История развития биотехнологий

история развития, основные направления и задачи биотехнологий

Работа студенток Медицинского колледжа группы СД-109-ОП

Сивидовой Ангелины и Максидовой Элины

Биотехнология

История развития биотехнологий

• Биотехнология (от греч. bios жизнь, techne искусство, мастерство и logos слово, учение) - это получение полезных для человека продуктов, в процессе которого используется биохимическая деятельность микроорганизмов, изолированных клеток или их компонентов. Сами того не подозревая, люди применяли биотехнологические методы с древнейших времен. 

• Занимаясь хлебопечением, виноделием, пивоварением, получением кисло-молочных продуктов, сыров, пищевого уксуса, они использовали деятельность микроорганизмов. Огромную роль в разработке научных основ биотехнологии сыграли работы одного, .ид величайших естествоиспытателей 19-го века - француза Луи Пастера (1822-1895). Начав свою научную карьеру с чисто химических работ, наиболее известной из которых является исследование винных кислот, послужившее толчком к развитию стереохимии, в 50-х годах 19-го века Пастор занялся изучением брожения. 

• В 1857 г. появляется его работа, в которой Пастер доказывает, что спиртовое брожение сахара есть процесс, тесно связанный с жизнедеятельностью дрожжевых грибков, которые питаются и размножаются за счет бродящей жидкости, при этом часть сахара тратится на постройку дрожжевых клеток и образование побочных продуктов - глицерина и янтарной кислоты. Пастер опроверг господствовавшие тогда взгляды Либиха на брожение как на механико-химический акт. 

• Начало следующему этапу развития той отрасли знаний, которую сейчас называют биотехнологией, положила работа английского микробиолога А. Флеминга (1928), отметившего способность нитчатого гриба зеленой плесени (Penicillum notatum) вызывать гибель стафилококков. Дальнейнгая работа привела к выделению в чистом виде первого антибиотика пенициллина, открывшего эру антибиотиков (1940-1960 гг.). За пенициллином последовало получение стрептомицина, тетрациклинов, эритромицина и других антибиотиков, начала развиваться микробиологическая промышленность. В 1953 г. в качестве самостоятельной науки о себе заявила молекулярная биология. 

• Это было связано с открытием Д. Уотсоном и Ф. Криком знаменитой двойной спирали дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и постулированием матричного механизма ее синтеза. Вдечение постантибиотической эры (1960-1975 гг.) были созданы технологии получения аминокислот, витаминов В2 и B12, биогаза, микробиологического белка на парафинах, иммобилизованных ферментов. В 70-х годах 20-го века появился термин "биотехнология". Начало современного этапа развития биотехнологии было положено в 1972 г. публикацией американского биохимика Пола Берга с сотрудниками.

Задачи современной биотехнологии

• Активация и поддержание путей обмена клеток, ведущих к накоплению заданных продуктов при доминировании над другими реакциями обмена у культивируемого организма.Получение клеток или их составных частей (преимущественно ферментов) для направленного изменения сложных молекул (например, рестриктазы, изомеразы, пенициллинамидазы).Углубление и совершенствование форм рДНК для биотехнологии и клеточной инженерии с целью получения особо ценных результатов в фундаментальных и прикладных разработках.Создание безотходных и экологически безопасных биотехнологических процессов.Совершенствование и оптимизация аппаратурного оформления биотехнологических процессов с целью достижения максимального выхода конечных продуктов при культивировании естественных видов с измененной наследственностью методами клеточной и генной инженерии.Повышение технико-экономических показателей биотехнологических процессов по сравнению с существующими.

Также в  задачи биотехнологии  входит создание и широкое освоение:

• новых биологически активных веществ (БАВ) и лекарственных препаратов для медицины (интерферона, инсулина, гормонов, моноклональных антител), позволяющих осуществить раннюю диагностику и лечение тяжелых заболеваний;
• микробиологических средств защиты растений от болезней и вредителей, бактериальных удобрений и регуляторов роста культур;
• новых высокопродуктивных и устойчивых к неблагоприятным факторам внешней среды сортов и гибридов;
• ценных кормовых добавок и БАВ для повышения продуктивности животноводства;
• новых методов биоинженерии для эффективной профилактики, диагностики и терапии основных болезней сельскохозяйственных животных;
• новых технологий получения хозяйственно-ценных продуктов для использования в пищевой, химической, микробиологической и др. отраслях промышленности;
• технологий глубокой и эффективной переработки сельскохозяйственных, бытовых и промышленных отходов, использования сточных вод для производства биогаза и высококачественных удобрений.

• Эти задачи определяют  перспективы развития биотехнологии .
• Сегодня уже известны примеры вживления в организм человека микрочипов, клонирование человеческих органов находится в стадии разработки, а разработанные бионические конечности достигли уровня имитирования движений человека, кроме того существуют специальные костюмы которые помогают парализованным людям передвигаться, но пока они находятся на стадии тестирования. Помимо технологий для человеческого тела, специалисты биотехнологий разрабатывают возможности увеличения количества белка в растениях, что позволит в будущем  отказаться от мяса . Для агрокомплекса ведутся разработки в направлении усовершенствования функций  самозащиты растений от насекомых-вредителей , посредством выделения яда.

• В  медицине  разрабатываются вакцины против известных болезней, кроме того исследуется область омоложения клеточного уровня человека, что позволит замедлить старение. В  промышленном секторе  биотехнологии используются для получения биотоплива и биогаза, что снизит загрязнение окружающей среды и сократит размеры использования природных ресурсов. Таким образом, развитие биотехнологических методов существенно изменит жизнь человека в лучшую сторону, посредством повышения качества пищи, использования новых медицинских препаратов, а также понижения уровня загрязнения экологии планеты.