Рефераты Биотехнология - химическая бионика

Вернуться в Биология

Биотехнология - химическая бионика
Биотехнология - химическая бионика



Бионика – это использование секретов живой природы с целью создания более совершенных технических устройств. В широком смысле биотехнология – это использование живых организмов и биологических процессов в производстве, т.е. производство необходимых для человека веществ с использованием достижений микробиологии, биохимии и технологии.

В биотехнологии используются бактерии, микроорганизмы и клетки различных тканей. На микробиологических заводах микроорганизмы выращиваются в огромных количествах в аппаратах «ферментерах» – цилиндр, сосуд из нержавеющей стали. В ферментер подаётся стерильная питательная среда, в которую вносится культура микроорганизма (например, дрожжей). Содержимое интенсивно перемешивается, в него подаётся кислород, поддерживается оптимальная температура для роста клеток. Специальные датчики позволяют автоматам следить за рН среды, содержанием химических веществ, температурой и т.д. После окончания процесса ферментации клетки отделяют от жидкости с помощью аппаратов и используют их для выделения необходимых веществ.

В настоящее время период развития биотехнологии можно охарактеризовать следующими чертами:

1) Всё чаще используются не сами клетки микроорганизмов, а выделенные из них ферменты.

Например, дисахарид лактоза – молочный сахар – для большинства людей полезен, но некоторые взрослые люди вообще не могут пить молоко из-за того, что содержащаяся в нём лактоза не расщепляется из-за отсутствия фермента b-галактозидазы. В Африке этим недугом страдают целые племена. Безлактозное молоко можно получить с помощью фермента лактазы. Производство такого молока налажено, например, с Италии.

2) Вторая область – расширение деятельности биотехнологии.

Сейчас биотехнологическими методами изготавливают не только пищевые продукты, но и витамины, антибиотики, гормоны, ряд других лекарств, а также незаменимые аминокислоты. Человек, например, не может существовать без триптофана, фенилаланина, лизина, треонина, валина, метионина, лейцина и изолейцина. Детям нужен и аргинин.

В последние годы появился новый источник пищи – белок одноклеточных, который получают из микроорганизмов. Его можно использовать на корм скоту вместо продуктов.

Биотехнология проникла в производство металлов. В нашей стране разработана технология бактериально-технического способа извлечения золото и серебра из бедных этими металлами пород. Биометаллургия экономически выгодна и исключает загрязнение окружающей среды.

Особое направление биотехнологии – медицина. Например, гормон роста секретируется передней долей гипофиза. При недостатке гормона – карликовость. Раньше этот гормон получали из гипофиза трупов, а сейчас получают из кишечной палочки и по биологической активности этот гормон не уступает гормону гипофиза. Из несовершенных грибов получен препарат циклоспорин, который используется при трансплантации органов для подавления иммунных реакций (отторжение тканей).

3) Третья область – генная инженерия.

Нужные штаммы микроорганизмов получаются не только отбором случайно возникающих мутаций, но и вставкой плазмид с соответствующими генами. Биотехнология позволила получать бактерии со свойствами прежде не бывалыми. Одно из достижений генной инженерии – это перенос генов, кодирующих синтез инсулина у человека, в клетки бактерий. Раньше этот гормон получали из поджелудочной железы животных, чаще свиней. В настоящее время получен инсулин с помощью кишечной палочки –это 1-й генно-инженерный белок.

Также удалось перенести в клетки бактерий ген интерферона, который образуется в ответ на вирусную инфекцию. Возможно, что вместо бактерий можно использовать дрожжи.

С 30-х годов исследователи стали заниматься выделением из бактерий и грибов природных веществ с антибиотическими свойствами, т.е. способных либо подавлять рост, либо совсем убивать других микробов. Самый богатый источник антибиотиков – организмы, живущие в почве

Добавить в Одноклассники    

 

Rambler's Top100