Реферат: Биотехнология 6
Биотехнология-это применение живых организмов и биологических процессов в производстве. Своё название эта отрасль промышленности получила в 70-х годах прошлого века, хотя микроорганизмы и грибы издавна использовались в хлебопечении, виноделии, пивоварении, сыроварении.
Современная биотехнология использует методы клеточной и генной инженерии, а также биохимии, микробиологии, генетики и др. наук.
Методы клеточной инженерии позволяют получать гибриды соматических клеток вне организма при смешении различных их культур. Некоторые клетки разных культур сливаются с образованием общего ряда. Образование гибридов стимулируется действием низких температур и других факторов. Для выделения гибридов соматических клеток применяются селективные (избирательные) среды, на которых могут размножаться только гибридные клетки. Возможна гибридизация соматических клеток весьма отдалённых видов.
Методами клеточной инженерии в клетке можно заменить ядро, реконструировать клетку из отдельных частей, создать гибридому - гибрид лимфоцита и опухолевой клетки. Гибридома, как лимфоцит может продуцировать антитела и, как клетка опухоли, обладает неограниченным ростом. Антитела гибридом (моноклональные антитела) служат уникальными диагностическими и лечебными препаратами.
Методом клеточной культуры можно создать большую массу клеток растений для получения лекарственных средств и других ценных веществ. Из культур гибридных клеток можно выращивать целые растения с гибридными свойствами.
Методы клеточной инженерии лежат в основе многих биотехнологических процессов и широко применяются в селекции растений.
Генная инженерия – раздел молекулярной биологии, разрабатывающий методы создания новых комбинаций генетического материала, способных обеспечивать синтез желаемых продуктов обмена.
Для биотехнологии главное значение имеют методы введение в геном прокариот, генов, контролирующих синтез ценных для человека соединений (ферментов, антибиотиков, гормонов, лечебных препаратов). Некоторые прокариоты способны быстро размножаться на малоценных средах (отходы различных отраслей хозяйства, жидкие парафины нефти и др.). Благодаря этому в короткое время и при минимальных затратах может быть получено большое количество ценных веществ.
Общих план создания таких трансгенных клеток, геном которых содержит фрагменты ДНК разных видов, включает следующие этапы:
1. Выделение из клеток, содержащих искомый ген матричной РНК (мРНК).
2. Синтез ДНК-копий (кДНК).
3. Синтез двухцепочечной кДНК.
4. Разрез замкнутой кольцевой молекулы ДНК плазмиды-вектора.
5. Встраивание кДНК в разрез плазмиды.
6. Трансформация – проникновение рекомбинантной плазмиды внутрь бактерии и включение в её жизненный цикл.
7. Получение белкового продукта путём размножения бактерий.
В последние два десятилетия биотехнология стремительно развивалась, а последние три года ознаменовались настоящим её бумом. Огромные средства транснациональных фирм вкладываются в расшифровку генов человека, и, в первую очередь, генов, контролирующих различные признаки наследственных болезней. В перспективе генная инженерия открывает возможность генетического лечения этих болезней. Уже сейчас путём введения в соматические клетки с помощью трансгенных микроорганизмов или вирусов нормального донорского гена удаётся облегчить течение многих генных болезней и замедлить развитие опухолей.
Трансгенные микроорганизмы – высокопродуктивные источники антибиотиков, инсулина, гормона роста, ферментов, аминокислот и витаминов.
Генетически модифицированные организмы находят широкое применение в сельском хозяйстве. В США и Канаде четверть площадей, отведенных под картофель, занято сортами, сконструированными методами генной инженерии. Завершаются работы по созданию методами генной инженерии сортов растений, устойчивых к засухе, низким температурам, повышенной засоленности или кислотности почв.
Значительные успехи, достигнутые с помощью генной инженерии в различных областях науки и производства уже на первом этапе становления биотехнологии дают основание полгать, что в ближайшем будущем она превратится в одну из ведущих и наиболее продуктивных отраслей науки и экономики, которая внесёт большой вклад в решение таких острейших проблем как охрана здоровья; обеспечение населения планеты пищей, разнообразными химическими материалами и фармацевтическими препаратами; очистка окружающей среды.
Возможность рекомбинировать ДНК, создавать искусственные молекулы, несущие новые наборы информации, и переносить их из одних клеток в другие, т.е. конструировать живые организмы, открывает перед человечеством новые пути для более интенсивного использования ресурсов биосферы, а, следовательно, для своего дальнейшего развития.
Манипулируя с генетическими структурами, необходимо помнить, что каждый геном – всесторонне сбалансированная комбинация генов, сложившаяся в результате действия естественного отбора, в течение миллионов лет. При изменении её не исключена возможность возникновения организмов опасных для человека и окружающей среды. Поэтому генные технологии должны осуществляться под строгим контролем.