организмы,
клетки (ткани) растений, животных и человека,
некоторые биогенные и функционально сходные с ними вещества (ферменты, простагландины, лектины, нуклеиновые кислоты и др.).
Следовательно, объекты биотехнологии могут быть представлены организованными частицами (вирусы), клетками (тканями) или их метаболитами (первичными, вторичными).
Даже при использовании биомолекулы как объекта биотехнологии исходный биосинтез ее осуществляется в большинстве случаев соответствующими клетками. В этой связи можно сказать, что объекты биотехнологии относятся либо к микробам, либо к растительным и животным организмам. В свою очередь организм можно образно характеризовать как систему экономного, сложнейшего, компактного, саморегулируемого и, следовательно, целенаправленного биохимического производства, устойчиво и активно протекающего при оптимальном поддержании всех необходимых параметров.
В течение последних от 10 до 15 лет текущего столетия происходило бурное развитие биотехнологии, определились сферы приоритетного внедрения конкретных результатов биотехнологических разработок, и, как следствие, появились такие названия, как медицинская биотехнология, иммунобиотехнология (от лат. immunus – невосприимчивый), биогеотехнология (от греч. део – земля), инженерная энзимология (от греч. en – в, zyme – закваска) [1].
Биотехнологию относят к числу приоритетных наук, где можно прогнозировать более быстрые и важнейшие достижения для социально-экономического прогресса общества. В биотехнологических производствах используются микроорганизмы, полученные путем индуцированного мутагенеза для получения белковых препаратов, аминокислот, вакцин, моноклональных антител. Применение новых подходов в производстве фармацевтической продукции позволило значительно удешевить себестоимость медицинских препаратов, получить новые уникальные лекарственные средства и одновременно разрешило проблемы утилизации отходов пищевой, деревообрабатывающей и нефтехимической промышленности [2].
Именно поэтому постоянно изучаются новые микроорганизмы, биологические активные вещества, которые можно было бы эффективно использовать в современном биотехнологическом производстве.
Правильный подбор объекта – важный этап биотехнологического процесса. Цели данной работы – охарактеризовать каждую группу из применяемых в биотехнологическом производстве объектов, рассмотреть основные требования, предъявляемые к ним, а также недостатки и преимущества каждой группы при их использовании.
Из сказанного можно составить представление о том, что потенциальных биообъектов для использования в производстве самых различных веществ обильное множество, от организованных частиц (вирусов) до человека.
Биообъекты характеризуются такими показателями, как уровень структурной организации, способность к размножению (или репродукции), наличие или отсутствие собственного метаболизма при культивировании в надлежащих условиях. Что касается характера биообъектов, то под этим следует понимать их структурную организацию. В таком случае биообъекты могут быть молекулами (ферменты, иммуномодуляторы, нуклеозиды, и др.), организованными частицами (вирусы, фаги), одноклеточными (бактерии, дрожжи) и многоклеточными особями (нитчатые высшие грибы, растительные ткани, однослойные культуры клеток млекопитающих), целыми организмами растений и животных [1].
Самыми важными требованиями к объектам биотехнологии являются чистота, скорость размножения клеток и репродукции вирусных частиц, активность и стабильность биомолекул или биосистем [2]. В зависимости от них оценивают, насколько данный объект подходит для использования в том или ином биотехнологическом производстве.
Наиболее изучены и чаще применяются в биотехнологии бактерии рода Clostridium, Thermoanaerobacter, Bacillus, Acetobacter, Pseudomonas, Brefibacterium [2].
Эра новой биотехнологии характеризуется разработкой генной инженерии, которая позволяет целенаправленно изменять геном микроорганизмов, переносить в него свойства, заимствованные из геномов растений и животных.
Разработанные основы биотехнологических производств дают возможность уже сейчас получать большое число продуктов с помощью биотехнологии, и эта область стремительно расширяется [1].
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
